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ÉCOLE POLYTECHNIQUE
DE MONTRÉAL
MITIGATION DU PHÉNOMÈNE DE L’OCRE FERREUSE PAR CONTRÔLE
DES CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES
Rapport de projet de fin d’études soumis
comme condition partielle à l’obtention du
diplôme de baccalauréat en ingénierie
Présenté par : Carl de Repentigny
Directrice de projet : Louise Millette
Co-directeur de projet : Érik Bélanger
Département des génies civil, géologique et des mines
Le 4 décembre 2007
iii
Remerciements
Il est primordial pour moi de remercier les personnes suivantes, sans lesquelles la
réalisation de projet n’aurait pas été possible.
Érik Bélanger, co-directeur du PFE
Pour les conseils judicieux, la flexibilité, les réponses à mes questions et la
qualité des interventions que nous avions, aussi courtes ont-elles pu être.
Louise Millette, directrice du PFE
Pour la rencontre organisée et la transmission de son talent professionnel.
Georges Liby
Pour l’entière disponibilité et la clarté des explications.
Collègues chez Jacques Whitford Ltée
Pour leur connaissance et leur expérience.
De même à tout le monde m’ayant épaulé lors de la réalisation de ce projet,
Luce de Repentigny;
Yvan de Repentigny;
Miosotis Rocio Roman Palacios.
iv
Résumé
L’ocre ferreuse est une substance gélatineuse qui se caractérise par sa haute teneur en
matière organique et sa couleur orangée venant de l’abondance d’oxydes de fer s’y
trouvant. Ce corps amorphe a tendance à se former à la surface des drains
souterrains, à l’interface sol-air des trous pour la percolation de l’eau.
Comme le titre du projet l’indique, son but dans un sens large est de mitiger le
phénomène de l’ocre ferreuse. Cela est justifié par les effets néfastes de l’apparition
de ce phénomène; c'est-à-dire le blocage de drains souterrains et, par conséquent,
l’infiltration d’eau dans les infrastructures par le sous-sol.
Les systèmes de drainage sont un environnement de prédilection pour la prolifération
de l’ocre ferreuse. Cela est dû aux multiples interfaces aérobie-anaérobies qu’offre
ses composantes, qu’elles soient la membrane géosynthétique, le granulat net ou
encore la conduite de drainage.
Plusieurs méthodes ont été éprouvées pour tenter de mitiger le phénomène d’ocre
ferreuse. La Régie des Bâtiments du Québec suggère, via une brochure, des mesures
correctives d’envergure importante pour régler le problème tel la pose de cheminée
de nettoyage ou encore la réfection de la dalle de béton du sous-sol.
D’autres interventions sont possibles parmi lesquelles on compte l’incorporation de
tannin ou de sciure de bois dans le système de drainage, l’utilisation de bactéricides à
même les conduites et l’application de chaux dans l’environnement concerné.
Aucune des techniques revues n’a vraiment fait ses preuves comme un moyen viable
et efficace de contrôler ou d’éliminer l’ocre ferreuse, soit par déficience, soit par
pollution excessive de l’eau souterraine.
v
Pour contrôler l’ocre ferreuse, il y a deux approches à retenir. Premièrement, il faut
promouvoir la recherche pour que des méthodes de mitigation efficaces mais
écologiquement non viables puissent être contrôlés pour préserver la qualité de la
nappe phréatique. Deuxièmement, il faut que les systèmes drainages, qui sont
enfouis, soient plus accessibles pour permettre l’entretien régulier comme le rinçage
des conduites à basse ou haute pression. Cette dernière approche tient compte du fait
qu’étant donné la nature très hétérogène des environnements drainés, il n’est pas
envisageable d’éliminer complètement l’ocre ferreuse.
vi
Table des matières
REMERCIEMENTS.......................................................................................................................... III
RÉSUMÉ............................................................................................................................................. IV
TABLE DES MATIÈRES..................................................................................................................VI
LISTE DES FIGURES .....................................................................................................................VII
LISTE DES TABLEAUX .................................................................................................................VII
ANNEXES........................................................................................................................................VIII
INTRODUCTION................................................................................................................................ 1
DESCRIPTION DU PHÉNOMÈNE .................................................................................................. 2
COMPOSITION..................................................................................................................................... 2
FORMATION........................................................................................................................................ 2
PROBLÉMATIQUE ............................................................................................................................ 6
DURÉE DU PROBLÈME........................................................................................................................ 6
AFFINITÉ DE L’OCRE FERREUSE POUR LES SYSTÈMES DE DRAINAGE...................................................6
Le sol drainé ................................................................................................................................. 6
La température.............................................................................................................................. 8
Les conduites ................................................................................................................................ 9
L’enveloppe drainante .................................................................................................................11
MITIGATION DU PHÉNOMÈNE................................................................................................... 14
LA RÉPONSE DE LA R.B.Q................................................................................................................. 14
PRÉCIPITER LE FER DANS LE SOL......................................................................................................16
Promouvoir l’oxydation.............................................................................................................. 16
L’application de chaux à la surface du terrain........................................................................... 17
L’application de chaux dans les tranchées de drainage............................................................. 18
INTERVENIR SUR LES COMPOSANTES DU SYSTÈME DE DRAINAGE ..................................................... 18
L’enveloppe drainante ................................................................................................................ 18
vii
La taille des ouvertures dans la conduite de drainage ............................................................... 20
L’ UTILISATION DE BACTÉRICIDES..................................................................................................... 20
L’ UTILISATION DE PRODUITS CHIMIQUES.......................................................................................... 20
DÉTERMINATION DU POTENTIEL D’OCRE FERREUSE......... ............................................. 21
LE SOL.............................................................................................................................................. 21
L’ EAU SOUTERRAINE........................................................................................................................ 22
L’ HISTORIQUE.................................................................................................................................. 23
CONCLUSION................................................................................................................................... 24
RÉFÉRENCES................................................................................................................................... 26
Liste des figures
Figure 1 Diagramme potentiel-pH du fer 3
Figure 2 Conduite de drainage perforée et conduite de drainage avec fentes 3
Figure 3 Représentation des interfaces aérobie-anaérobies d’une
conduite de drainage 10
Figure 4 Manifestation de l’ocre ferreuse sur les fibres d’un géotextile
de polyester non tissé 12
Liste des tableaux
Tableau 1 Plages de température de croissance des bactéries du fer 8
Tableau 2 Pertes de charges mesurées avant (1977) et après (1979)
l’apparition du phénomène de l’ocre ferreuse 11
Tableau 3 Potentiel de blocage de l’ocre ferreuse selon les paramètres de l’eau
souterraine 22
viii
Annexes
Plan typique d’un drain de fondation Annexe A
Représentation du processus de formation de l’ocre ferreuse Annexe B
Brochure de la R.B.Q. concernant l’ocre ferreuse Annexe C
Fiche technique de conduites de drainage de Rehau Annexe D
Photographies présentant les dommages de l’ocre ferreuse Annexe E
Extrait du Règlement de construction de la ville de Rimouski Annexe F
1
Introduction
L’ocre ferreuse est une substance gélatineuse qui se caractérise par sa haute teneur en
matière organique et sa couleur orangée venant de l’abondance d’oxydes de fer s’y
trouvant. Ce corps amorphe a tendance à se former à la surface des drains
souterrains, à l’interface sol-air des trous pour la percolation de l’eau.
Comme le titre du projet l’indique, son but dans un sens large est de mitiger le
phénomène de l’ocre ferreuse. Cela est justifié par les effets néfastes de l’apparition
de ce phénomène; c'est-à-dire le blocage de drains souterrains et, par conséquent,
l’infiltration d’eau dans les infrastructures par le sous-sol.
Mitiger veut dire « atténuer les effets de quelque chose » ou, plus soigneusement
encore, « rendre quelque chose moins douloureux » (CNTRL, 2006-2007). Il est
donc nécessaire de mentionner que le but du projet ne sera donc pas d’éliminer le
phénomène d’ocre ferreuse, mais plutôt d’améliorer la condition d’un milieu déjà
affecté par cette substance. Cela se fera dans un premier temps en se familiarisant
avec le phénomène lui-même. Dans un deuxième temps, ce seront les conditions
environnementales qui y sont reliées qui seront étudiées afin de comprendre les
méthodes de mitigation des effets néfastes de la présence d’ocre ferreuse.
2
Description du phénomène
Composition
L’ocre ferreuse est de nature filamenteuse dû aux bactéries de cette morphologie qui
composent jusqu’à 50% de sa masse nette. Elle est cependant amorphe et gélatineuse
puisque sa composante principale est l’eau (jusqu’à 90%). Sa couleur rouille typique
lui est conférée par l’oxyde de fer (Fe2O3) et on peut aussi y trouver de l’aluminium,
du magnésium ou encore du soufre. De plus, étant donné sa constitution gélatineuse,
l’ocre ferreuse peut comprendre une importante quantité de particules de sols,
comme le sable, qui y adhèrent (jusqu’à 30%).
