EP0795061A1 - Dispositif de mur drainant implante dans un sol - Google Patents
Dispositif de mur drainant implante dans un solInfo
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- EP0795061A1 EP0795061A1 EP96930210A EP96930210A EP0795061A1 EP 0795061 A1 EP0795061 A1 EP 0795061A1 EP 96930210 A EP96930210 A EP 96930210A EP 96930210 A EP96930210 A EP 96930210A EP 0795061 A1 EP0795061 A1 EP 0795061A1
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- drainage
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Classifications
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- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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- E02B11/00—Drainage of soil, e.g. for agricultural purposes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E02D19/12—Restraining of underground water by damming or interrupting the passage of underground water
-
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- E02D31/00—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
- E02D31/02—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution against ground humidity or ground water
Definitions
- the invention relates to the protection of a terrestrial or underground zone or installation against the flow of water in the soil surrounding the site.
- This type of draining wall can both protect the area or installation in question against entrainment from internal pollution as a result of damage to this area or installation by water flows, but also protect an area or installation and its surroundings of external pollution caused by flows through the polluted site.
- Such a draining wall also makes it possible to envisage cleaning up polluted soil by hydraulic pumping.
- An application is planned for the geological storage of toxic waste, in particular nuclear waste.
- Figure 1 shows in section a region with its subsoil in which a fault phenomenon has occurred.
- This phenomenon is symbolized by two cracks, an upstream crack 1 and a downstream crack 2.
- the arrow 3 placed in the basement shows the direction of the water flow at this location.
- the vertical lines 4 parallel to each other symbolize storage wells joined at their apex by a horizontal handling gallery 5.
- the vertical wells ⁇ placed at the end of this storage facility are draining wells. Arrows placed around " these draining wells ⁇ show that the surrounding flows are attracted by these draining wells 6 and are channeled by the horizontal handling gallery. Thus, the flows tend to avoid the storage wells 4. This has the purpose of Consequently, the water passing through this storage area comes out with a partially reduced level of radioactivity.
- the flows of the massif are diverted from their initial orientation, generally horizontal, to reach a vertical orientation in the vicinity of the storage wells.
- the repository consisting of several rows of storage wells 6 and handling galleries placed parallel to one another (FIG. 2A) has defects in permeability, that is to say if the excavations are filled with a material having a greater permeability than that of the solid mass.
- These wells then help to drain the water from upstream of the storage also over a significant height of the massif. All this drained water is then channeled to contact with the waste located in the storage wells. Its potential contamination is then increased by the existence of all these draining excavations.
- the object of the invention is to remedy these drawbacks and, in general, to isolate an underground volume from the flows taking place in the subsoil at this location, to avoid altering this volume by the flow waters. or to prevent this runoff from extracting polluting materials when passing through it.
- the first main object of the invention is a draining wall device implanted in a ground to protect an area or a ground or underground installation against hydraulic flows in the basement, this wall comprising mainly:
- a plurality of draining wells forming a wall placed upstream of said zone to be protected, each defining a radius of determined hydraulic influence, vertical, spaced from each other by a distance much greater than said radius of hydraulic influence,
- the means for evacuating the hydraulically drained flows can be constituted by a pumping device connected to the upstream / downstream gallery.
- the means for evacuating the hydraulically drained flows consist of the natural outlet downstream from the underground zone.
- the means for evacuating the hydraulically drained flows can also consist of a plurality of draining wells located downstream, connected to each other by at least a second gallery of wells spaced from each other by a much greater distance. to the hydraulic influence radius of an isolated well to convey the drained flows downstream of the zone or installation.
- the draining wells also have a determined height greater than the height of the zone or volume.
- a second main object of the invention is a method of protecting a ground or underground zone or installation against hydraulic flows in the basement in a determined direction, this method consisting in placing a draining wall device such that it has just been summarized, substantially perpendicular to the determined direction of flow, upstream of the zone or of the installation.
- the installation or the zone is a nuclear waste storage installation comprising access galleries, each of these access galleries having a determined number of storage wells, these access galleries are draining galleries upstream / downstream which extend to the plurality of wells located upstream and downstream of the installation at the height of the second gallery of drainage wells, the number of drainage wells being two to five times more important than the number of draining axial galleries.
