Études de cas utilisant la géomousse EPS pour l'exploitation minière et l'énergie

Jan 30, 2024

Caractéristiques | 1 août 2018 | Par : Sean O'Keefe

Les complexités de l’environnement bâti repoussent continuellement les limites de l’ingénierie et de la construction. Pour les zones construites en infrastructures avec des sols sujets aux tassements ou d’autres conditions géologiques dangereuses, il est essentiel de constituer une équipe d’experts pour planifier les défis. Les industries telles que les mines, le pétrole et le gaz, ainsi que les services publics, doivent souvent creuser dans la terre et la roche pour construire des tunnels, des pipelines et des conduits (Figure 1). Dans les zones aux conditions géologiques instables, ces travaux deviennent de plus en plus dangereux, tant lors de la construction que lors de leur utilisation quotidienne. De même, les constructeurs de tout le pays doivent tenir compte du tassement des sols, de l’érosion des remblais et des environnements humides. Les propriétaires, les constructeurs et les concepteurs confrontés à ces défis se sont souvent appuyés sur la géomousse.

En 2012, une société minière confidentielle souhaitait ériger un bâtiment de stockage au-dessus d'un ensemble de tunnels miniers existants dans la chaîne rocheuse de Wasatch, à l'extérieur de Salina, dans l'Utah, à 225 km au sud de Salt Lake City. Les tunnels, qui se trouvaient en moyenne à 3,66 m sous le niveau du sol, étaient utilisés pour les lignes de ceinture et les camions transportant des équipements, des personnes et des matériaux dans et hors des mines. Lors de la conception, les calculs structurels ont révélé que les tunnels existants ne supporteraient pas le poids du nouveau bâtiment de stockage.

« Les situations minières sont particulièrement critiques pour de nombreuses raisons », a déclaré Terry Meier, spécialiste des géomousses chez ACH Foam Technologies.

Meier a travaillé avec la société d'ingénierie de conception pour identifier la meilleure solution pour le projet. Après avoir examiné les systèmes structurels de micropieux et de poutres, l'équipe a déterminé que la solution la plus rapide et la plus simple serait de construire une base en géomousse de polystyrène expansé (PSE) comme plate-forme pour le nouveau bâtiment au-dessus des tunnels (Figure 2).

"Nous avons créé une barrière structurelle entre les tunnels et le bâtiment", a déclaré Meier. La barrière était constituée de 28 000 pieds cubes (792,87 m3) de géomousse EPS installée à 8 pieds (2,44 m) de profondeur et 80 pieds (24,38 m) de longueur en deux couches. Une section de 6 pieds (1,83 m) de profondeur et 50 pieds (15,24 m) de longueur a été empilée directement au-dessus du tunnel, suivie d'une dalle de répartition de charge en béton de 6 pouces (15 cm) pour soutenir le bâtiment de stockage, efficacement éliminant les impacts structurels sur les tunnels situés en dessous.

Un projet dans les montagnes de Little Cottonwood Canyon, à l’extérieur de Salt Lake City, dans l’Utah, présentait un défi complètement différent. Tout comme la menace d’effondrement structurel, les dangers des chutes de pierres sont bien compris dans les travaux miniers où les tunnels pénètrent dans une paroi rocheuse ou une falaise abrupte. Dans le cas du site de Little Cottonwood Canyon, une voûte construite à l'intérieur d'une montagne de granit massif, l'entrée de la voûte était elle-même vulnérable aux chutes de roches d'en haut.

"L'entrée de la voûte est située au pied d'une grande paroi rocheuse", a expliqué Meier. « Même un rocher de quelques centimètres de large s’écroulant et s’écrasant contre l’entrée du bâtiment pourrait entraîner des dommages structurels. »

Meier a travaillé avec l'entreprise de construction pour construire une barrière de protection en géomousse au-dessus de l'entrée. Ensemble, ils ont développé une couche de protection dense, pouvant atteindre 4,57 m d'épaisseur dans les zones présentant la plus forte probabilité de chute de pierres. Un matériau de géogrille a été placé entre chaque couche de géomousse et recouvert d'une couche de gravier de 6 pouces (15 cm) et d'une couche de sol de 12 pouces (30 cm). Ce coussin en géomousse fonctionne conjointement avec le toit en béton armé de 20 pouces (51 cm) d'épaisseur du bâtiment pour protéger l'entrée de l'impact d'un rocher d'un diamètre allant jusqu'à 36 pouces (91 cm) tombant d'une distance de 60 pieds (18,29 m) (Figure 3).

« Notre rôle est d'aider les ingénieurs et les constructeurs à comprendre les propriétés de la géomousse EPS, puis à relever leurs défis spécifiques », a déclaré Meier.

Protéger un surplomb des chutes de pierres et un tunnel de l’effondrement structurel sont deux défis d’ingénierie minière très différents. Les conseils techniques permettent de garantir que les ingénieurs sélectionnent des qualités qui répondent à des exigences structurelles spécifiques et que les blocs de géomousse sont configurés efficacement pour éliminer les déchets.