Formation
L’ocre ferreuse est issue de la combinaison de plusieurs facteurs. Voici les étapes (de
Mendonca, Ehrlich & Cammarota, 2003) qui mènent à la formation du dit
phénomène et les conditions obligatoires pour la réalisation de chacune d’elles. Il est
nécessaire de mentionner que le processus est décrit pour la formation d’ocre
ferreuse dans un drain souterrain. Ces étapes sont schématisées à l’Annexe B de ce
rapport.
1. Solubilisation du fer dans l’eau souterraine
Le fer se trouve dans à peu près tous les types de sol. Cependant, il ne s’y trouve
pas toujours sous une forme pouvant se dissoudre dans l’eau souterraine. En
effet, selon les conditions de pH, de température, de pression partielle et de
potentiel électrochimique du sol concerné, on pourra trouver le fer dans sa forme
soluble (Fe2+). Voici la courbe potentiel-pH du fer pour illustrer ceci.
3
Figure 1 Diagramme potentiel-pH du fer (gracieuseté de C. Legein, 2004)
Il est à noter que, premièrement, c’est surtout à un pH acide ou neutre qu’on
retrouve le fer sous forme soluble. Deuxièmement, les conditions
électrochimiques du sol doivent assurer la stabilité de l’eau (région entre les deux
traits pointillés). En dehors de ces conditions, le fer est soit à l’était inanimé (Fe)
ou encore oxydé (l’ion Fe3+ est très facilement transformé en Fe2O3); dans les
deux cas, il est précipité.
La précédente explication tenait compte de conditions strictement chimiques. Il
existe aussi des complexes organo-métalliques contenant du fer soluble (Fe2+ ou
Fe3+) qui sont à peu près impossibles à dissocier, sauf à des conditions de pH
extrêmes. Un organo-métallique est un corps composé contenant un groupe
4
organique lié à l’atome d’un métal (Office québécois de la langue française,
1984)..
Il existe aussi certaines bactéries qui catalysent la réduction de l'oxyde ferreux en
fer soluble et qui, ainsi, contribuent à augmenter la concentration de fer soluble
dans l'environnement concerné. Ces bactéries sont plus connues par le sigle IRB
(de l'anglais Iron Reducing Bacteria) et, sans elles, la réduction des oxydes
ferreux dans un sol saturé est virtuellement impossible (Ford, 2005).
2. Migration du fer dissout
Avec l’eau souterraine, le fer à l’état soluble (les ions Fe2+ et les complexes
organo-métalliques) migre vers le système de drainage.
3. Précipitation du fer
Aux conditions favorables, la précipitation strictement chimique du fer s’opère
d’une façon lente. Cependant, certaines bactéries (principalement Gallionella
ferruginea, Sphaerotilus natans, Leptotrix ochracea) ont la capacité de catalyser
ce procédé. Ces organismes tirent de l’énergie de la réaction d’oxydation du fer
dissout, mais certaines conditions doivent être remplies pour qu’ils prolifèrent
sous forme de biofilm : présence de fer dissout, quantité adéquate d’oxygène et
disponibilité de nutriments (phosphore, azote et carbone). Un biofilm est une
pellicule formée par un regroupement de micro-organismes à la surface d'un
solide ou d'un fluide, lesquels génèrent une matrice protectrice et adhésive
composée de substances polymères (Office québécois de la langue française,
2007).
5
C’est l’interface aérobie-anaérobie (non-saturé—saturé) que représente les
systèmes de drainage qui favorise la colonisation de ces bactéries. Celles-ci
jouissent aussi de propriétés qui rendent leur confèrent une grande adhésion à la
paroi des drains. Elles catalysent donc l’oxydation du fer qui transforme sa forme
dissoute (Fe2+ ou Fe3+) en une forme insoluble : l’oxyde de fer (Fe2O3). Des
bactéries dites organotrophes (c.-à-d. dont la source d'énergie est de nature
organique) vont, pour ainsi dire, se nourrir de la partie organique des complexes
organo-métalliques. Cela a pour effet de libérer le fer soluble s'y trouvant qui sera
alors sujet à l'oxydation dont tireront partie les bactéries responsables de l'ocre
ferreuse, dites chimiotrophes (c.-à-d. dont la source d'énergie est de nature
chimique). C’est l’agglutination de ces derniers organismes en plus de différentes
composantes qui y sont incorporées, dont l’oxyde de fer, qui forme la matrice
d’ocre ferreuse.
4. Vieillissement
C’est la dernière étape de la formation de l’ocre ferreuse. Elle se produit lors de
la déshydratation de la matrice ocreuse. Ce phénomène survient lorsque les
conditions de température, de pH ou d’autres paramètres ne permettent plus la
croissance de l’ocre ferreuse. La matrice ocreuse perd alors beaucoup de volume
et peut devenir très rigide. Elle peut cependant persister à l’intérieur des systèmes
de drainage pour des mois, voire des années (Gameda, Jutras & Broughton,
1993).
6
Problématique
Les effets néfastes directs de l’agglutination de l’ocre ferreuse dans les systèmes de
drainage sont la perte d’efficacité hydraulique et, éventuellement, le blocage
complet. Cette inefficience partielle ou totale entraînera une série de problèmes dont
la nature dépend de l’environnement drainé.
Durée du problème
La présence d’ocre ferreuse peut être temporaire. Cela se produit lorsque le fer
soluble qui alimente le phénomène est disponible en quantités limitées. Si le système
de drainage est soumis à un débit constant, le phénomène peut s’estomper après une
période allant de 3 à 8 ans (Ford, 2005). Cependant, si le fer soluble est disponible à
même l’environnement drainé, le phénomène d’ocre ferreuse est alors permanent;
c’est-à-dire qu’il est considéré qu’une quantité illimitée de fer soluble est disponible.
C’est dans ce dernier cas que le phénomène s’avère une problématique substantielle.
Affinité de l’ocre ferreuse pour les systèmes de drainage
Les systèmes de drainage sont des lieux de prédilection pour la prolifération du
phénomène d’ocre ferreuse. Le plan typique d’un drain de fondation d’une maison
est présenté à l’Annexe A de ce rapport.
Le sol drainé
C’est dans le sol drainé que naît le problème par l'apport de fer soluble dans l’eau
souterraine. Il y a plus d’oxydes ferreux et de matière organique, donc de sources
d'énergie pour la formation d'ocre ferreuse, dans les sols sableux et de nature
organique (terre noire, tourbe, etc.) que dans les sols argileux. Cela est dû à plusieurs
facteurs.
7
Il s'avère que les bactéries réductrices de fer, décrites à la section 2.2 du présent
rapport, sont pour la plupart anaérobies. À l'inverse, pour que le fer contenu dans le
sol soit oxydé, donc qu'il soit réductible par ces bactéries, il doit être en présence
d'oxygène, c.-à-d. dans des conditions aérobies. Les deux phénomènes ne peuvent
donc pas avoir lieu simultanément et doivent de plus se succéder à l'intérieur d'un
court laps de temps puisque l'oxyde de fer au contact de l'eau retrouve une forme
inutilisable par ces bactéries. Or, le sable a la propriété d'expulser l'oxygène
rapidement après avoir été submergé et ceci stimule donc la réduction des oxydes de
fer par les bactéries. De plus, les sables sont disposés à contenir de la matière
organique que ce soit par l’incursion de racines ou encore par la présence d’horizons
organiques à l’intérieur de la couche de sol sableux. Un sol sableux est un sol dont la
plupart des grains ont entre 75 µm et 4,75 mm de diamètre (Holtz et Kovacs, 1991).
La terre noire, les tourbières et les autres sols organiques sont aussi enclins au
problème de l’ocre ferreuse puisqu’ils contiennent généralement du fer et de la
matière organique en abondance.
En revanche, les argiles, à moins qu’elles soient mêlées à des quantités importantes
de matière organique, sont des sols peu propices au développement de l’ocre
ferreuse ; en voici les causes. Premièrement, le niveau de carbone organique
disponible à l’intérieur de l’argile est habituellement bas. Deuxièmement, il semble y
avoir une forte attraction électrochimique entre les particules d’argile et les oxydes
ferreux (Ford, 2005). Cela empêcherait ces derniers d’être entraînés avec l’eau
souterraine au système de drainage.
8
La température
L’eau souterraine ravitaille les zones affectées par l’ocre ferreuse en fer soluble.
Ainsi donc, la matrice ocreuse est en contact avec l’eau souterraine et la croissance
des bactéries dépendra de sa température.
Voici un tableau présentant les différentes températures auxquelles certaines
bactéries « mangeuses de fer » croîent.