- FIG. 3 a diagram from above of an installation of Figure 1 equipped with a wall device according to the invention
- FIG. 4 a schematic view of a nuclear waste storage facility to which the wall device according to the invention is applied; - Figure 5, a cutaway view of an underground installation equipped with a wall device according to the invention in a first particular embodiment; - Figure ⁇ , a diagram relating to the use of the invention for the protection of a tunnel; and FIG. 7, a diagram in cutaway view of an underground installation equipped with a wall device according to the invention in a second embodiment.
- the invention proposes to add draining wells 6A in addition to the draining wells 6 of FIG. 2A, between these wells ⁇ initially planned.
- draining wells 6A additional to the draining wells ⁇ placed at the head of the access galleries which become axial drainage galleries and so-called balancing galleries upstream / downstream 7 and act as means for hydraulically discharging the wall.
- Figure 1 proposed a relatively deep ⁇ draining well.
- the lower arrows show that the general drainage in the area delimited by cracks 1 and 2 flows in the direction of arrow 3.
- the flow tends to be attracted by the latter and the direction of flow can be reversed upstream of the draining well ⁇ .
- This inversion constitutes a particularly interesting phenomenon to be exploited to limit the entrainment of water to the base of the storage wells 4 if it is possible to carry it out over the entire space of the massif located under the storage area. This effect is preserved in the device of the draining wall according to the invention if the draining wells 6 are more deeper than the area to be protected.
- a drainage and balancing gallery called a gallery of drainage wells 8, perpendicular to the axial drainage galleries 17 and parallel to a central access gallery 9 is provided at the level of the drainage wells 6 and 6A.
- This gallery of drainage wells 8 promotes the efficiency of the draining wells ⁇ and 6A and therefore increases their distance of influence to maintain the desired efficiency, despite the relatively large spacing between each draining well.
- This gallery of drainage wells 8 makes it possible to evacuate the flows drained by the wells ⁇ , 6A.
- Figure 4 is shown in detail an underground nuclear waste storage facility. There is a general gallery 9 giving access to upstream / downstream galleries 7.
- Each of these upstream / downstream galleries 7 provides access to a series of storage wells 4 in each of which are slipped several packages of nuclear waste poured into a mass of glass. The whole can be covered with clay inside the storage wells 4.
- a ventilation is organized in the central access gallery 9 and the upstream / downstream draining galleries 7 with an air return gallery 18.
- the draining property of the upstream / downstream galleries can be eliminated if tightening (or plugs) are placed there at the closure of the repository.
- the hydraulic connection between the upstream draining wall and the downstream can then be carried out by means of the air return gallery 18 if the latter is backfilled with a draining material when the storage is closed.
- a draining wall is placed upstream of the structure. It can also be effective to place a draining wall downstream referenced by its draining tubes 6B. It is noted that the depth of the draining wells ⁇ , 6A and 6B also makes it possible to capture a vertical geohydraulic circulation gradient.
- the system only works if there is at least one upstream / downstream gallery 7 in the axis of the flow which connects this draining wall to the hydraulic downstream of this area to be protected.
- a downstream wall can also be built: it will limit the depth of the upstream wall and the length of the axial drainage gallery dug downstream of this area.
- the general principle of the invention is therefore to draw up a draining wall comprising vertical draining wells 6, spaced from one another and connected at one of their ends by a gallery of drainage wells 8.
- the height of the draining wells is greater than the height of the volume or of the zone 11 underground or not to be protected from hydraulic flows, whatever the porosity of the massif or of the subsoil in question.
- the width of the draining wall can also be greater than the width of this volume 11.
- the wall of draining wells ⁇ is completed by a drainage and balancing gallery called the upstream / downstream gallery 7, oriented axially in the direction of the overall underground flow. It is connected upstream to the gallery of drainage wells 8 and downstream to a second wall of draining wells ⁇ by another gallery of drainage wells 8.
- Draining walls can also be made on the other two faces of the area to be protected to cope with any changes in the general direction of flow.
- Another way to allow the entrainment of water from upstream of the site and collected by the draining wall upstream downstream is to use other galleries further away from nuclear waste, such as return galleries air which are envisaged above the drainage or axial galleries mentioned above, provided that they are backfilled with a permeable material.
