Comment les géomembranes texturées peuvent-elles être utilisées dans la conception finale de la fermeture des décharges de déchets solides?

Dans les applications de confinement des déchets solides, assurer la stabilité de la masse de déchets, du système de revêtement et du sol est essentiel au succès et à la longévité de la solution. Les géomembranes à surface texturée peuvent améliorer la résistance au frottement entre le revêtement et le sol d’assise, ou entre les revêtements dans les systèmes multicouches, améliorant ainsi la stabilité des pentes. Mais quels sont les revêtements qui offrent les meilleurs résultats? 

La Banque mondiale estime, de manière prudente, que la production mondiale actuelle de déchets s’élève à 1,3 milliard de tonnes par année, et ce, uniquement pour les déchets solides municipaux. Ce chiffre devrait passer à environ 2,2 milliards de tonnes d’ici 2025. Puisque les pentes latérales abruptes sont de plus en plus courantes dans les sites d’enfouissement – les propriétaires s’efforçant d’augmenter la capacité et les revenus – un certain nombre de caractéristiques du revêtement deviennent importantes. 

Les revêtements des cellules d’enfouissement et les solutions de fermeture de sites sont des projets importants et critiques. Bien que la solution d’utiliser des géosynthétiques ne représente qu’une petite fraction du coût global, elle constitue la plus grande défense dans un site d’enfouissement, formant une barrière très efficace entre les polluants et l’environnement. Elle contribue également de manière significative à la stabilité structurale du site d’enfouissement. 

En ce qui a trait aux géomembranes, l’épaisseur du revêtement, la hauteur des aspérités (la variation maximale de la hauteur entre les pics et les creux sur une surface donnée), la résistance au cisaillement de l’interface, l’intégrité des joints et plusieurs autres considérations jouent un rôle dans la conception de confinement. Les décisions relatives au système de revêtement le plus approprié dépendent également de certains facteurs comme le besoin de filtration, l’écoulement de surface et le drainage des gaz, la prévention des infiltrations et la détection des fuites. En outre, la capacité à s’adapter au tassement différentiel et à l’évacuation des gaz – ainsi que la résistance à la chaleur et aux matières corrosives, inflammables et toxiques – doivent être prises en compte.  

Les produits géosynthétiques sont reconnus pour leur capacité à créer des solutions fiables et rentables en tant que barrières. Les revêtements d’argile géosynthétiques agissent comme une barrière secondaire ou tertiaire, tandis que les géomembranes agissent comme barrières primaire et secondaire. Cependant, en termes de stabilité (c’est-à-dire la stabilité du système de revêtement sur les pentes), les recherchesⁱ ont démontré qu’une texture à plus forte densité offre une meilleure performance en matière de résistance au frottement.  

À partir d’une pente d’environ huit degrés, l’angle de frottement devient critique et votre système pourrait commencer à glisser. Les membranes avec surface texturée peuvent offrir un angle de frottement allant jusqu’à 35 degrés, ce qui permet de concevoir des pentes beaucoup plus fortes. 

Avantages des différents types de revêtements texturés  

Les trois types courants de surface texturée des géomembranes sont la co-extrusion, la pulvérisation et le gaufrage. 

Texturation par co-extrusion : L’extrusion en trois couches (couche supérieure, couche centrale et sous-couche) sur un équipement d’extrusion à matrice ronde ou d’extrusion à film soufflé permet de contrôler la formulation des deux couches de surface. De l’azote gazeux est injecté dans les couches superficielles du polymère fondu et s’échappe à la sortie de la matrice, laissant une surface rugueuse et irrégulière. D’autres additifs, tels que des pigments blancs ou une concentration plus élevée de noir de carbone (pour les revêtements de détection des fuites), peuvent également être ajoutés à ce stade. Alors que la couche centrale n’est pas affectée par cette procédure, un profil d’aspérité de surface agressif (généralement supérieur à 0,4 mm) est formé. Cela améliore la résistance au frottement contre les sols et les géotextiles, par un effet robuste de type Velcro dans les conditions typiques de charge de faibles à normales que l’on trouve dans les fermetures des sites d’enfouissement. 

Texturation par pulvérisation : Il s’agit d’un procédé en deux étapes qui consiste à pulvériser du polyéthylène fondu mélangé à de l’air chaud sur une surface de géomembrane lisse préalablement fabriquée à l’aide d’une matrice ronde ou plate. Les propriétés techniques qui en résultent comprennent l’effet de type Velcro et une meilleure résistance au frottement au contact des géotextiles non tissés et des revêtements d’argile géosynthétiques. Une résistance au frottement accrue peut être obtenue en ajustant le poids par unité de surface du matériau pulvérisé. 

Texturation à motifs ou gaufrée : Ceci est réalisé dans le cadre d’un processus en une seule étape. Lorsque la feuille de polyéthylène sort de la matrice plate à l’état visqueux, des rouleaux de gaufrage impriment une texture sur sa surface. Les avantages comprennent une épaisseur et une texture constante du noyau central, ce qui a peu d’effet sur les propriétés de traction et d’allongement de la géomembrane.ⁱⁱ 

Une méthode de fabrication de géosynthétiques texturés est-elle meilleure qu’une autre? 

L’avantage de la géomembrane texturée par co-extrusion est que le matériau est formé de manière monolithique à partir d’un processus en une seule étape, ce qui peut améliorer la performance à long terme du matériau. Un autre avantage est que la hauteur des aspérités peut être modifiée en cours de production. La géomembrane peut être utilisée pour un large éventail de conceptions de pentes en modifiant la surface texturée. De plus, l’effet de type Velcro produit par le processus de texturation réduit le plissement de la géomembrane grâce à une meilleure adhérence au géotextile non tissé. 

Le principal avantage d’une texturation par pulvérisation est que les propriétés physiques de la membrane ne sont pas compromises. En outre, la bordure de la géomembrane reste lisse et peut être recouverte d’un ruban de protection, ce qui facilite le soudage comparativement à d’autres matériaux texturés et est grandement avantageux lors de l’installation dans des conditions boueuses ou humides. Toutefois, l’adhérence des particules de texture dans le processus de pulvérisation doit être testée de manière approfondie en production. 

Et qu’en est-il de la géomembrane gaufrée? La valeur de la membrane gaufrée est qu’elle procure un bon angle de frottement (en fonction de la structure du motif), notamment en cas de charges élevées. Si l’augmentation de la hauteur des aspérités peut être bénéfique, il convient également de considérer une texture de densité élevée. 

Alors, quel revêtement choisir? 

Les trois types de texture présentent des avantages et des limites. Les essais de performance sont essentiels pour une conception optimale. Les propriétés de chaque structure de surface, ainsi que les exigences de l’application (par exemple, l’élongation multiaxiale sera d’une importance vitale dans les zones de tassement différentiel), doivent être prises en compte. 

Chez Solmax, notre capacité à fabriquer des revêtements répondant aux besoins spécifiques de chaque projet nous permet de répondre aux besoins de nos clients dans les conditions les plus difficiles. Tous nos revêtements, y compris nos solutions spécialisées – par exemple, notre GSE LLX avec sa résistance à la rupture multiaxiale et sa résistance améliorée au vieillissement et aux rayons UV pour les applications où les tassements plus importants et les surfaces inégales requièrent un soutien supplémentaire et une plus grande flexibilité – peuvent être fabriqués dans une vaste gamme de choix de couleurs de finis avec une sous-couche conductrice, et comme géomembranes à texture simple ou double. 

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