Plage de températures de croissance (°C) Bactérie minimale optimale maximale
Sphaerotilus 15 25-30 37 Leptothrix 10 20-25 35
Thiobacillus ferroxidans 6 26-28 34
Tableau 1 Plages de température de croissance des bactéries du fer (Cullimore & McCann, 1978)
Ces chiffres révèlent, d’une part, que la croissance de la matrice ocreuse ne peut pas
s’effectuer en conditions hivernales (de gel). D’autre part, il est peu probable que la
température de l’eau souterraine soit assez élevée pour inhiber la croissance de ces
bactéries.
Des observations (Gameda, Jutras & Broughton, 1993) montrent que l’eau drainée à
la fonte des neiges, alors que l’eau est à 1 ou 2°C, contenait de l’ocre ferreuse. Celle-
ci était en suspension dans l’eau à l’exutoire du système de drainage, avait une
couleur brun rougeâtre mât et n’avait pas une adhérence aussi importante que l’ocre
ferreuse nouvellement formée. Cela indique que la matrice ocreuse peut subsister
dans les systèmes de drainage plusieurs mois (selon la durée de l’hiver, l’étude ayant
été menée dans le comté de Drummond au Québec) même si la température est
inférieure à celle requise pour la croissance des bactéries la formant. Cela indique
aussi que la température peut avoir un effet sur la nature de l’ocre ferreuse, c.-à-d. sur
9
sa propriété d’adhérence et sa couleur. Selon la même étude, c’est lorsque la
température de l’eau souterraine atteignait 12°C que le dépôt d’ocre ferreuse sur le
système de drainage s’avérait important. L’ocre avait alors une couleur rouge
orangeâtre et était visqueuse et collante.
Dans un contexte comme celui d’un système de drainage souterrain où
l’environnement concerné est naturel et soumis aux intempéries, contrôler la
température de l’eau souterraine, à la hausse ou à la baisse, est une entreprise
virtuellement impossible.
Les conduites
Les drains souterrains servent un but : recueillir et transporter l’eau contenue dans les
sols. Ils sont utilisés à multiples escients comme l’irrigation des terres dans le milieu
agricole ou encore l’évitement du soulèvement par le gel des fondations d’un
bâtiment avec des sols gorgés d’eau. La nature-même des conduites installées sous la
surface est insidieuse lorsque l’ocre ferreuse se manifeste. En effet, ces conduites ont
besoin d’ouverture pour recueillir l’eau souterraine pour qu’ainsi elle percole à
l’intérieur du tuyau lui-même puis coule vers l’exutoire : un fossé ou un plan d’eau
ou les deux un à la suite de l’autre. Ces ouvertures peuvent être des trous circulaires
de quelques millimètres de diamètre ou encore des fentes minces suivant la
circonférence de la section du tuyau et espacées à intervalles réguliers. Une brochure
explicite sur de tels produits manufacturés par la multinationale Rehau est incluse à
l’ Annexe D de ce rapport. Dans le cas le plus commun, celui du drainage des
fondations d’une résidence, certaines municipalités requièrent un diamètre minimal
de 100 mm pour une telle conduite (Ville de Rimouski, 2004).
10
Figures 2 Conduite de drainage perforée (à gauche, gracieuseté d’Aickingrate) et conduite de drainage avec fentes (à droite, gracieuseté de Nextube).
Ces conduites sont généralement en plastique (CPV) et donc étanches sur la majorité
de leur surface. L’eau s’écoule à l’intérieur et l’espace disponible restant est occupé
par l’air. L’eau qui percole sur le pourtour de la section du tuyau vers l’intérieur de ce
dernier et celle qui s’écoule est donc en contact avec de l’oxygène. Il y a donc une
opportunité localisée à catalyser l’oxydation du fer dissout dans l’eau souterraine
pour les bactéries responsables de l’ocre ferreuse qui sont aérobies.
Figure 3 Représentation des interfaces aérobie-anaérobies d’une conduite de drainage
11
Des observations faites dans la région de Drummondville (Gameda, Jutras &
Broughton, 1983) montrent qu’en 2 ans, la prolifération d’ocre ferreuse dans de telles
conduites de drainage ont fait tripler, voire quadrupler, la perte de charge encourue
par l’eau lors de son ruissellement. La perte de charge est la diminution de l'énergie
d'un fluide dans une canalisation, exprimée en hauteur de fluide (Office québécois de
la langue française, 1991). Voici un tableau présentant les différentes pertes de charge
mesurées lors de l’étude. À noter que ces valeurs sont obtenues avec un taux de
drainage de 5 mm/d.
Perte de charge (cm) Ligne A Ligne B
Environnement drainant 1977 1979
1977 1979 1 23 60 20 86
2 21 65 14 81
3 13 50 77 49
4 14 29 6 39
5 4 47 10 52
6 18 60 10 38
7
1 2
0 0
Tableau 2 Pertes de charges mesurées avant (1977) et après (1979) l’apparition du phénomène de l’ocre ferreuse (Gameda, Jutras & Broughton, 1983).
L’enveloppe drainante
Les membranes géosynthétiques ou la pierre nette ou les deux à la fois forment ce
qu’on appelle l’enveloppe drainante autour des conduites de drainage. Le but d’une
telle enveloppe est d’empêcher les particules de sol d’atteindre la conduite de
drainage, mais de permettre la percolation de l’eau.
12
Un géosynthétique est un matériau synthétique sous forme de textile, de non-tissé, de
membrane, de filet, etc., destiné à des travaux d'aménagement des sols (Office
québécois de la langue française, 1995). Il a de multiples usages, mais il peut être
utilisé pour isoler l’environnement de la conduite de drainage. Comme dans le cas de
cette dernière, mais à plus petite échelle, les interstices entre les fibres des
géosynthétiques offrent de même que leur surface-même représentent une interface
aérobie-anaréobie. Une étude menée sur différents géosynthétiques (de Mendonca &
Ehrlich, 2006) montre que la formation d’ocre ferreuse à l’intérieur de ceux-ci peut
diminuer leur conductivité hydraulique d’un facteur allant jusqu’à 45.3, quoique ces
valeurs se trouvaient généralement entre 2 et 15.
La pierre nette est un matériau de construction composé de granulats ayant environ le
même diamètre, soit typiquement entre 5 et 50 cm. La pierre nette, ou granulat net,
sera utilisée pour recouvrir les conduites et drainer l’eau qui s’écoule entre ses
granulats puisqu’entre ces derniers, il se forme un réseau de cavités, faute de
granulats de plus petites dimensions pour remplir les espaces. Ce sont ces cavités qui
offrent aux bactéries de l’ocre ferreuse l’interface aérobie-anaérobie dont elles ont
besoin.
Figure 4 Manifestation de l’ocre ferreuse sur les fibres d’un géotextile de polyester non tissé (de Mendonca, Ehrlich & Cammarota, 2003).
13
Tous ces facteurs rendent la suppression du phénomène d’ocre ferreuse très
problématique puisque, en somme, les mêmes caractéristiques qui permettent au
système d’être efficacement drainant le rendent vulnérable aux bactéries mangeuses
de fer.
14
Mitigation du phénomène
Lorsque les conditions favorables au développement de l’ocre ferreuse sont réunies,
il est presque impossible d’en prévenir l’apparition. Pour qu’une telle chose soit
possible, comme il est décrit dans les précédentes sections du présent rapport, il
faudrait priver le sol drainé de deux éléments fondamentaux : l’eau et l’air. Cela est
donc impensable. De plus, si on élimine le fer à proximité des systèmes de drainage
en procédant à l’excavation complète des sols drainés puis au remblayage, le métal
en question migrerait des sols avoisinants jusqu’à l’environnement concerné.
Ce constat aux conditions plutôt inéluctables suggère que toute tentative de pallier le
phénomène d’ocre ferreuse serait une mitigation puisque, selon les connaissances
actuelles, il n’existe pas de moyen viable de prévenir ou d’éliminer la prolifération
de ces bactéries mangeuses de fer. La présente section se limite aux méthodes de
mitigation. Néanmoins, un aperçu sera donné en premier lieu de la réponse des
autorités du Québec au problème causé par le phénomène.
La réponse de la R.B.Q.
« Assurer la qualité des travaux de construction et la sécurité des personnes qui
accèdent à un bâtiment ou à un équipement destiné à l'usage du public ou qui
utilisent une installation non rattachée à un bâtiment » (Loi sur le bâtiment,
c. 1, s. 1.). telle est la mission de la Régie du bâtiment du Québec (la Régie). Elle est,
en somme, l’appareil qui permet au ministre du Travail du Québec de gérer et de
faire respecter la La loi sur le bâtiment. La Régie a émis une brochure à vocation
informative intitulée « L’ocre ferreuse, des réponses à vos questions » (R.B.Q.,
2007). Celle-ci est incluse à l’Annexe C de ce rapport. Des méthodes de prévention
15
du phénomène de l’ocre ferreuse avant la construction des systèmes de drainage y
sont proposées ainsi que des moyens pour y remédier après leur construction.