- An urban site can also be protected from entrainment from accidental pollution of a soil under an industrial or artisanal installation with this process.
- FIG. 6 shows an example of a particular use of the wall device, according to the invention, for the protection of a tunnel 20 against a general flow of water inside a massif, symbolized by the horizontal arrow 21.
- the wall is always made up of draining wells 6, with the difference that these wells can open onto the surface 24 of the soil of the solid mass traversed by the tunnel 20.
- the gallery of drainage wells 22 which connects the draining wells ⁇ is placed in this case at their lower ends.
- An upstream / downstream gallery 23 can also be provided at the same level as the gallery of drainage wells 22. In this case, the upstream / downstream gallery 23 passes below the tunnel 20 to open downstream thereof to the natural outlet in relation to the general flow of water, symbolized by the arrow 21.
- Figure 7 shows another embodiment of the means for hydraulically discharging the wall. It is a pumping station 18 which fulfills this function, via a pipe 19 connected to the upstream / downstream drainage and balancing gallery 7. It is also conceivable to clean polluted soil by making such a draining wall and placing it in a suitable position. A draining wall arranged downstream and at a certain distance from the polluted site will allow a much shorter time of action than in the case of a network of wells in the polluted area, on the one hand. This solution also avoids determining the precise location of this area, on the other hand. Finally, it does not require as significant sizing of the pumping equipment as in the case of a network of wells in the polluted area.
- This process can also be applied to storage of nuclear waste without vertical sinks.
- the waste packages are then placed in the horizontal access galleries with the following precaution: the axial draining gallery (or) must (is) hydraulically isolated from these access galleries: clamps (or plugs ) not very permeable must be made at the entrance and exit of these access galleries.
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Abstract
Le dispositif de mur drainant permet d'empêcher les écoulements hydrauliques dans un sol de pénétrer dans une zone souterraine ou terrestre (11). Il est constitué principalement de puits drainants (6) reliés à leurs extrémités par une galerie de drainage et d'équilibrage (8). L'ensemble est placé en vis-à-vis de l'écoulement souterrain de l'eau (10) et complété d'une galerie axiale de drainage (13) pour acheminer les écoulements collectés jusqu'à l'aval de la zone à protéger ou d'un autre système pour décharger hydrauliquement le mur. L'espace entre chaque puits drainant (6) peut être relativement important. Application à la protection de la pollution de sols urbains, à l'isolement des fondations d'immeubles et au stockage des déchets nucléaires en puits de stockage verticaux.
Description
DISPOSITIF DE MUR DRAINANT IMPLANTE DANS UN SOL
Domaine de l'invention
L'invention concerne la protection d'une zone ou d'une installation terrestre ou souterraine vis-à-vis de l'écoulement des eaux dans le sol entourant le site. Ce type de mur drainant peut à la fois protéger la zone ou l'installation en question contre l'entraînement de la pollution interne par suite de l'endommagement de cette zone ou installation par les écoulements d'eau, mais également protéger une zone ou installation et ses environs d'une pollution externe entraînée par des écoulements à travers le site pollué. Un tel mur drainant permet d'envisager également le nettoyage d'un sol pollué par pompage hydraulique. Une application est prévue pour le stockage géologique de déchets toxiques en particulier de déchets nucléaires.
Art antérieur et problèmes posés
Dans le cadre de la protection d'installations terrestres ou de leurs fondations, telles que les fondations d'un bâtiment, il est connu de protéger le volume souterrain de ces installations pour éviter que les eaux de ruissellement et d'écoulement à travers la roche ne viennent les attaquer. Dans de nombreux cas, on utilise des enveloppes imperméables entourant le volume à protéger, c'est-à-dire qu'on utilise des enceintes ou des murs en béton autour des installations sur une profondeur déterminée.
Or, il se trouve que la construction de certains murs devant des sites urbains n'évitent pas que des eaux souterraines y accèdent. En effet, si
elles constituent des surfaces le long desquelles les ruissellements sont stoppés ou déviés, elles réalisent aussi des accumulations de pression qui se traduisent par une accélération des écoulements sur les bords du mur et des cheminements privilégiés de l'eau, lorsque ce mur étanche ne ceinture pas complètement le site. En d'autres termes, ces ruissellements d'eau ayant été confrontés aux murs se trouvent accumulés sur les bords de ces murs et constituent à ces endroits une menace plus importante. Il s'ensuit que, si le mur n'est pas suffisamment large ou ne constitue pas une cuve fermée, l'eau devient alors, en grande quantité une menace plus importante que si le mur n'avait pas été construit.
