Ce document fournit un guide complet sur Géosynthétiques BPM contrôle de l'érosion par géocellules. Il couvre les principes de base de Géocellules BPM, leurs matériaux, leurs méthodes d'installation et leurs applications dans divers environnements sujets à l'érosion. L'efficacité des systèmes de géocellules pour réduire l'érosion des sols et améliorer la stabilité des pentes est analysée au moyen d'études de cas et de données expérimentales.
1. Introduction
L'érosion est un problème environnemental majeur qui peut entraîner la perte de la couche arable, la dégradation des terres et des impacts négatifs sur les infrastructures. Les méthodes traditionnelles de contrôle de l'érosion ont des limites et la technologie des géocellules est apparue comme une alternative efficace. Les géocellules sont un système de confinement cellulaire tridimensionnel qui assure le confinement latéral des matériaux de remblai, améliorant ainsi leur stabilité et leur résistance à l'érosion.
2. Notions de base sur les géocellules
Structure 2.1
Les géocellules sont généralement fabriquées en polyéthylène haute densité (PEHD) ou en d'autres polymères appropriés. Elles sont constituées d'une série d'unités interconnectées formant une structure en nid d'abeille. Les parois cellulaires confinent le sol ou les agrégats à l'intérieur. La taille et la forme des cellules varient, avec des profondeurs de cellules courantes allant de 50 à 300 mm et des distances de soudure de cellules allant de 330 à 1000 mm.
2.2 Matériaux
- Géocellules en PEHD : Le PEHD est largement utilisé en raison de son excellente durabilité, de sa résistance chimique et de sa flexibilité. Il peut résister à des conditions environnementales difficiles telles que les rayons UV, les changements de température et l'exposition aux produits chimiques de l'eau et du sol.
- Géocellules en polypropylène : Ces géocellules présentent également de bonnes propriétés mécaniques et conviennent à certaines applications où la rentabilité est une priorité. Cependant, leurs caractéristiques de performance peuvent légèrement différer de celles du PEHD en termes de durabilité dans des conditions extrêmes.


3. Comment fonctionnent les géocellules dans le contrôle de l'érosion
3.1 Confinement du sol
Lorsque le sol est placé à l'intérieur d'une géocellule, les parois cellulaires assurent un confinement latéral. Ce confinement empêche le sol de s'étendre sous l'effet de forces externes telles que la pluie, l'écoulement de l'eau ou le vent. Par conséquent, ce confinement augmente la résistance au cisaillement du sol, le rendant plus résistant à l'érosion. Par conséquent, le composite géocellule-sol agit comme une structure de renforcement, répartissant les charges appliquées plus efficacement.
3.2 Filtration et drainage
La nature poreuse du système géocellulaire permet à l'eau de passer activement tout en retenant les particules du sol. Cette fonction de filtration joue un rôle crucial dans la réduction du pouvoir érosif de l'eau en empêchant le décapage des sols à grains fins. Simultanément, un drainage approprié au sein de la structure géocellulaire contribue efficacement à réduire la pression interstitielle de l'eau. Cette réduction améliore encore la stabilité du système sol-géocellulaire.
3.3 Support de la végétation
Les géocellules peuvent être remplies activement d'un substrat de culture approprié, puis ensemencées avec de la végétation. Ces cellules fournissent un environnement stable qui favorise la croissance et la pénétration des racines. Par conséquent, les racines lient le sol à l'intérieur des cellules, améliorant encore la résistance du système à l'érosion. De plus, la végétation joue un rôle essentiel dans la réduction de l'impact des gouttes de pluie sur la surface du sol et dans la minimisation de l'évaporation de l'eau, réduisant ainsi l'érosion induite par l'eau.
4. Installation du système de géocellules
4.1 Préparation du site
- Le site doit être débarrassé de tous débris, rochers et végétation qui pourraient gêner l'installation des géocellules. Le sol doit être nivelé et compacté pour assurer une fondation stable. Dans certains cas, un nivellement supplémentaire peut être nécessaire pour obtenir la pente requise.
- Si la qualité du sol est mauvaise ou que sa capacité portante est faible, des mesures d’amélioration du sol peuvent être nécessaires, telles que l’ajout de géotextiles ou le compactage à l’aide d’un équipement approprié.