En amont du phénomène, la Régie dirige les futurs acquéreurs de systèmes de
drainage vers les experts qui pourront déterminer le potentiel d’apparition d’ocre
ferreuse de la région à drainer. La R.B.Q. cite en outre quelques paramètres dont le
présent rapport a déjà fait état; c’est-à-dire le pH du sol, le niveau de la nappe
phréatique (sa variation au cours des mois), le type de sol, la teneur en fer dans
l’environnement et la présence visible d’ocre ferreuse dans les points d’eau à
proximité. Très pertinemment, le dépliant informe aussi le lecteur qu’il est capital de
s’informer aux voisins et à la municipalité quant au récit de possibles apparitions
d’ocre ferreuse aux environs au cours des années. Ainsi donc, en fonction de l’état de
l’environnement concerné, la conception du système de drainage et même des
fondations du bâtiment sera modifiée pour minimiser l’impact futur qu’aura
l’apparition de l’ocre ferreuse. Des composantes telles la position des membranes
géotextiles, le design de la dalle de béton ou la nature du granulat de remblai sont
alors à revoir.
En aval du phénomène, la Régie avance une batterie de méthodes atténuantes.
L’efficacité et l’application particulière de plusieurs d’entre elles seront explicités
plus loin dans cette section. Il s’agit substantiellement de travaux de génie
civil relativement sévères. L’installation de cheminées de nettoyage, la modification
de la pente du terrain ou encore la pose d’une membrane d’étanchéité sont autant
d’opérations qui requièrent la mobilisation de machinerie d’excavation. Comme
dernier point, la R.B.Q. envisage aussi la condamnation du sous-sol.
16
Précipiter le fer dans le sol
L’information concernant les méthodes de mitigation de l’ocre ferreuse incluses dans
cette section sont tirées, sauf indication, de deux rapports techniques, soit le « Iron
ochre control methods, a litterature review » du Ministère de l’Agriculture et de
l’Alimentation de la Colombie-Britannique (1988) et le « Iron ochre and related
sludge deposits in subsurface drain lines » de H.W. Ford, révisé par D.Z. Hamon
(2005).
Promouvoir l’oxydation
Promouvoir l’oxydation revient à encourager la présence d’air dans les sols ou, du
point de vue inverse, à éviter l’inondation de l’environnement drainé. Toutes les
pratiques encourageant cette méthode sont valables théoriquement puisque l’oxygène
en contact avec le fer dans le sol l’oxydera et le fera précipiter, le rendant ainsi
inutilisable par les bactéries responsables de l’ocre ferreuse. Il n’y a pas vraiment de
techniques d’aération des sols, comme le préséchage des sols, qui s’est avérée
efficace. Cela est dû au fait que même si le fer est précipité en premier lieu, il peut
retourner à l’état soluble si les conditions environnementales le permettent. Le
préséchage des sols consiste en du drainage-taupe, c’est-à-dire en la création de
galeries à même le sol qui mènent vers un fossé commun. Évidemment, cette
technique ne fonctionne qu’avec les sols assez plastiques qui contiennent au moins
30% d’argile.
17
En Allemagne, il est proposé de présécher le sol en creusant des tranchées qu’on
laisse en place durant 2 à 3 années, de façon à précipiter le fer contenu dans les sols.
Ensuite, on indique de procéder à un système de drainage à deux palliers, avec une
conduite de drainage placée plus haute que l’autre pour éviter les inondations
occasionnelles.
L’application de chaux à la surface du terrain
Cette technique se base sur les prémisses que le calcium contenu dans la chaux
(CaCO3) catalyse l’oxydation du fer dans le sol et que cette chaux entraîne une
hausse du pH dans le sol qui nuit à la croissance des micro-organismes indésirables.
D’une part, l’application de chaux à la surface du terrain encouragerait l’oxydation
du fer et donc sa précipitation en une forme inutilisable par les bactéries de l’ocre
ferreuse. D’autre part, lorsqu’un pH de 8,2 ou davantage est atteint, on considère que
le phénomène d’ocre ferreuse est sous contrôle1.
Cette technique s’est toutefois avérée inefficace. Premièrement, la quantité de chaux
requise est très importante et cela est dû à plusieurs facteurs. D’un côté, dans un
climat humide, on peut perdre jusqu’à 0,8 tonnes par hectare par année de chaux
épandue1. De l’autre côté, plus la quantité de chaux épandue est importante, plus la
quantité de fer immobilisé l’est aussi et pour contrer l’ocre ferreuse, cette pratique
doit être vue comme un projet à long terme. Deuxièmement, l’épandage de chaux à
la surface d’un sol ne permet pas d’augmenter le pH de tout le profil en profondeur.
Lors d’un essai en Floride (Ford, 2005), cela a eu pour effet d’encourager le
phénomène d’ocre ferreuse en faisant passer le pH de l’environnement drainé de 4,2
1 Ministère de l’Agriculture et de l’Alimentation de la Colombie-Britannique, 1988
18
à 6,0, valeur qui vraisemblablement favorise l’activité des bactéries mangeuses de
fer.
L’application de chaux dans les tranchées de drainage
Cette technique s’apparente beaucoup à la précédente à la différence qu’au lieu
d’épandre de la chaux à la surface du sol, on la répartit dans les tranchées,
c’est-à-dire à l’environnement directement en contact avec le système de drainage.
Cette méthode est aussi inefficace que la première. Comme il l’a été décrit dans ce
rapport, l’environnement en contact avec les conduites de drainage est en un
drainant, comme de la pierre nette. L’application de chaux dans un tel lieu provoque
le blocage des interstices servant à drainer l’eau souterrain et va ainsi à l’encontre du
but premier du système. Même avec la pierre de chaux, le même problème survient
(Ford, 2005).
Intervenir sur les composantes du système de drainage
L’enveloppe drainante
Pour ce qui est du granulat drainant, les matériaux ayant une granulométrie étalée
(par opposition à la pierre nette) résistent mieux à la formation d’ocre ferreuse étant
donné que les interstices sont comblés entre les granulats. Cependant, ce type de
matériau peut aussi être envahi par l’ocre ferreux si des conditions très favorables se
présentent. L’eau y percole aussi à un rythme plus lent puisque le réseau de cavité se
trouve diminué, ce qui favorise la saturation de l’environnement immédiat.
Le choix de la membrane géosynthétique influe peu sur l’apparition de l’ocre
ferreuse. En effet, une étude (de Mendonca & Ehrlich, 2006) démontre que plusieurs
19
types de géotextiles peuvent être affectés d’une façon significative sur le plan de la
capacité de percolation de l’eau. Les géotextiles testés étaient un polyester non-tissé,
un polypropylène tissé et un autre qui ne l’était pas.
Des études ont été menées pour connaître les effets bénéfiques d’incorporer de la
sciure de bois aux enveloppes de drainage. La sciure de pin ne fait pas l’affaire
puisqu’elle se désintègre avec le temps. Ce seraient les sciures de chêne et de cyprès
qui, en plus de perdurer dans le temps, qui seraient les meilleures alternatives car elle
crée un environnement anaérobique qui nuit à l’ocre ferreuse. L’utilisation de matière
organique dans l’enveloppe doit être fait avec beaucoup de parcimonie puisque, plus
souvent qu’autrement, cette matière finira par se décomposer et ainsi boucher le
système de drainage et encourager la prolifération des bactéries de l’ocre ferreuse.
L’incorporation de tannin (on voit aussi « écorce ») dans les enveloppes drainantes
est considérée comme une excellente approche pour inhiber l’activité bactérienne qui
engendre l’ocre ferreuse. Le tannin est une matière extraite de certains produits
végétaux (écorces d'arbre, noix de galle, etc.) au moyen d'un solvant, et qui est
employée en solution aqueuse, généralement en association avec le sulfite de sodium,
pour le dégazage des eaux de chaudières (Office québécois de la langue française,
1974). L’intérêt pour le tannin vient du fait qu’il peut former des complexes avec le
fer et qu’il inhibe les bactéries du fer lorsqu’il est à une concentration de 10 ppm
dans l’eau souterraine drainé. Cependant, cette méthode a plusieurs désavantages.
D’une part, le tannin est un matériau difficile à se procurer et les copeaux d’écorce
dans lesquelles ils sont compris en contiennent une quantité presque impossible à
déterminer. D’autre part, lorsque le tannin réagit avec le fer, il forme de l’encre,
c’est-à-dire un liquide noir et visqueux ce qui contamine l’eau drainé au-delà des
limites permises.