D'autre part, dans le cadre du stockage géologique de certains matériaux, tels que les matériaux irradiés et les déchets produits par les usines nucléaires, les spécialistes ont été amené à tenir compte des phénomènes hydrauliques se produisant dans la roche où sont implantés ces déchets. Des concepts hydrauliques ont donc été étudiés pour une durée à long terme, c'est-à-dire efficaces lorsque les phénomènes géohydrauliques sont seuls responsables des écoulements. Des simulations numériques ont été effectuées et on sait maintenant utiliser des puits dits "drainants" à l'intérieur du sous-sol dans lequel la zone de stockage est implantée.
A cet effet, la figure 1 représente en coupe une région avec son sous-sol dans laquelle un phénomène de faille a eu lieu. Ce phénomène est symbolisé par deux fissures, une fissure amont 1 et une fissure aval 2. La flèche 3 placée en sous-sol montre le sens de l'écoulement des eaux à cet endroit. Les traits verticaux 4 parallèles entre eux symbolisent des puits de stockage réunis à leur sommet par une galerie horizontale de manutention 5. Les puits verticaux β
placés à l'extrémité de cette installation de stockage sont des puits drainants. Des flèches placés aux alentours de "ces puits drainants β montrent que les écoulements environnants sont attirés par ces puits drainants 6 et sont canalisées par la galerie horizontale de manutention. Ainsi, les écoulements ont tendance à éviter les puits de stockage 4. Ceci a pour conséquence que l'eau transitant par cette zone de stockage ressort avec un taux de radioactivité partiellement réduit.
Cependant, en référence à la figure 2A, lorsque plusieurs rangées de galeries de manutention 7 et de puits de stockage 4 sont placées parallèlement les unes aux autres, les écoulements peuvent facilement passer entre ces galeries de manutention 7, une seule relativement infime partie étant captée par les puits drainants 6 placés en tête de galerie. On précise que ces séries de puits de stockage 4 doivent être relativement écartées les unes par rapport aux autres pour respecter les contraintes thermiques du fait que la chaleur dégagée par les déchets stockés ne peut s'évacuer que par diffusion.
Ces puits et galeries réalisent ainsi un drainage de l'eau en provenance de l'amont du stockage sur une largeur importante de massif lorsqu'ils sont remblayés par un matériau avec une perméabilité plus importante que celle du massif.
Par ailleurs, et comme le montre la figure 2B, les écoulements du massif sont détournés de leur orientation initiale, horizontale le plus généralement, pour atteindre une orientation verticale au voisinage des puits de stockage. C'est le cas si le stockage constitué de plusieurs rangées de puits de stockage 6 et de galeries de manutentions placées parallèlement les unes aux autres (figure 2A) possède des défauts de
perméabilité, c'est-à-dire si les excavations sont remplies avec un matériau possédant une perméabilité plus importante que celle du massif. Ces puits contribuent alors à drainer l'eau en provenance de l'amont du stockage également sur une hauteur importante de massif. Toute cette eau drainée est alors canalisée jusqu'au contact des déchets situés dans les puits de stockage. Sa contamination potentielle est alors accrue par l'existence de toutes ces excavations drainantes.
Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients et, de manière générale, d'isoler un volume souterrain des écoulements ayant lieu dans le sous-sol à cet endroit, pour éviter d'altérer ce volume par les eaux d'écoulement ou pour éviter que ces eaux d'écoulement n'extraient des matières polluantes en le traversant.
