L’injection dans un sol ou au voisinage d’une structure, permet d’étancher et/ou de consolider le sol par remplissage des vides à l’aide d’un produit pompable se rigidifiant par la suite (coulis).

Les coulis peuvent remplir les vides du sol, les fissures d’une roche, les vides de dissolution (on parle alors d’injection de fissures, d’imprégnation, de remplissage), et/ou pénétrer avec déplacement du terrain par refoulement ou fracturation (on parle alors d’injection de compactage ou injection solide et d’injection par claquages. L’injection avec déplacement peut être utilisée pour limiter les déformations d’ouvrage pouvant être engendrées par les excavations (galeries et tunnels, grandes fouilles urbaines, etc.) ; on parle alors d’injection de compensation (des tassements).

Les injections sont toujours réalisées à partir de forages, qui sont très souvent équipés de dispositifs permettant de maitriser le cheminement du coulis dans le sol (alcatènes, sacs obturateurs, tubes à manchettes, etc..).

Domaines d’applications

Les excavations souterraines ont été depuis l’origine un domaine privilégié d’application des injections, tant pour l’imperméabilisation que pour la consolidation. Les techniques d’injection utilisées peuvent largement varier en fonction des objectifs recherchés et de la nature des terrains.

Les travaux de construction de tunnel s’accompagnent très souvent de divers types d’injection. Elles permettent par exemple de réduire la perméabilité d’un front de taille (traitement à l’avancement), traiter les venues d’eau par injection de fissures dans le rocher, réduire les tassements induits en surface par la construction du tunnel (injection de compensation) ou encore remplir les vides à l’extrado des voussoirs du tunnel.

Les injections ont également toute leur place pour des travaux d’amélioration de sol. L’injection solide permet ainsi de consolider des sols granulaires en diminuant l’indice des vides par injection de mortier.

Les injections sont également largement utilisées lorsqu’il s’agit créer une barrière hydraulique, par exemple pour la construction d’un radier, d’une jupe injectée en pied d’une paroi moulée ou encore pour la création d’un fond étanche permettant de limiter les débits de pompage lors de l’excavation de fouilles profondes.

On les retrouve aussi assez très fréquemment dans le domaine de la construction et de la maintenance des barrages. Elles peuvent alors être utilisées pour consolider le cœur ou les pentes du barrage, être utilisées pour réaliser des voiles d’étanchéité par exemple.

Les injections peuvent également être utilisées dans le cadre de la protection de structures. Par exemple, pour des travaux de sécurisation d’anciens puits de mine, de galeries d’anciennes carrières souterraines, pour le remplissage de vides karstiques ou de dissolution de gypse. On les met aussi régulièrement en œuvre pour consolider d’anciens murs en maçonnerie.

Enfin, les techniques d’injections constituent des outils indispensables à la réalisation des scellements de tirants d’ancrage et de micropieux.

Les avantages de cette technique ?

Mise en œuvre

Que sont les différents types d’injections et comment s’appliquent-elles ?

Le domaine est très vaste. Pour donner un exemple, faisons une distinction entre :

• les terrains rocheux où l’injection pourra se faire à « trou ouvert », les parois du forage étant stables,
• les terrains meubles où le forage sera équipé d’un tubage ou d’un « tube à manchettes » dans lequel sera mis en place un obturateur d’injection.

Le tube à manchettes est un tube lisse intérieurement, perforé tous les 30-40 centimètres. Ces perforations sont recouvertes par des anneaux en caoutchouc appelés « manchettes » et jouant le rôle de clapets. Ce tube est scellé au terrain au moyen d’un coulis de bentonite/ ciment faiblement dosé (le coulis de gaine) pour éviter la remontée du coulis d’injection par l’annulaire.

Pour l’injection de rocher, la méthode universellement admise est celle du « serrage progressif » dans laquelle on commence par des forages primaires, assez largement espacés ; puis on procède à des forages intermédiaires (secondaires, voire tertiaires ou plus), en créant ainsi une maille de forages de plus en plus resserrée.

L’injection d’alluvions est réalisée au tube à manchettes. L’injection est généralement conduite en deux phases, une phase pendant laquelle on injecte un coulis bentonite ciment destiné à remplir la granulométrie grossière, et une seconde phase où un coulis plus pénétrant est utilisé (coulis liquide ou suspension ultrafine). Le critère principal est la quantité de coulis nécessaire pour remplir de façon optimale la porosité du terrain.

Les coulis d’injection peuvent être :

• des liquides : leur pouvoir de pénétration est lié principalement à leur viscosité, et à l’évolution de cette viscosité avec le temps,
• des suspensions : outre la viscosité, ces coulis ont également de la rigidité ou cohésion, qui limitera leur rayon d’action. La taille des grains de la suspension limite également la dimension des vides ou pores accessibles au coulis. La stabilité des suspensions est également un paramètre d’injection important.
• des mortiers : ces coulis présentent une rigidité importante et sont utilisés en remplissage de cavités et de vides, ou en injection avec déplacement (injection solide ou de compensation).

Le saviez-vous ?