20
La taille des ouvertures dans la conduite de drainage
Des informations nous indiquent que plus les ouvertures d’une conduite de drainage
sont grandes, plus le phénomène d’ocre ferreuse tarde à détériorer l’efficacité
hydraulique de celle-ci. Il faut toutefois que les dimensions de ces ouvertures
n’excèdent pas le diamètre du granulat net à proximité.
L’utilisation de bactéricides
Certaines conduites contiennent un biocide, c’est-à-dire une substance qui tue tout
micro-organisme. Cette substance est mélangée au plastique lors de la fabrication du
tuyau. Cependant, des doutes subsistent quant à l’efficacité de cette pratique puisque
lorsque l’ocre ferreuse se développe sous forme de biofilm, il se forme un mince
revêtement à sa surface qui la rend quasi invulnérable aux attaques chimiques. La
technique serait viable pour un problème d’ocre temporaire.
L’utilisation de produits chimiques
En laboratoire, plusieurs produits chimiques désinfectants ont subi des tests quant à
leur efficacité à miner les concentrations de bactéries du fer (Cullimore & McCann,
1978). Les plus efficaces à cet escient se sont avérés le permanganate de potassium et
le polymère d’iode synthétisé par Levine. De tels résultats ne peuvent cependant pas
être appliqués directement aux systèmes de drainage pour deux raisons.
Premièrement, ces tests ont été effectués sur des bactéries isolées, hors de la matrice
ocreuse qui offre une protection contre les attaques chimiques. Deuxièmement,
l’utilisation de produits chimiques dans l’eau souterraine à des concentrations assez
élevées pour inhiber les bactéries de l’ocre ferreuse résulte presque inévitablement en
une violation des limites de concentrations de contaminants prescrites.
21
Détermination du potentiel d’ocre ferreuse
Pour savoir si dans un environnement s’est développé de l’ocre ferreuse où s’il est
disposé à en connaître l’apparition, il y a trois principales sources d’information
desquelles s’instruire.
Le sol
Comme il est discuté dans ce rapport, ce sont les sols sableux et les sols à forte
teneur en matière organique où l’ocre ferreuse est plus susceptible à se développer.
De plus, si le niveau de la nappe phréatique est haut et changeant selon les saisons,
l’ocre ferreuse a aussi plus de chances d’apparaître.
Lors d’une tranchée d’exploration, par exemple, il est important d’être attentif aux
signes suivants :
� La grosseur et la nature des grains du sol. Cela détermine si on est face ou
non d’un sol à risque, comme un sable ;
� La couleur, et le changement de couleur selon la profondeur. Une tâche de
couleur rouille indique la présence de fer oxydé. Du sol de couleur grise près
de la surface indique un niveau de nappe phréatique haut. Plusieurs horizons
de couleurs différentes indiquent un changement fréquent du niveau de la
nappe phréatique. Ce sont tous là des signes d’un fort potentiel au
développement de l’ocre ferreuse ;
� La présence de matière organique comme des racines ou de la matière friable
noire. La nature fibreuse du sol trahit aussi une forte teneur en matière
22
organique. Cette matière organique nourrit aussi le phénomène des bactéries
mangeuses de fer ;
� La présence d’ocre ferreuse elle-même, la substance géalitineuse, parfois
filamenteuse, de couleur rouille. On peut en observer des photographies à
l’ Annexe E de ce rapport.
L’eau souterraine
S’il ya des plans d’eau à proximité de l’environnement concerné comme un ruisseau,
un fossé ou un lac, il est important d’y porter attention. Des filaments de couleur
rouille ou encore une matrice gélatineuse de la même couleur s’y trouvant signifie
que l’ocre ferreuse prolifère aux alentours. Si l’eau observée a une couleur allant du
jaune à l’orange foncé, c’est aussi un signe des bactéries mangeuses de fer.
S’il n’y a pas de signe visible de présence d’ocre ferreuse à ces points d’eau, il est
judicieux de faire analyser l’eau en question par un laboratoire accrédité. Les deux
paramètres les plus importants à analyser sont alors la concentration en ions Fe2+ et
le pH, d’autant plus qu’ils fonctionnent de pair pour déterminer le potentiel
d’apparition de l’ocre ferreuse.
Concentration d’ions Fe2+ (mg/L)
pH < 7 pH > 7 Potentiel de blocage par l’ocre ferreuse
< 0,5 < 1,0 Aucun
0,5 à 1,0 1,0 à 3,0 Léger
1,0 à 3,0 3,0 à 6,0 Moyen
3,0 à 6,0 6,0 à 9,0 Grand
> 6,0 > 9,0 Très grand
Tableau 3 Potentiel de blocage de l’ocre ferreuse selon les paramètres de l’eau souterraine (Kuntze, 1982)
23
L’historique
Les anciens propriétaires du lieu, les voisins, la municipalité sont autant
d’intervenants avec lesquels il est important de communiquer pour connaître la
situation d’un environnement quant à son potentiel d’ocre ferreuse. Ce phénomène
en est un récurrent duquel il est très difficile de se débarrasser et, ainsi, s’il y a un
potentiel pour son apparition, il y a de fortes chances que ce ne sera pas la première
fois. Des sentences et des règlements concernant des cas d’ocre ferreuse émis par la
R.B.Q. sont également disponibles via le site du Réseau de protection du
consommateur du Québec.
24
Conclusion
L’eau et l’air : voilà deux composantes qu’on devrait éliminer des environnements
drainés pour éviter la formation d’ocre ferreuse dans ceux-ci. « Faut faire avec »
chantait Gilbert Bécaud1.
Plusieurs facteurs rendent l’ocre ferreuse aussi problématique. Premièrement, son
approvisionnement en fer est impossible à éliminer complètement. Des années
d’oxydation des sols à proximité ou même l’excavation de ces derniers
n’empêcheront pas le fer soluble, présent dans à peu près tous les types de sol, de
migrer vers l’environnement drainé. Deuxièmement, les systèmes de drainage
représentent un lieu de prolifération tout indiqué pour les bactéries mangeuses de fer.
Ce qui fait un bon système drainage fait un bon foyer d’ocre ferreuse.
Troisièmement, la matrice ocreuse formée à partir de biofilms est une véritable
forteresse, bien dissimulée sous terre, pour les tentatives de l’éliminer soit
chimiquement ou physiquement. Sa grande adhérence et sa nature filamenteuse la
protégeant contre les méthodes physiques et son enveloppe la gardant des attaques
chimiques.
Il y aurait deux façons de contrôler l’ocre ferreuse de façon efficace. D’une part, il
faudrait pouvoir se servir de méthodes possiblement nuisibles à l’environnement,
mais efficaces comme l’incorporation du tannin ou encore l’utilisation de produits
chimiques désinfectants, mais en ayant la possibilité de contrôler les rejets d’eau
souterraine à un coût viable pour qu’ils ne représentent pas un risque écologique. Il
1 Chanteur compositeur, pianiste et acteur français (né 1927, mort 2001).
25
ne s’agit surtout pas d’alléger les tolérances quant à la qualité de l’eau souterraine,
mais bien de promouvoir la recherche au niveau des produits chimiques.
D’autre part, il faut faciliter l’accès le plus possible aux zones potentiellement
affectées par l’ocre ferreuse. Les systèmes de drainage sont enfouis et, à moins de
travaux importants, sont quasi-inaccessibles lorsque l’ocre ferreuse apparaît. Comme
le suggère la R.B.Q., l’installation de cheminées de nettoyage est tout indiquée à cet
effet. On peut alors effectuer de l’entretien régulier et préventif comme du rinçage à
haute ou basse pression ou encore l’incorporation de cuivre pour éliminer les rejets
orangeâtre à l’exutoire du système de drainage.
Un environnement drainé, un sol, une terre est un milieu tellement changeant qu’il
serait difficile d’y réunir toutes les conditions nécessaires au contrôle de l’ocre
ferreuse et, encore plus, d’appliquer cette méthode à l’ensemble des propriétés. La
mitigation de l’ocre ferreuse doit donc continuer de faire l’objet d’études et non pas
son élimination. On doit se munir de moyens pour contrôler la matrice ocreuse dans
son ensemble, ce regroupement de bactéries qui rongent même le Titanic depuis près
d’un siècle.
26
Références
Articles de revue
de Mendonca, M.B., Ehrlich, M. (2006).Column Test Studies of Ochre Biofilm Formation in Geotextile Filters. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering © ASCE, édition d’octobre 2006, 1284-1292.
de Mendonca, M.B., Ehrlich, M., & Cammarota, M.C. (2003). Conditioning factors of iron ochre biofilm formation on geotextile filters. Canadian Geotechnical Journal, 40, 1225-1234.
Fry, C. (2003). Iron rations. NewScientist. Édition du 26 juillet 2003. 36-37.
Gameda, S., Jutras, P.J. & Broughton R.S. (1983). Ochre in a Quebec fine sandy soil. Canadian Agricultural Engineering. 25(2), 209-213.