Résumé de l'invention A cet effet, le premier objet principal de l'invention est un dispositif de mur drainant implanté dans un sol pour protéger une zone ou une installation terrestre ou souterraine contre les écoulements hydrauliques dans le sous-sol, ce mur comprenant principalement :
- une pluralité de puits drainants formant un mur placé en amont de ladite zone à protéger, définissant chacun un rayon d'influence hydraulique déterminée, verticaux, espacés les uns des autres d'une distance très supérieure audit rayon d'influence hydraulique,
- au moins une première galerie de drainage et d'équilibrage sensiblement horizontale, dite galerie des puits, reliant les puits drainants entre eux ;
- au moins une deuxième galerie de drainage et d'équilibrage, dite galerie amont/aval ; et
- des moyens pour évacuer les débits drainés et reliés hydrauliquement avec les galeries de drainage et d'équilibrage.
Les moyens pour évacuer les débits drainés hydrauliquement peuvent être constitués par un dispositif de pompage relié à la galerie amont/aval.
Dans une deuxième solution, les moyens pour évacuer les débits drainés hydrauliquement sont constitués par l'exutoire naturel aval de la zone souterraine.
Dans une troisième solution, les moyens pour évacuer les débits drainés hydrauliquement peuvent être également constitués d'une pluralité de puits drainants situés en aval, reliés entre eux par au moins une deuxième galerie de puits espacés les uns des autres d'une distance très supérieure au rayon d'influence hydraulique d'un puits isolé pour acheminer les débits drainés en aval de la zone ou de l'installation.
De préférence, si la zone ou l'installation souterrain a une hauteur déterminée, les puits drainants ont également une hauteur déterminée plus importante que la hauteur de la zone ou du volume.
Un deuxième objet principal de l'invention est un procédé de protection d'une zone ou d'une installation terrestre ou souterraine contre les écoulements hydrauliques dans le sous-sol dans une direction déterminée, ce procédé consistant à placer un dispositif de mur drainant tel qu'il vient d'être résumé, sensiblement perpendiculaire à la direction déterminée d'écoulement, en amont de la zone ou de 1'installation.
Dans le cas où l'installation ou la zone est une installation de stockage de déchets nucléaires comportant dés galeries d'accès, chacune de ces galeries d'accès possédant un nombre déterminé de puits de stockage, ces galeries d'accès sont des galeries drainantes amont/aval qui se prolongent jusqu'à la pluralité de puits situés à l'amont et à l'aval hydraulique de l'installation à la hauteur de la deuxième galerie de puits de drainage, le nombre de puits drainants étant deux à cinq fois plus important que le nombre de galeries axiales drainantes.
Liste des figures
L'invention et ses différentes techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, illustrée des figures représentant respectivement :
- figure 1, en coupe frontale, le sous-sol d'un terrain dans lequel est implantée une zone de stockage de déchets nucléaires équipée d'un système drainant selon l'art antérieur et devant être complétée selon l'invention :
- figure 2A, un schéma en vue de dessus de l'installation de la figure 1 ; - figure 2B, un schéma en perspective des écoulements au voisinage de l'installation de la figure 2 ;
- figure 3, un schéma en vue de dessus d'une installation de la figure 1 équipée d'un dispositif de mur selon l'invention ;
- figure 4, un schéma en vue cavalière d'une installation de stockage de déchets nucléaires à laquelle est appliqué le dispositif de mur selon 1'invention ;
- figure 5, une vue cavalière écorchée d'une installation souterraine équipée d'un dispositif de mur selon l'invention dans une première réalisation particulière ; - figure β, un schéma relatif à l'utilisation de l'invention pour la protection d'un tunnel ; et figure 7, un schéma en vue cavalière écorchée d'une installation souterraine équipée d'un dispositif de mur selon l'invention dans une deuxième réalisation.
Description détaillée de l'invention et d'une de ses applications En référence à la figure 3, l'invention propose de rajouter des puits drainants 6A en plus des puits drainants 6 de la figure 2A, entre ces puits β initialement prévus.
En revenant au schéma de la figure 2A, on sait et on a constaté par étude bidimensionnelle que les puits drainants β limitent le captage des filets d'écoulement d'eau au voisinage de leur pourtour. A ce sujet, on connaît une zone d'influence d'un puits de drainage isolé qui peut être comprise entre deux ou trois fois le diamètre autour de chaque puits drainant. Au-delà, on est amené à penser que le puits drainant n'a plus d'influence sur le sous-sol dans lequel il est implanté. Il vient donc à l'esprit du technicien de ce type de drainage qu'un nombre très important de puits de drainage serait nécessaire pour empêcher les écoulements à l'entrée d'une zone de stockage comprenant plusieurs séries de puits de stockage parallèles entre elles et espacées de plusieurs dizaines de mètres.
