Congélation de sol

La technique de la congélation de sol est une stabilisation à caractère provisoire d'un terrain aquifère au moyen de murs de glace. Le principe est de transformer l'eau interstitielle en glace, assurant ainsi une liaison étanche et résistante entre les grains du terrain, et conférant au terrain congelé une résistance mécanique élevée. La technique est utilisée pour assurer un renforcement et une étanchéité lors d'excavations souterraines, galeries ou fouilles urbaines.

Procédé d'exécution

1. Exécution de forages disposés selon le maillage choisi, dans le massif du sol à congeler, sur la hauteur des couches aquifères.

2. Mise en place de tubes congélateurs (tubes réfrigérants) fermés à la base, équipés de tubes intérieurs plus petits ouverts dans leur partie inférieure.

3. Congélation par circulation d'un liquide à basse température (frigoporteur) entrant par le tube intérieur. Le fluide remonte par l’espace annulaire entre le tube intérieur et le tube extérieur et emprunte la chaleur au terrain encaissant.

4. Congélation progressive et radiale du sol autour des tubes jusqu'à formation d'une paroi de glace étanche et stable, correspondant au critère de congélation fixé (épaisseur calculée).

5. Phase de maintien: la paroi est maintenue durant les travaux à réaliser.

Domaine d'application

• Terrain aquifère ou humide nécessaire, mais pas de courants d'eau importants

• Fouilles complexes dans des environnements et des situations très difficilement accessibles

• Protection pour passage de galerie, puits, galerie de liaison entre tunnels.

Environnement

• Espace nécessaire pour le placement de l'installation de congélation importante

• Attention au gonflement (contrôle des conduites ou structures existantes)

• Maîtrise de la technologie de mise en œuvre: contrôle rigoureux des opérations, éviter arrêt et redémarrage de l'installation de congélation.

Spécifications techniques

• La congélation de l'eau souterraine augmente la résistance du sol gelé reprenant ainsi les efforts nécessaires pour la réalisation de l'excavation.

• Un liquide de refroidissement circule dans des tubes forés dans le sol, entraînant la congélation de l'eau retenue dans le terrain.

• Technique onéreuse (voir maintien de la surface gelée durant toute la durée de l'excavation)

• Détermination et connaissance de la conductivité thermique