Sharma, S.K., Petrusevski, B., & Schippers, J.C. (2005). Biological iron removal from groundwater : a review, Journal of water supply : research and technology - AQUA, 54(4), 239-247.
Tuovinen, O.H., Nurmiaho, E.L. (1979). Microscopic Examination of Bacteria in Fe(IIl)-Oxide Deposited from Ground Water, Microbial Ecology, 5, 57-66
Communications personnelles
Liby, Georges (2007). Intervenant détenant des notions sur la manifestation de l’ocre ferreuse sur le terrain.
Livre
Holtz, R.D. & Kovacs, W.D., traduit par Lafleur, J. (1991). Introduction à la géotechnique, Montréal : Éditions de l’École Polytechnique de Montréal.
Loi et règlement
Ville de Rimouski (2004). Règlement de construction. Règlement 112-2004, s. V.
Québec (2007). Loi sur le bâtiment. L.R.Q. Chapitre B-1.1. Québec : Éditeur officiel du Québec.
Notes de cours
Legein, C. (2004). Chimie en solution et État solide périodique : le fer et ses ions. Notes du cours DEUG-SM1 - UEF4 : Chimie, Université du Maine.
27
Rapport techniques
Colombie-Britannique (1988). Iron ochre control methods, a litterature review. Document 543.300-2, Ministère de l’Agriculture et de l’Alimentation de la Colombie-Britannique.
Cullimore, D.R., McCann, A.E. (1978). The Identification, Cultivation and Control of Iron Bacteria in Ground Water. Éditions Skinner & Shewan Academic Press.
Ford, H.W., rév. par Hamon, D.Z. (2005). Iron ochre and related sludge deposits in subsurface drain lines. Document CIR671, Agricultural and Biological Engineering Department, Florida Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, Université de Floride.
U. S. Environmental Protection Agency, Office of Solid Waste and Emergency Response (2003). Ecological Soil Screening Level for Iron (OSWER Directive 9285.7-69). Washington, DC : U. S. Environmental Protection Agency, Office of Solid Waste and Emergency Response.
Ressources Internet
Le Réseau de protection du consommateur du Québec. http://www.consommateur.qc.ca/
Netafim USA. Recommandations for Control of Iron. Document PDF tiré de http://www.netafimusa.com/
Régie du bâtiment du Québec (2007). L’ocre ferreuse, des réponses à vos questions. Document 2313, brochure en format PDF tiré de http://www.rbq.gouv.qc.ca/
Légende
1 Conduite de drainage.
2 Environnement drainant (pierre nette recouverte ou enrobée d’une membrane géosynthétique).
3 Isolant de la fondation.
4 Fondation.
5 Semelle de la fondation.
6 Dalle du plancher du sous-sol.
7 Sol drainé.
Figure 1 Vue en profil d’un drain de fondation typique (gracieuseté du Ministère des Ressources naturelles du Canada).
1
2
7
5
3
4
6
L’ocre ferreuse est le résultat d’une réaction chimiqueou d’un processus biologique, les deux pouvant se pro-duire individuellement ou simultanément :
RÉACTION CHIMIQUE : lorsque le sol contient du fer,celui-ci migre avec l’eau vers le drain et forme aucontact de l’air une boue d’hydroxyde de fer;
PROCESSUS BIOLOGIQUE : lorsque la ferrobactérie estprésente dans la nappe phréatique1, elle produit, à lasuite de l’oxydation du fer au contact de l’air, unemasse gélatineuse.
Lorsque le processus biologique vient s’ajouter à la réac-tion chimique, l’effet d’oxydation est considérablementaugmenté.
Le résultat de l’un comme de l’autre est la formation d’undépôt visqueux sur les parois des drains rainurés et c’estce dépôt que l’on nomme « ocre ferreuse ».
Dépôt sur les parois d’un drain de fondations
1. Nappe d’eau souterraine avec ou sans écoulement extérieur.
Le développement de ce processus est plus propicedans un sol plus aéré, comme les sols sablonneux con-tenant du silt 2, et moins propice dans un sol argileux.
LA RÉACTION CHIMIQUE OU BIOLOGIQUE EST ÉGALEMENT PLUS RAPIDE :
là où le sol est plutôt neutre (PH autour de 7);
lorsque le drain est rainuré;
lorsque les ouvertures du drain sont poinçonnées au lieud’être découpées, ce qui donne plus de prise aux dépôts;
lorsque le drain est enveloppé d’une membrane filtrante.
Sous l’action de l’ocre ferreuse, même le gravier concassé perdses propriétés filtrantes. Les sols riches en fer et en ferro-bactérie produiront des dépôts ferreux indéfiniment.
L’OCRE FERREUSE :
occasionne des dépôtsde boue gluante decouleur ocre dans lebassin de captationdes eaux pluviales etdans les fossés;
cause des dépôtsrougeâtres sur la dallede béton des sous-sols; ces dépôts déga-gent des odeurs sem-blables au soufre;
obstrue les drains agricoles; l’eau de ruissellementn’étant plus canalisée loin des fondations, elle s’infiltredans les sous-sols, à la jonction des murs de fondationet de la dalle;
obstrue les clapets antirefoulement.
Dépôt de boue gluante de couleur ocre dansle bassin de captation des eaux pluviales
Dépôts rougeâtres sur la dalle de béton des sous-sols
2. Produit de l’érosion dont le calibre se situe entre le sable et l’argile.
PEUT-ON ÉLIMINER L’OCRE FERREUSE OU EMPÊCHER LE DÉVELOPPEMENT DE LA BACTÉRIE?Le fer est présent naturellement dans lesol et il est donc peu possible de l’élimi-ner. Même en remplaçant le sol au pour-tour du bâtiment, le fer provenant dessols avoisinants migrerait à nouveau versle drain de la propriété par ruissellementnaturel de l’eau.
Pour éliminer le développement de labactérie, il faudrait faire disparaître dansle sol les deux éléments naturels quesont l’eau et l’air, ce qui n’est pas possible.
Il n’est donc pas envisageable d’empêcherla réaction chimique qui crée l’ocre fer-reuse.
COMMENT LA PRÉVENIROU Y REMÉDIER?
Avant la constructionLa vigilance est de mise s’il y a dessignes précurseurs tels que la présence,après une pluie, d’eau rougeâtre dansles fossés ou en surface. Lors de la cons-truction d’une propriété, il est recom-mandé d’effectuer auprès des voisins etde la municipalité une vérification desantécédents du voisinage concernant lerisque de formation d’ocre ferreuse.
Une évaluation des conditions existantes devrait être réaliséeavant de procéder à la construction. Cette évaluation, effec-tuée par un professionnel, établira :
le type de sol;
le PH du sol;
la présence de fer ou de ferrobactérie dans le sol;
la variation annuelle du niveau de la nappe phréatique.
Le résultat de cette évaluation permettra à l’entrepreneur deprocéder à la construction du bâtiment de façon à éviter lesimpacts de la formation de l’ocre ferreuse.
Les adaptations peuvent toucher les éléments suivants :
le niveau de la dalle de béton du sous-sol, afin de la situer au-dessus de la nappe phréatique;
le choix du drain agricole (diamètre, dimension et emplacements des ouvertures, composition);
l’emplacement de la membrane géotextile;
le type de remblai granulaire.
Si l’emplacement de la construction demeure potentiellement àrisque, il est recommandé d’aménager deux cheminées de net-toyage afin de permettre le nettoyage du drain si nécessaire.
Après la construction
La vigilance est aussi de mise s’il y a des signes précurseurs telsqu’un haut taux d’humidité au sous-sol, une inondation récenteou la présence d’eau rougeâtre dans les fossés ou en surfaceaprès une pluie.
Les correctifs possibles à apporter aux bâtiments existantsafin d’atténuer les symptômes de l’ocre ferreuse varient selonl’emplacement, mais peuvent nécessiter :
la modification de la pente du terrain;
le scellement à la jonction du mur de béton et de la dalle de béton;
l’installation de cheminées de nettoyage;
le drainage sous la dalle;
l’installation d’un enduit hydrofuge;
la pose d’une membrane d’étanchéité;
le rehaussement de la dalle du sous-sol;
la condamnation du sous-sol.
Exemple de correctif en procédant par l’extérieur Exemple de correctif en procédant par l’intérieur
Installation type de cheminées de nettoyage
PEUT-ON ÉLIMINER L’OCRE FERREUSE OU EMPÊCHER LE DÉVELOPPEMENT DE LA BACTÉRIE?Le fer est présent naturellement dans lesol et il est donc peu possible de l’élimi-ner. Même en remplaçant le sol au pour-tour du bâtiment, le fer provenant dessols avoisinants migrerait à nouveau versle drain de la propriété par ruissellementnaturel de l’eau.