Or, des calculs numériques en trois dimensions et des résultats expérimentaux à partir d'une maquette rheoelectrique du système montrent que la largeur d'influence d'un puits drainant peut s'élever jusqu'à environ vingt mètres dans la direction transversale, c'est-à-dire perpendiculaire à la direction de l'écoulement, alors que ces puits drainants ont une largeur inférieure au mètre. On s'aperçoit donc que cette influence est beaucoup plus importante dans cette direction que lorsque les puits drainants se trouvent dans la direction de l'écoulement et isolés, puisque dans ce dernier cas, cette influence ne dépasse pas les trois mètres.
Comme le montre la figure 3, il est donc proposé, dans ce cas d'application, de disposer de puits drainants 6A supplémentaires aux puits drainants β placés en tête des galeries d'accès qui deviennent des galeries axiales drainantes et d'équilibrage dite galeries amont/aval 7 et font office de moyens pour décharger hydrauliquement le mur.
La figure 1 proposait un puits drainant β relativement profond. Comme on peut le constater les flèches inférieures montrent que le drainage général dans la zone délimitée par les fissures 1 et 2 s'écoule dans la direction de la flèche 3. Par contre, aux environs de la base du puits drainant β, l'écoulement a tendance à être attiré par ce dernier et la direction de l'écoulement peut s'inverser jusqu'en aval du puits drainant β. Cette inversion constitue un phénomène particulièrement intéressant à exploiter pour limiter les entraînements d'eau jusqu'à la base des puits de stockage 4 s'il est possible de le réaliser sur tout l'espace du massif situé sous la zone de stockage. Cet effet est conservé dans le dispositif du mur drainant selon l'invention si les puits drainants 6 sont plus
profonds que la zone à protéger. Il est même montré qu'il permet d'aboutir dans ce cas à une réduction importante des circulations d'eau sous la zone de stockage en direction des puits de stockage 4. Cette réduction s'avère encore plus importante si des bouchons imperméables ou peu perméables sont placés en tête des puits de stockage 4.
Dans la figure 3, on note qu'une galerie de drainage et d'équilibrage, dite galerie de puits de drainage 8, perpendiculaire aux galeries axiales drainantes 17 et parallèle à une galerie centrale d'accès 9 est prévue au niveau des puits drainants 6 et 6A. Cette galerie de puits de drainage 8 favorise l'efficacité des puits drainants β et 6A et augmente donc leur distance d'influence pour tenir l'efficacité désirée, malgré l'espacement relativement important entre chaque puits drainant. Cette galerie de puits de drainage 8 permet d'évacuer les débits drainés par les puits β, 6A. Sur la figure 4, est représenté en détail une installation de stockage de déchets nucléaires souterraine. On y retrouve une galerie générale 9 donnant accès à des galeries amont/aval 7. Chacune de ces galeries amont/aval 7 permet d'accéder à une série de puits de stockage 4 dans chacun desquels sont glissés plusieurs colis de déchets nucléaires coulés dans une masse de verre. Le tout peut être couvert d'argile à l'intérieur des puits de stockage 4. Une ventilation est organisée dans la galerie d'accès central 9 et les galeries drainantes amont/aval 7 avec une galerie de retour d'air 18.
La propriété drainante des galeries amont/aval peut être supprimée si des serrements (ou bouchons) y sont placés à la fermeture du stockage. La liaison hydraulique entre le mur drainant amont et
l'aval peut alors être réalisée au moyen de la galerie de retour d'air 18 si celle-ci est remblayée par un matériau drainant à la fermeture du stockage.
On remarque que, considérant la direction de la flèche 10 symbolisant la direction de l'écoulement général de l'eau dans la roche, un mur drainant est placé en amont de la structure. Il peut s'avérer efficace de placer également un mur drainant en aval référencé par ses tubes drainants 6B. On note que la profondeur des puits drainants β, 6A et 6B permet de capter également un gradient de circulation géohydraulique vertical.
