Conception du réservoir/ PARTIE 2

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Matériaux de construction

I] Réservoir en argile

II] Réservoir en béton

III] Réservoir en résine

3.1 La résine polyester (sur fibre de verre)
3.2 La résine polyuréthane (Imperaqua)

IV] Réservoir avec un fond en bâche

4.1 PVC
4.2 EPDM
4.3 Composite, une géomembrane alternative à l'EPDM

V] Comparaison de chaque méthode

 

Pour construire le réservoir le plus efficace à moindre coût, nous allons comparer plusieurs types de matériaux. On considère pour le moment que notre réservoir a une surface de 25m*40m sur une hauteur de 3m, afin de pouvoir effectuer une étude des coûts et les comparer. Il faut donc couvrir une surface de 1390 m² (fond et rebords de 3 mètres) avec une épaisseur de paroi de 15cm. Voici une liste de tous les matériaux possibles pour construire ce réservoir.

 

I] Réservoir en argile

L'argile est une sédimentaire composée pour une large part de minéraux spécifiques, silicates en général d'aluminium plus ou moins hydratés, qui présentent une structure feuilletée qui explique leur plasticité, ou bien une structure fibreuse qui explique leurs qualités d'absorption. Elle présente dans notre cas les avantages et les inconvénients suivants:

Avantages:

  • peut être conseillée (avec certaines réserves) dans des régions où l’eau «tient toute seule» comme dans la Dombes (épaisseur minimum compactée de 35/40 cm)
  • matériaux de construction gratuit s'il y a suffisamment d'argile sur place
  • se marie bein avec le paysage

Inconvénients:

  • étanchéité aléatoire d’où la nécessité d’apports d’eau fréquents surtout l’été (pertes par capillarité)
  • exige un compactage fastidieux de l'argile
  • les animaux fouisseurs peuvent causer des dégâts aux berges en argile (ragondins)
  • difficulté de filtrer (particules d'argile en suspension dans l'eau)
  • les murs internes doivent avoir une pente de 2:1 (ou plus faible). Une pente plus abrupte risquerait de s'effondrer.
  • 12,23 euros le sac de 30 kg pour une argile moulue jusqu'à 0,5 mm --> 475 000 € pour notre réservoir si pas d'argile sur place.

L'argile pourrait être adaptée au sol de Mar Lodj, surtout si elle est déjà présente sur place.

 

II] Réservoir en béton

Le béton est un terme générique qui désigne un matériau de construction composite fabriqué à partir de granulats (sable, gravillons) agglomérés par un liant (ciment).

Avantages:

  • Sable disponible sur place
  • Gravier peut être remplacé par des coquillages
  • Matériau pérenne
  • Facile d'entretien

Inconvénients:

  • grosse mise en oeuvre (attention à la température: risque de fissure ou gel si pas bien fait)
  • l'excavation doit être plus profonde que lors de l’utilisation de bâche
  • risque de mauvaise étanchéité du bassin en béton : fissures difficiles à réparer
  • restrictif quant à la forme du bassin / finitions délicates et peu naturelles
  • devra être recouvert d'une couche imperméable
  • pas très harmnieux avec le paysage

Dosage du ciment, sable et graviers:

Il nous faut 208,5 m3 de béton, qu’on arrondie à 230 m3 par sécurité (+10%).
Il faut 350 kg de ciment par m3 de béton, donc il nous faut au total 80 500 kg de ciment.
Le prix d’un sac de ciment de 35 kg est de 6€ TTC, et il nous faut 2300 sacs de ciment.
--> 13 800€ pour les parois en béton.

Remarques:

  • La granulométrie des sables est la suivante : sable standard à maçonner de 0,5 mm, graviers de 5 à 15 mm.
  • Si on prend un mélange de graviers de différentes tailles, le béton obtenu sera plus solide, ce qui peut être un atout pour les chapes de planchers.


Le béton peut être une solution pour le fond du réservoir. Pour limiter le coût, il est possible d’utiliser les coquillages à la place du gravier et le sable présents sur place. Le béton n’est pas totalement imperméable s’il est fait dans les conditions habituelles. C’est pourquoi il doit être recouvert d’une couche imperméable (bâche ou résine). Dans ce cas, le coût final risque d’être très élevé. Une autre solution pour rendre le béton imperméable serait de prendre certaines précautions :
- doser le ciment avec 375/400 kg/m3
- prendre une ganulométrie homogène pour le gravier,
- garder une consistance très plastique à très fluide,
- ajouter un adjuvant (exemple : fibres SIKA CRACKSTOP de 12 mm, à raison de 600g/m3 ou Hydromalt avec 1 à 2.5 kg pour 100 kg de ciment) pour limiter la fissuration et par conséquence l’absorption capillaire. L’ajout d’additif dans le béton coutera entre 870€ et 2170€ en fonction de la quantité utilisée.

L’autre possibilité qui permettrait d’avoir un béton imperméable serait de rajouter une couche de résine.

