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Exemple thème 3 : BOREAL
Bio Renforcement des OuvRagEs HydrAuLiques en remblais
La gestion des ouvrages hydrauliques (digues, barrages principalement) est un enjeu majeur tant du point de vue de la sécurité publique que de l’aménagement du territoire. En France, ces ouvrages ont pour la plupart plus de 50 ans et présentent localement des pathologies liées à leur vieillissement, qui peuvent se traduire à terme par des risques de rupture. L’évolution de la réglementation actuelle impose une surveillance accrue de ces ouvrages - en particulier vis-à-vis des aléas sismiques et de ceux liés à l’érosion interne - et leurs traitements en cas de risques avérés.
Plusieurs procédés bien maîtrisés par des entreprises spécialisées en géotechnique sont disponibles pour prévenir ces risques. Ils nécessitent pour la plupart l’excavation de tranchées pour la réalisation de parois ou l’injection de liants hydrauliques, éventuellement sous haute pression. Ces techniques très intrusives peuvent avoir un impact écologique négatif. Elles présentent aussi de fortes contraintes au cours de leur mise en œuvre incompatibles avec le fonctionnement de l’ouvrage à traiter. De plus un écran hydraulique est formé sur des linéaires importants, ce qui peut engendrer des problèmes connexes liés à la modification locale du régime d’écoulement de la nappe.
La consolidation de sols par voie biologique offre une alternative très intéressante aux procédés existants. Cette écotechnologie innovante imite les processus naturels de calcification pour cimenter le sol en place tout en laissant la porosité ouverte. Les développements récents ont permis de mettre au point et de valider le procédé pour des applications sous nappe en équilibre hydrostatique (sans écoulement).
L’objectif du projet BOREAL est d’étendre cette nouvelle application des biotechnologies au confortement des ouvrages hydrauliques en charge, c’est-à-dire en présence de circulation d’eau. Toutefois, la présence d’écoulements au sein de ces ouvrages crée plusieurs verrous technologiques, notamment au niveau de la fixation des bactéries sous flux continu, du traitement des interfaces de sols de différentes granularités et de l’homogénéité de la biocalcification in situ. De nouvelles méthodes de mise en œuvre sont donc requises, elles feront appel à de nouvelles formulations de bio-cimentation et de nouveaux phasages d’injection.
Les recherches proposées porteront sur l’étude du procédé en mode dynamique. Le projet BOREAL débouchera sur un nouveau procédé de renforcement d’ouvrages hydrauliques contre les risques de liquéfaction et d’érosion interne, validé sur sites. Il permettra de créer une nouvelle filière française d’excellence pour la réparation des digues par bio-calcification, qui intégrera les diagnostics, les traitements et les contrôles. Les résultats seront facilement transposables en France et à l’international et d’importantes retombées économiques sont donc attendues.
Le projet BOREAL regroupe l’ensemble des compétences nécessaires pour lever les verrous techniques du projet, en mobilisant deux Maîtres d’Ouvrages gestionnaires de digues (EDF et CNR), une société spécialisée en travaux souterrains – Soletanche Bachy, déjà fortement impliquée depuis plusieurs années en bio-géotechnique - deux PME spécialisées en mesures, diagnostics et contrôles des sols et de l’environnement (GEOPHYCONSULT et ENOVEO) et des équipes universitaires très complémentaires (LTHE – 3SR – le laboratoire de microbiogéologie de l’université d’Angers) qui interviendront sur les aspects microbiologiques et mécaniques de la bio-calcification. Le procédé sera testé à trois échelles, depuis celle du laboratoire qui permettra de valider le procédé par rapport à des critères de performances spécifiques à l’application, avec la mise au point de protocoles adaptés, jusqu’à des essais sur deux sites réels après une étape de mise à l’échelle 1 sur digue Pilote.
Financement FUI 16, 2013 - 2019
Budget total = 4,5ME
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