Geofoam

Geofoam est un polystyrène expansé (EPS) ou un polystyrène extrudé (XPS) fabriqué en gros blocs légers. Les blocs varient en taille mais mesurent souvent 2 m × 0,75 m × 0,75 m (6,6 pi × 2,5 pi × 2,5 pi). La fonction principale de geofoam est de fournir un vide léger sous une autoroute, une passerelle, un remblai ou un terrain de stationnement. EPS Geofoam minimise le règlement sur les services publics souterrains. Geofoam est également utilisé dans des applications beaucoup plus larges, y compris le remplissage léger , le remplissage de toit vert , les inclusions compressibles, l’ isolation thermique et le drainage (si formé de manière appropriée) . [1]

Geofoam partage des principes avec des géocombustibles (précédemment appelées structures ultralégères cellulaires) qui a été défini comme «tout matériau manufacturé créé par un processus d’ extrusion qui aboutit à un produit final composé de nombreux tubes ouverts, collés, soudés ou autrement groupés ensemble.” [2] La géométrie de section transversale d’un tube individuel a généralement une forme géométrique simple (cercle, ellipse, hexagone, octogone, etc.) et est de l’ordre de 25 mm (0,98 in). La section transversale globale de l’assemblage des tubes groupés ressemble à un nid d’abeille qui lui donne son nom. Actuellement, seuls des polymères rigides ( polypropylène et PVC ) ont été utilisés comme matériau géocombustible.

Histoire

La première utilisation d’EPS Geofoam était à Oslo , en Norvège en 1972. Geofoam a été utilisé dans les remblais autour du pont de Flom dans le but de réduire les colonies . Avant l’installation de la géomousse, cette zone a subi des tassements de 20 à 30 centimètres par an, ce qui a causé des dommages extrêmes sur les routes. [3]

En raison du succès du projet Geofoam d’Oslo, la première conférence internationale Geofoam s’est tenue à Oslo en Norvège en 1985 pour permettre aux ingénieurs d’échanger des connaissances, de faire des recherches, de partager de nouvelles applications et de discuter des cas. Depuis lors, deux autres conférences ont eu lieu à Tokyo , au Japon et à Salt Lake City , aux États-Unis, en 1996 et en 2001, respectivement. La dernière conférence a eu lieu en juin 2011 à Lillestrom, en Norvège. [4]

Entre 1985 et 1987, le Japon a utilisé plus de 1 300 000 m 3 (46 000 000 pi 3) de géomousse dans 2 000 projets. Le test et l’utilisation de geofoam dans ces projets ont démontré les avantages potentiels de geofoam comme un remplissage léger. Par exemple, Geofoam a été placé sous les pistes dans les aéroports japonais, prouvant que le matériau peut supporter une pression lourde et répétée. [3]

Geofoam a été utilisé pour la première fois aux États-Unis en 1989 sur la route 160 entre Durango et Mancos , au Colorado. Une augmentation des précipitations a provoqué un glissement de terrain, détruisant une partie de la route. Geofoam a été utilisé pour créer une stabilisation de la pente du côté de la route afin d’éviter tout problème similaire. L’utilisation de la géofoam par rapport à la restauration conventionnelle a entraîné une réduction de 84% du coût total du projet. [5]

Le plus grand projet de geofoam aux Etats-Unis a eu lieu de 1997 à 2001 sur l’ Interstate 15 à Salt Lake City, Utah. [6] Geofoam a été choisi pour minimiser le nombre de services publics qui devraient être déplacés ou réaménagés pour le projet. Un total de 3 030 000 pi³ (100 000 m 3 ) de géomousse a été utilisé, et environ 450 000 $ ont été économisés en éliminant le besoin de déplacer les poteaux de services publics . [7] Geofoam a été également employé dans les remblais et les piliers de pont pour la stabilité de base. [5]Par la suite, en raison du succès de l’utilisation de geofoam pour le projet de reconstruction I-15, l’Utah Transit Authority a utilisé des remblais en geofoam pour ses lignes de train léger (TRAX) et de train de banlieue (FrontRunner). [8]

De 2009 à 2012, une entreprise de fabrication de polymères expansés de Vaudreuil (Québec) a fourni plus de 625 000 m 3 (22 100 000 pi3) de géomousse pour un nouveau tronçon de l’autoroute 30 dans la province de Québec (Canada), dans la région de Montréal. le plus grand projet de géomousse en Amérique du Nord à ce jour.

Depuis 2016, Geofoam est utilisé pour la construction du nouvel échangeur d’autoroute et de turcot surélevé à Monteal (Québec).