Le système ne fonctionne que s'il existe au moins une galerie amont/aval 7 dans l'axe de l'écoulement qui relie ce mur drainant à l'aval hydraulique de cette zone à protéger.
Un mur aval peut être également construit : il permettra de limiter la profondeur du mur amont et la longueur de la galerie drainante axiale creusée à l'aval de cette zone.
En référence à la figure 5, le principe général de l'invention est donc de dresser un mur drainant comprenant des puits drainants 6 verticaux, espacés les uns des autres et reliés à une de leurs extrémités par une galerie de puits de drainage 8. La hauteur des puits drainants est supérieure à la hauteur du volume ou de la zone 11 souterraine ou non à protéger des écoulements hydrauliques, quelle que soit la porosité du massif ou du sous-sol en question. La largeur du mur drainant peut également être supérieure à la largeur de ce volume 11. Quoi qu'il en soit, le fait que les puits drainants 6 soient reliés entre eux par une galerie de puits de drainage horizontale 8 favorisent grandement leur efficacité par rapport à l'efficacité des puits drainants évoqués dans
l'installation de la figure 1 et notamment de la figure 2, ces dernières proposant des puits drainants en regard simplement des éléments à protéger.
Le mur de puits drainants β se complète d'une galerie de drainage et d'équilibrage dite galerie amont/aval 7, orientée axialement dans le sens de l'écoulement global souterrain. Elle est reliée en amont à la galerie des puits de drainage 8 et en aval à un deuxième mur de puits drainants β par une autre galerie de puits de drainage 8.
On constate également que l'espacement de ces puits drainants β est relativement important, par rapport à la zone d'influence hydraulique qu'ils possèdent indépendamment les uns des autres dans la direction parallèle à l'écoulement des eaux.
On peut ainsi protéger non seulement une zone souterraine de stockage de déchets, mais également des fondations d'immeubles et de maisons installées dans des zones où le terrain est peu stable et où les écoulements sont importants.
On peut également protéger des constructions souterraines telles que des tunnels routiers ou ferroviaires, des caves ou des parkings souterrains. Des murs drainants peuvent être réalisés également sur les deux autres faces de la zone à protéger pour faire face à l'éventuelle évolution de la direction générale de l'écoulement.
Un autre moyen pour permettre l'entraînement des eaux en provenance de l'amont du site et collectées par le mur drainant amont vers l'aval consiste à utiliser d'autres galeries plus éloignées des déchets nucléaires, telles que les galeries de retour d'air qui sont envisagées au-dessus des galeries d'accès ou axiales drainantes évoquées
ci-dessus, pourvu qu'elles soient remblayées avec un matériau perméable.
On envisage également d'utiliser un tel mur drainant, pour protéger les nappes de produits pétroliers lors des écoulements hydrauliques terrestres et souterrains, afin d'éviter que les produits pétroliers pompés à partir de ces nappes ne contiennent trop d'eau.
On peut protéger aussi un site urbain de l'entraînement de la pollution accidentelle d'un sol sous une installation industrielle ou artisanale avec ce procédé.
La figure 6 montre un exemple d'utilisation particulier du dispositif de mur, selon l'invention, pour la protection d'un tunnel 20 contre un écoulement général des eaux à l'intérieur d'un massif, symbolisé par la flèche horizontale 21. Le mur est toujours constitué de puits drainants 6, à la différence que ces puits peuvent déboucher à la surface 24 du sol du massif traversé par le tunnel 20. La galerie de puits de drainage 22 qui relie les puits drainants β est placée dans ce cas à leurs extrémités inférieures. Une galerie amont/aval 23 peut également être prévue au même niveau que la galerie de puits de drainage 22. Dans ce cas, la galerie amont/aval 23 passe en dessous du tunnel 20 pour déboucher en aval de celui-ci jusqu'à l'exutoire naturel par rapport à l'écoulement général des eaux, symbolisé par la flèche 21.
La figure 7 représente une autre réalisation des moyens pour décharger hydrauliquement le mur. C'est une station de pompage 18 qui remplit cette fonction, par l'intermédiaire d'une conduite 19 connectée à la galerie de drainage et d'équilibrage amont/aval 7.
