CH423340A

CH423340A - Procédé pour prévenir l'érosion de la surface exposée de masses de matières solides divisées, notamment de la surface des sols

Info

Publication number: CH423340A
Application number: CH127364A
Authority: CH
Inventors: Alfred Bennett Donald
Original assignee: Int Synthetic Rubber
Priority date: 1963-02-06
Filing date: 1964-02-04
Publication date: 1966-10-31
Also published as: MY6600108A; DE1300724B; BE643304A; SE326065B; AT248348B; DK123381B; GB1007671A; NL6400991A; FI41332B; NL127735C; US3310909A; OA00021A; ES296155A1

Description

Procédé pour prévenir l'érosion de la surface exposée de masses
de matières solides divisées, notamment de la surface des sols
La présente invention a pour objet un procédé pour prévenir l'érosion de la surface exposée de masses de matières solides divisées, notamment de la surface des sols.

L'érosion des sols est un phénomène que l'on rencontre dans un grand nombre de cas : elle est accélérée par l'action du vent, de la pluie, et est aggravée lorsque le sol est de mauvaise cohérence ou se tient mal . Sur les surfaces désertes, le sable soufflé par le vent interfère avec toutes les formes de transport et de navigation en surface. La surface détachée ou inconsistante est soufflée par le vent et trouble la germination des semences de plantes. De même les courants d'eau formés par les chutes de pluie sur des sols peu perméables entraînent leur surface et peuvent éventuellement miner des surfaces appréciables des sols et dégrader les récoltes dans un temps très court.

Même dans les climats tempérés où les sols sont des croûtes humides d'argile, de limons et de sables, résultant d'une humidification initiale suivie d'un séchage sous la chaleur du soleil, il peut se produire un échange des gaz et des vapeurs du sol avec l'air.

Ce phénomène est désigné en anglais sous le nom de soil capping , c'est-à-dire vs chapage du sol o.

Lorsque l'on exécute des tranchées, remblais ou canaux, de grandes surfaces inclinées de sol, ou talus, nues, sont exposées aux intempéries. Des sols insta- bles doivent être l'objet d'une surveillance considérable avant qu'un état de plantation prospère puisse être assuré.

Il est désirable aussi de protéger la surface des stocks de matières minérales, belles que le charbon ou le minerai de fer et la surface des déchets dans les exploitations de minéraux ou minerais ainsi que les cendres de charbon brûlé dans les centrales, afin d'éviter la perte sous l'effet du vent et de l'érosion par la pluie, qui sont à la fois des inconvénients et une source potentielle de sérieuses pertes de matériau.

Pour résoudre ces problèmes, on a proposé de fixer la poussière avec de l'eau et de pulvériser les faces fortement inclinées des talus de tailles fraîches avec des émulsions de bitume qui sont désagréables à manipuler et qui donnent des dépôts peu esthéti- ques. Les dunes de sable, spécialement dans les zones côtières, ont été plantées de marram grass x qui fournit un ancrage permanent de premier ordre pour le sable, mais de nombreuses difficultés ont été rencontrées pour obtenir une germination convenable de l'herbe à cause du vent et de l'érosion par l'eau.

Le labourage avec du fumier de ferme et de la paille est un procédé de stabilisation du sol qui demande beaucoup de temps et peut présenter des dif- ficultés sur les surfaces difficilement accessibles. Son action stabilisante sur le sol est longue à se dévelop- per : son coût élevé ne justifie son utilisation que sur des terres qui peuvent fournir une récolte ali- mentaire.

On a également proposé de traiter le sol par pul vérisation de sa surface avec de l'huile. Cependant, cette méthode présente le sérieux inconvénient qu'il ne se produit pas un film cohérent. Le taux de stabilisation obtenu est minime et, de plus, les surfaces traitées à 1'huile restent gluantes pendant de longues périodes.

D'autre part, on connaît par le brevet anglais No 910974 l'utilisation du latex de caoutchouc, sans aucune addition d'huile ; ce procédé, qui donne une stabilisation efficace de la surface du sol traité, est coûteux et nécessite l'addition d'un contre-péné- trant pour obtenir une pellicule ayant un degré de porosité correct.

Dans l'industrie du caoutchouc, on ajoute couramment des huiles minérales au caoutchouc naturel ou synthétique pour obtenir des produits de plus fai- ble prix et possédant des propriétés modifiées. Il a été découvert que, en utilisant un latex étendu d'huile, c'est-à-dire en présence simultanément de caoutchouc et d'huile, on pouvait obtenir un degré approprié de stabilisation de sol à un prix raisonnable.

Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on applique sur la surface exposée à l'érosion un latex d'un caoutchouc étendu d'huile (comme dé- fini ci-après). De préférence, le latex est appliqué par pulvérisation.