Pour éliminer le développement de labactérie, il faudrait faire disparaître dansle sol les deux éléments naturels quesont l’eau et l’air, ce qui n’est pas possible.
Il n’est donc pas envisageable d’empêcherla réaction chimique qui crée l’ocre fer-reuse.
COMMENT LA PRÉVENIROU Y REMÉDIER?
Avant la constructionLa vigilance est de mise s’il y a dessignes précurseurs tels que la présence,après une pluie, d’eau rougeâtre dansles fossés ou en surface. Lors de la cons-truction d’une propriété, il est recom-mandé d’effectuer auprès des voisins etde la municipalité une vérification desantécédents du voisinage concernant lerisque de formation d’ocre ferreuse.
Une évaluation des conditions existantes devrait être réaliséeavant de procéder à la construction. Cette évaluation, effec-tuée par un professionnel, établira :
le type de sol;
le PH du sol;
la présence de fer ou de ferrobactérie dans le sol;
la variation annuelle du niveau de la nappe phréatique.
Le résultat de cette évaluation permettra à l’entrepreneur deprocéder à la construction du bâtiment de façon à éviter lesimpacts de la formation de l’ocre ferreuse.
Les adaptations peuvent toucher les éléments suivants :
le niveau de la dalle de béton du sous-sol, afin de la situer au-dessus de la nappe phréatique;
le choix du drain agricole (diamètre, dimension et emplacements des ouvertures, composition);
l’emplacement de la membrane géotextile;
le type de remblai granulaire.
Si l’emplacement de la construction demeure potentiellement àrisque, il est recommandé d’aménager deux cheminées de net-toyage afin de permettre le nettoyage du drain si nécessaire.
Après la construction
La vigilance est aussi de mise s’il y a des signes précurseurs telsqu’un haut taux d’humidité au sous-sol, une inondation récenteou la présence d’eau rougeâtre dans les fossés ou en surfaceaprès une pluie.
Les correctifs possibles à apporter aux bâtiments existantsafin d’atténuer les symptômes de l’ocre ferreuse varient selonl’emplacement, mais peuvent nécessiter :
la modification de la pente du terrain;
le scellement à la jonction du mur de béton et de la dalle de béton;
l’installation de cheminées de nettoyage;
le drainage sous la dalle;
l’installation d’un enduit hydrofuge;
la pose d’une membrane d’étanchéité;
le rehaussement de la dalle du sous-sol;
la condamnation du sous-sol.
Exemple de correctif en procédant par l’extérieur Exemple de correctif en procédant par l’intérieur
Installation type de cheminées de nettoyage
CONCLUSION
La Régie du bâtiment du Québec remercie tous ceux qui ont contribué gra-cieusement au contenu de ce dépliant en partageant leurs connaissanceset leur expertise sur le sujet.
Photos : Centre IEB, Drainages de la Capitale
www.rbq.gouv.qc.ca
CONCLUSIONLa Régie du bâtiment du Québec (RBQ) recommandeaux nouveaux acheteurs ainsi qu’aux constructeurs demaisons neuves de s’informer auprès de la municipalitéafin de vérifier si l’emplacement de la future maison estpropice à la formation d’ocre ferreuse; le cas échéant, desmesures préventives pourront être prises.
La Régie rappelle qu’on ne peut éliminer le processus deformation de l’ocre ferreuse et recommande aux proprié-taires aux prises avec celle-ci de consulter un professionnelou un entrepreneur détenant une licence RBQ appropriéequi pourra faire en sorte d’en éviter ou d’en minimiser lesimpacts.
Vous pouvez consulter les sites Internet suivants pour une information détaillée sur le sujet :
www.centreieb.comwww.expertspec.com
2313
(20
07-0
4)
RAUDREN G
Domaine d’application• drainage agricole• drainage des habitations
Matériaux• tubes PVC conformes à la norme
NF U 51-101 de juil-87 relative aux tubes annelés en polychlo-rure de vinyle non plastifié pour drainage agricole
Gamme• tubes : DN 50 à 200• accessoires et drains enrobés :
nous consulter
Généralités• tubes pré-manchonnés de cou-
leur jaune, de forme cylindrique• surfaces extérieure et intérieure
annelées• conditionnement en couronne• surface captante : 20 cm2/ml• largeur des fentes : 1,2 mm
DN Articles Désignation Diamètre intérieur en mm
Diamètre extérieur en mm
Surface captante en cm2/ml
50229802 perforé
44 50 20
229812 non perforé 0
65229822 perforé
58 65 20
229832 non perforé 0
80229842 perforé
72 80 20
229852 non perforé 0
100229862 perforé
91 100 20
229872 non perforé 0
125229882 perforé
115 125 20
229892 non perforé 0
160229902 perforé
148 160 20
229912 non perforé 0
200229922 perforé
182 200 20
229932 non perforé 0
Caractéristiques techniques
DN Articles Désignation Conditionnement
50229802 perforé couronne de 50 ou 250 m
229812 non perforé couronne de 50 ou 250 m
65229822 perforé couronne de 50 ou 150 m
229832 non perforé couronne de 50 ou 150 m
80229842 perforé couronne de 50 ou 100 m
229852 non perforé couronne de 50 ou 100 m
100229862 perforé couronne de 50 ou 100 m
229872 non perforé couronne de 50 ou 100 m
125229882 perforé couronne de 50 m
229892 non perforé couronne de 50 m
160229802 perforé couronne de 50 m
229812 non perforé couronne de 50 m
200229922 perforé couronne de 40 m
229932 non perforé couronne de 40 m
Conditionnement
Tube non perforé Tube perforé : fentes transversales réparties sur la circonférence du tube.
Division Travaux Publics : des solutions au-delà du tube
AGENCES COMMERCIALES REHAU S.A.• RENNES : Z.I. La Haie des Cognets - 35091 RENNES CEDEX 09 - Tél. 02.99.65.21.30 - Fax 02.99.65.21.60• AGEN : Z.I. Le Treil - 47520 LE PASSAGE - Tél. 05.53.69.58.69 - Fax 05.53.66.97.15• SAINT-AVOLD : B.P. 110 - 57730 VALMONT - Tél. 03.87.91.77.00 - Fax 03.87.91.32.69• LYON : 22, rue Marius Grosso - 69120 VAULX-EN-VELIN - Tél. 04.72.02.63.00 - Fax 04.72.02.63.04• PARIS : 54, rue Louis Leblanc - B.P. 70 - 78512 RAMBOUILLET - Tél. 01.34.83.64.50 - Fax 01.34.83.64.60SIÈGE SOCIAL, SERVICE TECHNIQUE, DIRECTION COMMERCIALE• REHAU S.A. - Place Cissey - 57343 MORHANGE Cedex - Tél. 03.87.05.51.00 - Fax 03.87.05.50.85
Nos conseils d’application technique, écrits ou oraux, fondés sur notre expérience et nos meilleurs connaissances, sont cependant donnés sans enga-gement de notre part. Des conditions de travail que nous ne contrôlons pas ainsi que des conditions d’application autres excluent toute responsabilité de notre part. Nous conseillons de vérifier si le produit REHAU est bien approprié à l’utilisation envisagée. Etant donné que l’application, l’utilisation et la mise en œuvre de nos produits s’effectuent en dehors de notre contrôle, elle n’engage que votre seule responsabilité. Si, malgré tout, notre responsa-bilité venait à être mise en cause, elle serait limitée à la valeur de la marchandise que nous avons livrée et que vous avez utilisée. Notre garantie porte sur une qualité constante de nos produits conformément à nos spécifications et à nos conditions générales de livraison et de paiement.
LES GÉOTEXTILES TERRAM®Ce sont des matériaux non-tissés thermoliés de filaments continus en polypropylène (70%) et en polyé-thylène (30%) certifiés ASQUAL.
Applications • voies routières, autoroutières et ferroviaires• voies piétonnes et parkings• ouvrages hydrauliques• décharges contrôlées...
LES GÉOCOMPOSITES DE DRAINAGE TERRAM®Ils sont constitués d’une géogrille en polyéthylène à laquelle est associé industriellement sur l’une de ces faces un géotextile TERRAM® traité anti-UV (B1). L’autre face peut être équipée soit d’un autre géotextile anti-UV (1 B1 ou 1 C1) soit d’un film en polyéthylène (1 BZ).
Applications• drainage vertical des murs de
soutènement et des ouvrages de génie civil jusqu’à 10 m d’en-
fouissement• drainage des eaux et/
ou des gaz en sous face ou en sur-face des dispositifs d’étanchéité par géomembrane• drainage sous remblais ou en masques drai-nant dans les travaux de ter-rassement...