Applications

Un bref résumé des applications peut être trouvé sur: [9]

Stabilisation de la pente

Glissement de terrain
Article principal: stabilité de pente

La stabilisation des pentes est l’utilisation de la géomousse pour réduire la masse et la force gravitationnelle dans une zone susceptible de subir une défaillance, comme un glissement de terrain . Geofoam est jusqu’à 50 fois plus léger que d’autres remplissages traditionnels avec des forces de compression similaires. Cela permet à geofoam de maximiser l’ emprisedisponible sur un remblai. La légèreté et la facilité d’installation de Geofoam réduisent le temps de construction et les coûts de main-d’œuvre.

Geofoam est utilisé un terrassementléger pour construire un viaduc de pont sur un sol faible près de Montréal

Remblais

Article principal: Remblai (transport)

Les remblais à l’aide de géomousse permettent une réduction importante des pentes latérales nécessaires par rapport aux remblais typiques. La réduction de la pente latérale du remblai peut augmenter l’espace utilisable de chaque côté. Ces remblais peuvent également être construits sur des sols affectés par un tassement différentiel sans être affectés. Les coûts d’entretien associés aux remblais en geofoam sont nettement inférieurs à ceux des remblais utilisant des sols naturels.

Réduction de creuser

Geofoam est utilisé comme remplissage de noyau à l’intérieur d’un pont de voiture près de Montréal

Une semaine et un sol meuble ne peuvent supporter le poids de la structure désirée; un pont de passage supérieur sur l’image voisine. S’il avait été construit à partir de remblais de terrassement traditionnels, il aurait été trop lourd et déformerait le sol faible en dessous et endommagerait le pont. Pour réduire les coûts en ne creusant pas dans le substrat rocheux, Geofoam est utilisé pour le remplissage intérieur du pont

Soutènements

Geofoam utilisé dans le mur de soutènement
Article principal: Mur de soutènement

L’utilisation de geofoam pour retenir les structures permet de réduire la pression latérale tout en empêchant le tassement et en améliorant l’étanchéité. Le poids léger de Geofoam réduira la force latérale sur un mur de soutènement ou une butée . Il est important d’installer un système de drainage sous le géomousse pour éviter les problèmes de pression hydrostatique ou de flottabilité .

Protection d’utilité

La protection d’utilité est possible en employant la geofoam pour réduire les contraintes verticales sur des pipes et d’autres utilités sensibles. Réduire le poids au-dessus d’un utilitaire en utilisant la géomousse au lieu d’un sol typique empêche les utilitaires de problèmes potentiels, tels que les effondrements.

Isolation de la chaussée

L’isolation de la chaussée est l’utilisation de la géomousse sous la chaussée où l’épaisseur de la chaussée peut être contrôlée par les conditions de soulèvement par le gel . L’utilisation de la géomousse en tant qu’élément d’isolation de sous-niveau réduira cette épaisseur différentielle. Geofoam est 98% d’air en volume, ce qui en fait un isolant thermique efficace. Une bonne installation de la géomousse est particulièrement importante, car les espaces entre les blocs de géomembrane vont agir contre les effets isolants de la géomousse.

Avantages

Les avantages de l’utilisation de geofoam comprennent:

  • Faible densité / haute résistance : Geofoam est de 1% à 2% de la densité du sol avec une force égale. [3]
  • Comportement prévisible: Geofoam permet aux ingénieurs d’être beaucoup plus spécifiques dans les critères de conception. Ceci est très différent des autres charges légères, comme le sol, qui peuvent avoir une composition très variable.
  • Inerte: Le Geofoam ne se dégrade pas, donc il ne se répandra pas dans les sols environnants. Cela signifie que la géomousse ne pollue pas le sol environnant. Geofoam peut également être déterré et réutilisé.
  • La main-d’œuvre limitée requise pour la construction: Geofoam peut être installé à la main à l’aide d’outils manuels simples. Ceci élimine les coûts d’investissement et d’exploitation des machines lourdes.
  • Diminue le temps de construction: Geofoam est rapide à installer et peut être installé pendant n’importe quel type de temps, de jour ou de nuit, résultant en temps d’installation plus rapide.