Le terme caoutchouc étendu d'huile , tel qu'il est employé ici, désigne un produit obtenu en mélan geant du caoutchouc naturel ou synthétique avec une huile compatible de façon telle que 1'huile soit absorbée par le caoutchouc. La proportion huile/caout- chouc et le type d'agent émulsifiant présent peuvent être choisis pour convenir à une constitution quelconque de sol. L'huile peut être mélangée directement avec le caoutchouc sous forme de miettes sèches ; on peut aussi mélanger une émulsion d'huile avec le latex de caoutchouc. Ce sont là deux exemples de techniques possibles pour la combinaison de la gomme et de l'huile, mais il en existe de nombreuses autres.

Les huiles qui peuvent être employées peuvent être des huiles minérales hautement raffinées, incolores, lorsque des pellicules très faiblement teintées sont requises ; les huiles peuvent aussi être foncées, relativement brutes, ou encore contenir des huiles bitumineuses, quand le prix est le facteur principal et quand une surface sombre est désirée afin d'aug- menter l'absorption de la chaleur.

En pratique, on préfère les huiles minérales. Les huiles aromatiques et naphténiques sont particulièrement efficaces, mais de nombreuses huiles combusti- bles et lubrifiantes conviennent également. Selon la présente invention, la proportion d'huile est comprise en général entre 50 et 1000 parties d'huile, en poids, pour 100 parties de caoutchouc, mais d'autres proportions de caoutchouc et d'huile peuvent convenir.

Une proportion particulièrement satisfaisante est de 9 parties d'huile minérale pour une partie, en poids, de caoutchouc.

Comme exemple de caoutchouc synthétique approprié, on peut citer un caoutchouc styrène-butadiène d'usage général, contenant 23 ouzo de styrène combinés avec c 77 O/o de butadiène-Les caoutchoucs synthétiques ayant d'autres proportions de styrènebutadiène peuvent être utilisés. Le styrène et le butadiène peuvent être remplacés sans inconvénient par d'autres monomères ; par exemple des copolymères d'acrylonitriTe et d'isobutylène peuvent être utilisés.

L'utilisation de copolymères à forte teneur de styrène étendus par l'addition d'huile est particulièrement avantageuse puisque les polymères sont très cassants en l'absence d'huile. Le procédé suivant la présente invention peut être mis en oeuvre avec des homopolymères de butadiène ou de styrène étendus d'huile.

La pulvérisation d'un latex d'un caoutchouc naturel ou synthétique étendu d'huile, sur un sol ou une surface similaire produit une pellicule ou couverture qui devient plus permanente après évaporation de l'eau. La pellicule ou couverture adhère aux particules du sol. Selon les teneurs en solides du latex et/ou de la quantité de latex appliquée, la pellicule peut être sensiblement continue et peut être soit imperméable, soit poreuse à l'humidité.

La présence de l'huile augmente la permanence et la flexibilité de la pellicule caoutchouteuse. Les pellicules d'huile pure restent très collantes, mais quand du caoutchouc est présent, elles sont virtuellement juste assez collantes pour donner une pellicule cohérente qui s'attache bien aux particules du sol. L'huile contenue permet de former une pellicule supérieure de caoutchouc qui a une résistance à l'eau améliorée mais qui peut être déposée de façon telle que sa porosité à l'eau de pluie puisse être prédéterminée.

Les applications du procédé selon l'invention peuvent être très variées. Par pulvérisation d'une surface sableuse avec le latex de caoutchouc étendu d'huile, une pellicule flexible peut être produite qui sert de moyen pour arrêter la croissance des soufflures causées par l'érosion due au vent. La pellicule est d'une telle flexibilité qu'elle s'adapte aux changements naturels de forme de la surface du sol mais qu'elle peut en même temps lier les grains de sable dans une peau.

Quand elle est utilisée de cette manière, la pellicule peut aussi agir comme une aide pour la recolonisation de la végétation car il n'y a pas d'effets adverses sur la germination ou sur l'émer- gence des graines, par exemple de laitues, d'oignons, de navets, Ide pois, de fèves et de graines de gazon.

La pellicule est ordinairement perméable à 1'eau de pluie pour permettre la germination ou la croissance continue des plantes déjà présentes dans le sol. Dans d'autres cas, l'imperméabilité à l'eau, mais la diffusion des gaz sont requises. De telles conditions sont réalisables par un choix convenable de la viscosité, de la teneur en solides, de la formule du latex de caoutchouc étendu d'huile, de l'humidité contenue dans le sol et du taux d'application du latex.

Le taux d'application d'une proportion de 9 : 1 parties en poids d'huile par rapport au latex de caoutchouc peut être d'environ 40-50 g par mètre carré, mais des quantités de 300 g par mètre carré et davantage peuvent être utilisées en cas de besoin.

Les latex de caoutchouc synthétiques contiennent généralement des émulsifiants solubles dans l'eau, des produits tampons ou stabilisants et d'autres compo ses qui peuvent contribuer d'une manière importante à l'état nutritif du sol traite malgré le drainage ou l'évaporation de la phase aqueuse après rupture de l'émulsion.