On peut envisager de nettoyer également un sol pollué par réalisation d'un tel mur drainant et sa mise en place à une position judicieuse. Un mur drainant disposé à l'aval et à .une certaine distance du site pollué permettra un délai d'action beaucoup moins limité que dans le cas d'un réseau de puits dans la zone polluée, d'une part. Cette solution évite également de déterminer la localisation précise de cette zone, d'autre part. Enfin, elle ne nécessite pas un dimensionnement aussi important du matériel de pompage que dans le cas d'un réseau de puits dans la zone polluée.
Ce procédé peut s'appliquer également à un stockage de déchets nucléaires sans puits verticaux. Les colis de déchets sont alors placés dans les galeries d'accès horizontales moyennant la précaution suivante : la galerie drainante axiale (ou les) doi(ven)t être isolée(s) hydrauliquement de ces galeries d'accès : des serrements (ou bouchons) peu perméables doivent être réalisés à l'entrée et à la sortie de ces galeries d'accès.
Claims
1. Dispositif de mur drainant implanté dans un sous-sol pour protéger une zone ou une installation terrestre ou souterraine (11, 20) contre les écoulements hydrauliques dans le sous-sol, le mur drainant comprenant :
- une pluralité de puits drainants (β,6A) formant un mur placé en amont de ladite zone à protéger, définissant chacun un rayon d'influence hydraulique déterminée, verticaux, espacés les uns des autres d'une distance très supérieure audit rayon hydraulique,
- au moins une première galerie de drainage et d'équilibrage sensiblement horizontale, dite galerie des puits de drainage (8) reliant les puits drainants (6,6A) entre eux ;
- au moins une deuxième galerie de drainage et d'équilibrage dite galerie amont/aval (7, 23) ;et - des moyens pour évacuer les débits drainés et reliés hydrauliquement avec les galeries de drainage et d'équilibrage (8, 7, 23).
2. Dispositif de mur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour évacuer les débits drainés hydrauliquement sont constitués par un dispositif de pompage (18) relié à la galerie amont/aval (13, 7, 23) .
3. Dispositif de mur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour évacuer les débits drainés hydrauliquement sont constitués par l'exutoire naturel aval de la zone souterraine.
4. Dispositif de mur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour évacuer les débits drainés hydrauliquement sont constitués d'une pluralité de puits drainants (12) situés en aval, reliés entre eux par au moins une deuxième galerie de drainage et d'équilibrage de puits de drainage (8) espacés les uns des autres d'une distance très supérieure au rayon d'influence hydraulique d'un puits isolé pour acheminer les débits drainés en aval de la zone ou de l'installation (11, 20).
5. Dispositif de mur drainant selon la revendication 1, la zone ou l'installation (11, 20) à protéger ayant une hauteur déterminée, caractérisé en ce que les puits drainants (β,6A) ont une hauteur plus importante que celle-ci. β. Procédé de protection d'une zone ou d'une installation souterraine (11, 20) contre les écoulements hydrauliques dans le sous-sol dans une direction déterminée, caractérisé en ce qu'il consiste à placer un dispositif de mur drainant d'après l'une des revendications 1 ou 2, le mur étant placé en amont de cette zone ou ce volume (11, 20) et sensiblement perpendiculairement à la direction d'écoulement. 7. Procédé de protection selon la revendication β, mis en oeuvre dans un sous-sol où se trouve une galerie destinée initialement au retour d'air (18) et orientée dans le sens des écoulements hydrauliques, caractérisé en ce que la galerie de drainage et d'équilibrage amont/aval reliant la pluralité de puits drainants situés à l'aval hydraulique d'évacuation des débits drainés est constituée par au moins la galerie destinée initialement aux retours d'air (18). 8. Procédé selon la revendication β, la zone ou le volume (11, 20) étant une installation de stockage de déchets nucléaires (11) comportant des galeries d'accès chacune de ces galeries d'accès possédant un nombre déterminé de puits de stockage (4), caractérisé en ce que ces galeries d'accès sont des galeries drainantes amont/aval (7) qui se prolongent jusqu'à la pluralité de puits (β, 6A, 6B) situés à l'amont et à l'aval hydraulique de l'installation (11), à la hauteur de la galerie de puits de drainage, le nombre de puits drainants (6,6A) étant deux à cinq fois plus important que le nombre de galeries axiales drainantes (7) .
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