Inconvénients

Les inconvénients de l’utilisation de geofoam comprennent:

  • Risques d’incendie: La géomousse non traitée présente un risque d’incendie.
  • Vulnérable aux solvants pétroliers: Si le geofoam entre en contact avec un solvant pétrolier , il se transforme immédiatement en une substance de type colle, ce qui le rend incapable de supporter toute charge.
  • Flottabilité: Les forces développées en raison de la flottabilité peuvent entraîner une force de soulèvement dangereuse. Des voitures ont été écrasées contre le plafond après que des eaux de crue ont soulevé du polystyrène sous le plancher d’un parking à Crayford le 9 octobre 2016. [10]
  • Sensible aux dégâts causés par les insectes: le Geofoam peut être traité pour résister aux infestations d’insectes. Lorsque la géomousse est utilisée pour isoler des bâtiments où du bois est présent, les dommages à la géomousse peuvent être limités par l’utilisation d’un traitement contre les insectes. D’un autre côté, dans le remblai allégé traditionnel pour la construction de routes, aucune preuve connue de dommages causés par les insectes n’a été documentée. [11]

Spécifications

Geofoam
Propriétés physiques de EPS Geofoam
TYPE – ASTM D6817 EPS12 EPS15 EPS19 EPS22 EPS29
Densité, min. kg / m 3 11.2 14,4 18,4 21,6 28,8
Résistance à la compression, min., KPa à 1% 15 25 40 50 75
Résistance à la compression min., KPa à 5% 35 55 90 115 170
Résistance à la compression min., KPa à 10% 40 70 110 135 200
Résistance à la flexion, min., Kpa 69 172 207 276 345
Indice d’oxygène, min., Volume% 24,0 24,0 24,0 24,0 24,0
Propriétés physiques de XPS Geofoam
TYPE – ASTM D6817 XPS20 XPS21 XPS26 XPS29 XPS36 XPS48
Densité, min. kg / m 3 19,2 20,8 25,6 28,8 35,2 48,0
Résistance à la compression, min., KPa à 1% 20 35 75 105 160 280
Résistance à la compression min., KPa à 5% 85 110 185 235 335 535
Résistance à la compression min., KPa à 10% 104 104 173 276 414 690
Résistance à la flexion, min., Kpa 276 276 345 414 517 689
Indice d’oxygène, min., Volume% 24,0 24,0 24,0 24,0 24,0 24,0

[12] [13]

Voir aussi

  • Géosynthétiques
  • Génie civil

Références

  1. Jump up^ Koerner, RM (2012),Concevoir avec des géosynthétiques, 6ème édition, Xlibris Publishing Co., 914 pgs.
  2. Aller en haut^ Hovath, JS (mai 1995). Proceedings Symposium international de géotechnique sur la mousse de polystyrène dans les applications souterraines . New York: Manhattan College.
  3. ^ Aller à:c Elragi, Ahmed Fouad. Propriétés d’ingénierie sélectionnées et applications d’EPS Geofoam – Introduction Softoria Group. 2006. Web. 18 nov. 2010.
  4. Aller^ Administration publique norvégienne des routes, et Tekna. 4ème conférence internationale sur les blocs de Geofoam dans les applications de constructionTekna. Administration publique norvégienne des routes. Web 18 nov. 2010.
  5. ^ Aller jusqu’à:b Centre de recherche Geofoam Syracuse University Syracuse, 2000. Web. 18 nov. 2010.
  6. Aller en haut^ Bartlett, Steven; Lawton, Evert; Farnsworth, Clifton; Newman, Marie. “Conception et évaluation de remblais en polystyrène expansé pour le projet de reconstruction de l’I-15, Salt Lake City, Utah”.
  7. Sautez^ Meier, Terry. Charges plus légères: Geofoam raccourcit les programmes de construction en réduisant le poids du remplissage de remblai et le temps de règlementHubDot. HubDot, 1er avril 2010. Web. 18 nov. 2010.
  8. Aller^ Bartlett, Steven. “Utilisation d’EPS Geofoam dans les systèmes de transport” (PDF) . www.civil.utah.edu . EPS Geofoam Consortium.
  9. Aller en haut^ Stark, Timothy; Bartlett, Steven; Arellano, David. “Applications de Geofoam de polystyrène expansé (EPS) et données techniques” (PDF) .
  10. Aller^ Worley, Will Worley (9 octobre 2016). “Inondations de Crayford: Les voitures écrasées contre le plafond après les inondations soulever le plancher de polystyrène du parking” . L’indépendant . Récupéré le 11 octobre 2016 .
  11. Jump up^ Leçons tirées des échecs impliquant Geofoam dans les remblais routiers, Manhattan College Rapport de recherche n ° CE / GE-99-1 par John S. Horvath, Ph.D., PE Professeur de génie civil 4.5 Cas T4: Geofoam dommages dus à Infestation d’insectes
  12. Jump up^ Spécification universelle pour Geofoam remplitGeoTech Systems Corporation. GeoTech Systems Corporation, 1er janvier 2005. Web. 18 nov. 2010.
  13. Jump up^ Block Geofoam – Spécifications du projet de réunionEspmolders.org. Association des moulistes EPS. Web 11 nov. 2010.