4.2 Déroulement et mise en place des géocellules
- Les tapis géocellules sont généralement fournis sous forme de rouleaux et doivent être soigneusement déroulés sur le site préparé. Ensuite, ces tapis sont positionnés selon le plan de conception, en veillant à ce qu'il y ait un chevauchement approprié entre les tapis adjacents. Ce chevauchement doit être suffisant pour maintenir l'intégrité du système et éviter tout espace susceptible de provoquer une érosion.
- Dans les zones à géométrie complexe ou aux pentes irrégulières, il peut s'avérer nécessaire de découper et de façonner activement le tapis géocellulaire pour l'adapter au terrain. Au cours de ce processus, des précautions particulières doivent être prises pour ne pas endommager les parois cellulaires.
4.3 Remplissage des géocellules
- Une fois les géocellules correctement positionnées, elles peuvent être remplies activement avec le matériau de remplissage soigneusement sélectionné. Ce matériau de remplissage peut être constitué de terre, de granulats ou d'une combinaison des deux. Le matériau de remplissage doit ensuite être systématiquement placé en couches puis compacté dans chaque cellule. Selon la taille du projet, le compactage peut être réalisé à l'aide d'un compacteur manuel ou mécanique. Le degré de compactage doit être méticuleusement contrôlé pour garantir que les cellules sont remplies uniformément et que la densité souhaitée du matériau de remplissage est atteinte avec succès.
5. Application du contrôle de l'érosion par géocellules
5.1 Stabilité des pentes
Les géocellules sont largement utilisées sur les pentes naturelles et artificielles pour prévenir activement l'érosion du sol et améliorer la stabilité des pentes. Sur les pentes raides, elles jouent un rôle crucial dans le maintien efficace du sol en place, réduisant ainsi le risque de glissements de terrain. L'intégration du confinement des géocellules à la végétation peut améliorer considérablement la stabilité des pentes. De plus, dans les tranchées routières, les géocellules servent de mesure de protection du sol exposé contre l'érosion causée par les précipitations et le ruissellement de surface.
5.2 Protection des canaux et des systèmes de drainage contre l'érosion
Dans les canaux de drainage, les géocellules peuvent être installées de manière active pour empêcher l'érosion du lit et des berges du canal. En confinant le matériau de revêtement du canal dans les géocellules, l'action érosive de l'eau qui s'écoule est considérablement réduite. En outre, les géocellules peuvent également être utilisées efficacement dans les systèmes de gestion des eaux pluviales pour protéger les bassins de rétention et d'infiltration de l'érosion.
5.3 Contrôle de l’érosion côtière
Dans les zones côtières, des géocellules remplies de matériaux de protection des plages adaptés peuvent être utilisées activement pour protéger le littoral de l'action des vagues et du flux des marées. Les composites géocellules-sable peuvent servir de tampon efficace contre les forces érosives marines, réduisant ainsi l'érosion des plages et préservant la stabilité de l'environnement côtier.


6. Études de cas
6.1 Projet de talus d'autoroute
– Les projets de construction d’autoroutes dans les zones vallonnées sont confrontés au défi de la stabilisation des talus. Un système de géocellules a été installé sur le talus, en utilisant le sol et les agrégats locaux comme remblai. La végétation a été semée à l’intérieur du géocellule. Pendant plusieurs années, la pente est restée stable et l’érosion a été considérablement réduite par rapport aux méthodes traditionnelles de protection des talus. La couverture végétale améliore également l’esthétique des talus.
6.2 Protection des berges
– Les berges des rivières subissent une forte érosion en raison de l’augmentation du débit d’eau pendant la saison des crues. Des géocellules remplies de gravier ont été installées le long des berges. Le système géocellule-gravier résiste non seulement aux forces érosives de la rivière, mais permet également à l’eau de s’infiltrer, réduisant ainsi la pression hydrostatique sur les berges. L’installation du système géocellule protège efficacement les berges et les infrastructures adjacentes.
7. Conclusion
La technologie de contrôle de l'érosion par géocellules offre une solution polyvalente et efficace pour prévenir l'érosion des sols dans divers environnements. Sa capacité à assurer le confinement, la filtration, le drainage et le soutien de la végétation du sol en fait un outil précieux dans les projets de génie civil et de protection de l'environnement. Avec une conception, une installation et un entretien appropriés, les systèmes de géocellules peuvent réduire considérablement l'érosion, améliorer la stabilité des pentes et contribuer à une gestion durable des terres. Les recherches futures devraient se concentrer sur l'amélioration des performances des matériaux géocellules et l'optimisation des techniques d'installation pour différentes applications.