D’autre part, le réservoir enterré va subir les forces de pression de l’eau du réservoir ainsi que du sol autour du réservoir. C’est pourquoi il est conseillé de faire un béton armé pour assurer la rigidité de la structure et la résistance à la traction comme à la compression. Le béton armé est un matériau composite constitué de béton et d’acier qui allie la résistance à
la compression du béton à la résistance à la traction de l’acier. Le béton armé est dosé de la même façon que le béton standard, il suffit de rajouter le prix du ferraillage pour avoir le prix final.

 

III] Réservoir en résine

Les résines s'appliquent sur des supports (en béton par exemple) et assurent l'étanchéité du bassin.

3.1 La résine polyester (sur fibre de verre)

La résine polyester sur support fibres de verre présente de nombreux avantages en termes de réalisation, solidité, fiabilité mais également en termes de prix de revient et de technicité à la pose. Cependant, étant donné que les techniques de réalisation et de mises en oeuvre nécessitent des compétences spécifiques, la résine polyester reste réservée aux bassins «hauts de gamme». Il est donc recommandé de faire appel à une entreprise spécialisée.
Pour la réalisation, le matériel nécessaire est le suivant :

  • Papier kraft - (surface du bassin + 10 % ), cela permet d'isoler la résine d'éventuelles traces d'humidités et des saletés;
  • Mat de verre 450 gr/m²- (surface du bassin + 10 % x nombre de couches), ensemble cohérent obtenu grâce à plusieurs couches;
  • Résine de polyester - (1,5 à 3 Kg par m²), s'applique sur le papier kraft à saturation, puis on applique le mat de verre qui doit être abondamment imprégné de résine. Il faut appliquer une seconde couche de la même façon, il faut compter environ 1,5 à 3 kg de résine par m²;
  • Catalyseur - (à raison de 1,5 % - 15 g par kilo de résine)
  • Couche de finition au topcoat - (400 g par m²), résine plus dense qui permettra de donner une teinte et un aspect lisse au bassin;
  • Brosses larges et rouleaux
  • Ébuleur
  • Acétone (nettoyage du matériel)

Avantages:

  • très bonne qualité de matériau
  • grande liberté pour donner les formes du bassin
  • solidité maximum de la résine polyester / fibre de verre dans le temps

Inconvénients:

  • coût très élevé de la résine polyester / fibre de verre (fournitures et temps de réalisation), le prix du kilo de résine varie entre 10 et 16€
  • température de pose de la résine polyester / fibre de verre comprise entre 15 et 25 degrés et par temps sec
  • mise en oeuvre difficile, elle doit être réalisée par un professionnel

Il faut compter environ 1,5 à 3 kg par m². Donc avec 10€/kg pour la résine, on trouve un coût entre 20850 et 41700€ selon la couche de résine que l'on applique pour notre réservoir.

 

3.2 La résine polyuréthane (Imperaqua)

La membrane Imperaqua s’applique très facilement, sur différents types de supports (béton, mortier, ciment, brique, tuiles en céramique, produits bitumineux, acier, zinc, aluminium, etc.). Imperaqua crée une membrane ininterrompue, élastique, résistante aux intempéries, et avec une très bonne adhérence. Face aux produits imperméabilisant liquides classiques, Imperaqua présente les avantages suivants :

  • Obtention facile et économique d’une membrane continue et sans joints
  • Produit aux propriétés mécaniques élevées et de hautes résistances
  • Certifié conformément au Décret Royal 140/2003 (norme Européenne 98/83/CE), permettant le contact avec l’eau destinée à la consommation humaine
  • La membrane peut être installée dans les zones difficiles d’accès pour d’autres systèmes d’imperméabilisation
  • Obtention d’épaisseurs constantes avec l’utilisation de GEOMAX, y compris dans les zones en déclivité ou verticales
  • Imperaqua peut s’appliquer également en cas de températures très basses et en cas de taux d’humidité élevé
  • Permet le trafic piétonnier, sans avoir recours à une protection spécifique supplémentaire
  • Ne nécessite pas de mélanges spéciaux car c'est un produit mono-composant
  • grande liberté pour donner les formes du bassin
  • solidité maximum dans le temps (insensible aux variations thermiques, aux UV...)
  • reste souple et élastique dans le temps, plus de 400% d'élongation
  • Totalement étanche, résiste au contact permanent de l’eau
  • La membrane Imperaqua, est 100% imperméable mais permet toutefois la diffusion de la vapeur d’eau

Le rendement recommandé d’Imperaqua est de 1,5 kg à 2 kg/m² (1,4 mm à 1,9 mm d’épaisseur), appliqué en deux couches successives et de couleurs distinctes. A 19€ le kilogramme et 1390 m² à couvrir, on atteint un coût de 52 820€ pour notre réservoir.
Conditionnement:
Emballages de 5, 10 et 25 kg.
Garantie de stabilité du produit dans son emballage d’origine : 6 mois.
Tableau des caractéristiques:

 

 

 

 

 

 

IV] Réservoir avec un fond en bâche

Les bâches peuvent être utilisées seules ou en couche imperméables sur la surface en béton.

