Les géomembranes chargées d'assurer l'étanchéité souterraine de certains ouvrages sont employées depuis une quarantaine d'années. Comment prévoir leur vieillissement ? Comment ont évolué les premières membranes depuis leur installation ? Autant de questions abordées lors du colloque du Comité français des géosynthétiques.
Les experts des géosynthétiques étaient réunis à l'Ecole des Ponts ParisTech le 25 mars dernier, à l'occasion d'une journée technique dédiée à la durabilité des géomembranes dans les ouvrages. Car ces produits qui assurent une fonction d'étanchéité adaptée au génie civil, sont couramment employés depuis une quarantaine d'années en France. Une période suffisamment longue pour que les retours d'expériences soient nombreux et bien documentés.
Car les géomembranes sont appelées à jouer un rôle toujours plus important dans la préservation de la nature, comme le confirme Laetitia van Schoors, chercheuse à l'Ifsttar (Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux) : "Il y a une volonté de pérenniser l'environnement d'où la nécessité de mieux connaître la durabilité des géosynthétiques". Or, il existe différents types de matériaux employés pour constituer ces membranes étanches de quelques centimètres d'épaisseur qui s'étendent sur plusieurs centaines de m² de surface.
Evaluer la durée de vie des membranes PEHD
Fabienne Farcas de l'Ifsttar est revenue sur les membranes en PEHD (polyéthylène haute densité), les plus usitées aujourd'hui. Lors du projet Durageon mené entre 2009 et 2013, ce type de produit a été évalué dans le cadre d'installations de stockage de déchets non dangereux. "Le problème de ces installations est que la géomembrane devient inaccessible après enfouissement des déchets. Il est donc primordial de prédire leur comportement et de comprendre leurs mécanismes de vieillissement", explique la chercheuse. Les paramètres liés à la fermentation des déchets, sont particulièrement agressifs : température maintenue aux alentours de 60 °C, pH acide, développement de micro-organismes, relargage de tensioactifs et d'oxygène. "L'impact des micro-organismes est négligeable. En revanche, la thermo-oxydation entraîne fragilisation et fissuration des membranes. C'est une évolution lente et irréversible de la structure du matériau et de sa composition", expose l'experte. Trois étapes se succéderaient : d'abord la perte des antioxydants, puis la dégradation du polymère et enfin la perte des propriétés physico-chimiques de la membrane.
L'estimation de la durée de vie était jusqu'à présent assez empirique, mais, grâce à une démarche expérimentale, les scientifiques ont réussi à déterminer l'état d'oxydation moléculaire puis celle de la masse molaire macromoléculaire (échelle microscopique) pour établir le comportement physique (échelle macroscopique). "La concentration en fonction carbonyle critique est de 0,08 mole/litre. Cette valeur a été validée dans un bassin de rétention d'eau vieux de 17 ans. La [CO] mesurée était de 0,05 mol/l, donc inférieure au seuil critique. Et la membrane avait toujours un comportement ductile", détaille Fabienne Farcas. Le suivi de la quantité de fonctions carbonyles serait donc un critère pertinent afin de prédire l'évolution des membranes.
Découvrez le retour d'expérience sur la première géomembrane installées en France en page 2.