Accessoires de drainage
A votre service :
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800.736 F - 154509 - 09/2004
Géotextiles anti-racines ROOTGUARDROOTGUARD & ROOTGAURD Plus sont des non-tissés thermo-liés consti-tués de filaments PP(70%) et PE(30%).ROOTGUARD limite la péné-tration des racines grâce à son procédé d’assemblage par ther-mo-étuvage. Perméable à l’eau, il est particulièrement conseillé pour les tranchées drainantes implantées à proximité d’arbres ou de plantes à fort développe-ment racinaire.ROOTGUARD Plus renforce encore plus la résistance à la pénétration des racines grâce à une enduction supplémentaire de PEHD. Il est particulièrement conseillé pour les applications ne nécessitant pas d’écran per-méable : protection des allées, voie de circulation, terrasses, réseaux techniques…
REGARD UNIVERSELCes regards en polyéthylène peuvent recevoir les collecteurs drainants RAUPLEN (DN 200 à 355). On peut lester l’élément de fond. Ils sont équipés de 4 entrées/sorties ce qui permet de limiter les problèmes de calepinage.
Nos conseils d’application technique, écrits ou oraux, fondés sur notre expérience et nos meilleurs connaissances, sont cependant donnés sans enga-
soutènement et des ouvrages de génie civil jusqu’à 10 m d’en-
fouissement• drainage des eaux et/
ou des gaz en sous face ou en sur-face des dispositifs d’étanchéité par géomembrane• drainage sous remblais ou en masques drai-nant dans les travaux de ter-rassement...
ROOTGUARD Plus
Toutes les solutions de drainage.Drains routiers et autoroutiers, ferroviaires,
agricoles et leurs accessoires.
Toutes les solutions de drainage.
Une offre complète
et performante
RAUPLEN
Domaine d’application• drainage routier• drainage autoroutier • drainage ferroviaire
Matériaux• tubes PEHD conformes à la
norme NF P 16-351 de juil-98 relative aux systèmes de cana-lisations en plastique pour drai-nage enterré (catégorie SD)
• raccords : PEHD
Rappel : norme NF P 16-351 de juil-98
Gamme• tubes : DN 100 à 355• raccords : manchons doubles,
coudes 45° et 90°, culottes de branchements 45° et 90°, accès de regard…
Généralités• tubes pré-manchonnés noirs à
paroi structurée : intérieur lisse, extérieur annelé
• tubes perforés : repérage par une bande de couleur du sens de pose
• longueur utile 6 mètres• surface captante 50 cm2/ml• largeur des fentes de 0,8 à
1,4 mm
Catégorie Applications Diamètre Rigidité annulaire NF EN ISO 9969
NDapplicable au drainage enterré normal entre 0,8 m et 2,50 m sans charges roulantes
DN 80 / 110 4 kN/m2
110 2 kN/m2
SD pour tous les autres casDN 80 / 110 8 kN/m2
110 4 kN/m2
DN Articles Désignation Diamètre intérieuren mm
Rigiditéannulaire
NF EN ISO 9969
Surface captante
en cm2/ml
100
224830 non perforé
100 8 kN/m2
(CR8) 50224840 perforé 2/3
224850 perforé 3/3
160
224860 non perforé
150 4 kN/m2
(CR4) 50224870 perforé 2/3
224880 perforé 3/3
200
105200 non perforé
198 4 kN/m2
(CR4)
-
105201 perforé 1/3 50
105202 perforé 2/3 75
105203 perforé 3/3 100
250
105250 non perforé
249 4 kN/m2
(CR4)
-
105251 perforé 1/3 50
105252 perforé 2/3 75
105253 perforé 3/3 100
300
105300 non perforé
300 4 kN/m2
(CR4)
-
224980 perforé 1/3 50
224990 perforé 2/3 75
225440 perforé 3/3 100
355
105350 non perforé
355 4 kN/m2
(CR4)
-
105351 perforé 1/3 50
105352 perforé 2/3 75
105353 perforé 3/3 100
Caractéristiques techniques
regard universel SL 400
Tube non perforé Tube perforé 1/3 :fentes transversales réparties sur environ 120° au sommet du tube.
Tube perforé 2/3 :fentes transversales réparties sur environ 220° au sommet du tube.
Tube perforé 3/3 :fentes transversales réparties sur la circonfé-rence du tube.
* les calculs hydrauliques ont été réalisés suivant la formule de MANNING-STRICKLER pour des canalisations à écoulement libre avec un exemple de coefficient K=90 (le choix de ce coefficient est à l’initiative du concepteur du projet).
Débit des tubes RAUPLEN non fendus
Désignation RAUPLEN DN 100
RAUPLEN DN 160
RAUPLEN DN 200
RAUPLEN DN 250
RAUPLEN DN 300
RAUPLEN DN 355
Diamètre intérieur en mm
100 150 198 249 300 355
Valeur de K* 90 90 90 90 90 90
Pente en mm/m Débit maxi à section pleine (l/s)
1 2 6 12 22 36 56
2 3 8 17 31 51 79
5 4 13 26 49 80 125
10 6 18 37 69 113 177
15 7 22 46 84 139 217
20 9 25 53 97 160 251
30 10 31 65 119 196 307
40 12 36 75 138 226 354
50 14 40 84 154 253 396
Conditionnement par palette
DN Nbre de barres de 6 ml
Quantité en m
Longueur en m
Largeur en m
Hauteur en m
Masseen kg
100 108 648 6,30 1,29 1,19 460
160 48 288 6,40 1,29 1,19 375
200 27 162 6,20 1,30 1,20 450
250 18 108 6,23 1,39 1,22 440
300 10 60/54 6,02 1,34 1,10 315
355 8 48 6,30 1,30 1,19 370
Propriétés mécaniques• rigidité :
peut être utilisé même sous charge roulante ou importante hauteur de couverture,
• pose à basse température :tenue aux chocs élevée,
• réutilisation des chutes :réemploi des chutes grâce aux manchons doubles,
• dimensionnement mécani-que :suivant méthode du chapitre 4 du fascicule 70-2004,
• norme :conforme à la norme NF P 16-351.
Propriétés hydrauliques• écoulement :
surface intérieure lisse, facilite l’écoulement,
• schéma des fentes :tube disponible avec fentes sur 1/3, 2/3 et 3/3 de la circonféren-ce du tube ou aussi non fendu,
• pente de pose :peut être posé avec des pentes jusqu’à 0,1% minimum.
• curage :pression de curage jusqu’à 120 bar.
• écoulement :matériau lisse peu sensible aux dépôts ce qui facilite l’écoule-ment
Propriétés chimiques• résistance chimique :
résiste aux solvants et aux sels de déneigement.
RAUPLEN, les atouts
RAUWELL
Domaine d’application• drainage routier• drainage autoroutier • drainage de terrains de construc-
tion
Matériaux• tubes PVC conformes à la norme
NF P 16-351 de juil-98, relative aux systèmes de canalisations en plastique pour drainage enterré (catégorie ND)
Rappel : norme NF P 16-351 de juil-98
Gamme• tubes : DN 80 à 250• accessoires sur demande
Généralités• tubes pré-manchonnés bleus de
forme ovoïde avec cunette plate• longueur 6 mètres• surface captante : 50 cm2/ml• largeur des fentes de 0,8 à
1,4 mm
Catégorie Applications Diamètre Rigidité annulaire NF EN ISO 9969
NDapplicable au drainage enterré normal entre 0,8 m et 2,50 m sans charges roulantes
DN 80 / 110 4 kN/m2
110 2 kN/m2
SD pour tous les autres casDN 80 / 110 8 kN/m2
110 4 kN/m2
DN Articles Désignation Diamètre intérieur en mm
Diamètre extérieur en mm
Rigidité annulaire
NF EN ISO 9969
Surface captante
en cm2/ml
90 226000 perforé 2/3 79 90 4 kN/m2
(CR4) 50
110 226010 perforé 2/3 98,5 110 4 kN/m2
(CR4) 50
160 226020 perforé 2/3 146,3 160 2 kN/m2
(CR2) 50
200 226030 perforé 2/3 192,5 209,7 2 kN/m2
(CR2) 50
250 226040 perforé 1/3 240 261,5 2 kN/m2
(CR2) 50
Caractéristiques techniques
Conditionnement par palette
Tube perforé 1/3 : fentes transversales réparties sur environ 120° au sommet du tube.
Tube perforé 2/3 : fentes transversales réparties sur environ 220° au sommet du tube.
DN Nbre de barres de 6 ml
Quantité en m
Longueur en m
Largeur en m
Hauteur en m
Masseen kg
90 120 720 6,06 1,19 0,86 350
110 120 720 6,06 1,19 1,25 415
160 56 336 6,06 1,19 1,25 350
200 30 180 6,27 1,19 1,22 360
250 20 120 6,27 1,19 1,25 350
Figure 2 Conduite de drainage dont les fentes sont obstruées par de l’ocre ferreuse (gracieuseté des Entreprises Mat inc.)
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