4.1 P.V.C

Le polychlorure de vinyle ou chlorure de polyvinyle est un polymère thermoplastique de grande consommation, amorphe ou faiblement cristallin, connu généralement sous le sigle PVC. Pour couvrir le fond du bassin, il est conseillé d'avoir une épaisseur de 0.8 à 1 mm dans des largeurs standards de 4, 6, et 8 mètres (la bâche 0.5 mm est déconseillée).

Avantages:

  • souple d’utilisation: formes non imposées
  • coûts intéressants de la bâche en PVC: 6500€ pour notre réservoir
  • chaque bande de bâche PVC se colle ou se soude aux autres facilement, donc la surface n’est pas limitée & facile à réparer en cas de problème avec de la rustine
  • finitions naturelles: recouvrir de plantes, de galets ou de petits rochers

Inconvénient:

  • dénaturation lente de la bâche au contact des U.V. (à long terme)

Il faut noter que plus l’épaisseur de la bâche est importante, et plus la fiabilité et la durée de vie sont grandes. Le PVC représente un très bon rapport qualité prix.
De plus, l'entreprise « la COTOA » implantée à Dakar propose des bâches en PVC de 680g/m² et de 0,8mm d'épaisseur pour 3500 Fcfa le m², soudures comprises mais sans l'installation ni les finitions. Ainsi, si on reprend notre réservoir de 3000 m3 avec 1390 m² de surface à couvrir, on atteint un coût de 7420€ pour le fond du réservoir. La bâche est ainsi disponible sur place donc il n'y a pas de problèmes de transport.

 

4.2 E.P.D.M

Le propylène Diène Monomère est obtenu en copolymérisant dans des proportions équitables (aux environs de 50/50) l’éthylène et le propylène.
Caractéristiques:
Épaisseur: 1 mm dans des largeurs de 4, 6, 9.15, 12.20 et 15.25 mètres.
Poids: 1,17 kg/m².
Longueur des rouleaux: de 30.50 mètres et de 61 mètres de long.
Garantie: 10 à 20 ans suivant fournisseur de la bâche EPDM mais durée de vie annoncée supérieure à 50 ans

Avantages:

  • mêmes qu'avec la bâche PVC
  • excellentes résistance aux intempéries, à l'ozone, à la lumière, à l'air, au froid
  • beaucoup moins de plis, très élastique (300 %)
  • plus résistant
  • la pose de la bâche s’effectue quelle que soit la température
  • le collage de la bâche peut s’effectuer sur d’autres supports: métal, bois, béton
  • plus résistant par rapport aux U.V. solaires car de couleur noire
  • durée de vie très intéressante (environ 50 ans) de la bâche

Inconvénient:

  • coût qui demeure plus élevé que celui de la bâche en P.V.C. : 10 000 € pour notre réservoir

L'EPDM est la gamme au dessus du PVC: meilleures qualités générales mais coût plus élevé.

 

4.3 Composite, une géomembrane alternative à l'E.P.D.M

Il existe aussi une bâche composite réalisée à partir d'une nappe non tissée (Xavan© - Envirotiss et Pondtex - Tetra) emprisonnée entre deux couches de membrane polymère. Cette membrane est complètement neutre vis à vis de l'environnement. Cette bâche, une non-tissée en polypropylène, est un matériau robuste à usages
multiples, fabriqué à l'aide d'un procédé intégré unique dans lequel les filaments continus de polypropylène sont filés afin de former une nappe multi-directionnelle liée thermiquement aux points de contact entre les filaments. Ces filaments continus sont distribués de manière à obtenir une nappe de structure uniforme, permettant ainsi son utilisation dans les applications faisant appel à un bon équilibre des propriétés mécaniques dans les deux directions de la nappe.

Description du produit:

 

 

 

 

 

Avantages:

  • reste étanche en cas de percement tant que l'on ne retire pas le corps étranger de la bâche
  • plus résistant par rapport aux U.V. solaires que le PVC
  • très léger 507 gr/m² (2 fois plus léger que les autres bâches)

Inconvénients:

  • le collage et les réparations sont plus délicates que pour le PVC (soudure thermique ou bande de collage double face)
  • pas de souplesse (élongation maximale : 38 % environ) donc reste assez rigide lors de la pose

 

V] Comparaison de chaque méthode

On peut voir que la méthode qui consiste à faire le fond du réservoir en béton recouvert d'une couche de résine est très onéreuse comparée au budget prévu pour le
projet. Le béton mélangé à un adjuvant qui rend la couche imperméable est beaucoup plus adapté à notre budget. Il est également possible d'utiliser de l'argile si cette source est présente sur place en quantité suffisante ou bien des bâches en plastique. Parmi les différentes bâches décrites précédemment, le PVC a un très bon rapport qualité prix mais peut être rapidement usé à cause des UV. Or, dans une zone très aride, ce facteur est non négligeable. La bâche EPDM présente l'avantage d'être plus résistante aux UV et de garantir une durée de vie d'environ 50 ans. Cependant, le coût est plus élevé, il pourra être un frein au choix de ce matériau. De plus, il faut noter que les bâches sont malgré tout des matériaux fragiles car elles pourront être abîmées lors du curage annuel nécessaire au bassin. Ce n’est donc pas une solution pérenne que d’utiliser des bâches pour notre réservoir.