Des stabilisants non ioniques peuvent être inclus dans 1'eau avant émulsification de 1'huile pour éviter la séparation de 1'huile pendant une longue période de repos. Les émulsifiants appropriés sont les émulsifiants non ioniques tels que la caséine et le Texofor FX 51 , qui est un condensat d'alcoyl phénol et d'oxyde d'éthylène fabriqué par Glovers (Chemicals)
Ltd, Leeds. La phase aqueuse est un véhicule approprié pour d'autres éléments nutritifs des plantes stimulant la croissance de la végétation.

Il a été constaté que le latex de caoutchouc étendu d'huile était un véhicule avantageux pour les pesticides sous forme d'huile soluble et pour des charges telles que le noir de carbone, la craie, le kaolin, les cendres de carnaux et autres conditionnants et colorants. Par pesticides, on comprend à la fois les insecticides et les fongicides. Par un choix approprié d'huiles colorées de couleurs sombres ou claires, on obtient un effet plus ou moins grand d'absorption de chaleur par le sol traité. Les tue-herbes solubles dans 1'eau peuvent aussi être utilisés.

Le latex peut être utilisé dans les déserts et sur les sols qui ont été privés de produits organiques par la surproduction.

Certains types de sols peuvent être cultivés après un bon labourage pour semailles mais subissent un effondrement de structure pendant la pluie ; il en résulte que la surface devient dure, plate et relati- vement imperméable aux gaz, à la vapeur d'eau et à la pluie. Ces phénomènes, connus sous le nom de croûtage du sol, empêchent une saine croissance des plantes. Un sol en état peut être cultivé, ensemencé puis vaporisé avec le mélange de latex de manière à former une pellicule liante autour des particules sur la couche supérieure du sol. Ceci diminue les effets d'impact des gouttes de pluie et préserve la texture des ouvertures poreuses, en permettant à l'eau et à l'air de pénétrer librement jusqu'aux semences et racines des plantes.

Ce mode de stabilisation-des sols peut être étendu aux stocks de matières minérales, telles que le charbon et le minerai de fer, ainsi qu'aux déchets de minéraux tels que les cendres de fours. Une pellicule de latex de caoutchouc étendu d'huile, vaporisée sur ces matières protégera contre les pertes dues au souffle du vent et à l'érosion par la pluie.

Les latex de caoutchouc étendus d'huile des types ci-dessus mentionnés sont relativement bon marché et facilement disponibles.

Il y a lieu de noter que, plus est grande la proportion d'huile dans le total des solides , meilleur marché est le latex et par suite le traitement du sol et des surfaces similaires pour éviter l'érosion et améliorer la texture de ceux-ci.

Le latex peut être pulvérisé en utilisant un pulvérisateur à dos, mais le moyen le plus économique et efficace d'appliquer le mélange en masse consiste à utiliser un hélicoptère ou autre avion léger convenablement équipé pour une distribution au taux d'au moins 60 g/mètre carré. Le latex est à la fois stable en transit et peut être aisément pompé par de nombreux équipements usuels.

Des buses en laiton peuvent être utilisées pour une pulvérisation correcte continue de plus de 400 heures.

Quand le profil du terrain est tel que de petites dunes et des dépressions se présentent en étroite proximité les unes des autres, ce qui constitue ainsi des pièges pour la pulvérisation par voie aérienne, on pulvérise de préférence avec des tracteurs.

Une émulsion d'huile à 50 ouzo de composants solides a été utilisée dans les exemples ci-après et a été préparée comme suit : 88 parties en poids d'acide oléique ont été mélangées avec 1000 parties d'huile Sundex 1585 (fabriqué par la. société dite : Sun
Oil Company) et chauffées à 600 C. On a dissous 20 parties d'hydrate de potassium dans 892 parties d'eau. L'huile chaude a été versée dans la solution d'hydrate de potassium, dans le tourbillon créé par un agitateur du type à turbine afin de produire une émulsion qui reste stable durant plusieurs jours et puisse être mélangée en toutes proportions désirées avec un latex de caoutchouc.

Pour éviter, au cours d'un long magasinage, la séparation de l'huile en phase de suspension, on peut-dissoudre 20 parties de Texofor TX 51 comme stabilisant non ionique dans 1'eau avant l'émulsification.

Exemple 1
Un latex de caoutchouc étendu d'huile, mélange pour pulvérisation constitué de latex de caoutchouc Intol 1570 (Intol est la marque de fabrique de la société dite International Synthetic Rubber Company Limited , qui est un caoutchouc synthétique de styrène-butadiène dont le copolymère contient approximativement 23,5 /o de styrène et 76,5 /o de butadiène, le caoutchouc dans le latex avait une viscosité Mooney d'approximativement 125 ML4 à 100 C), le caoutchouc et l'huile aromatique étant en proportions égales, mesurées sur la base du poids sec,

a été préparé avec une teneur en solides égale à 5 /o. La pulvérisation a été faite sur une surface de sol au taux d'environ 36 g/m2 de solides, sur lequel sol d'une pelouse de propriété un mélange de graines avec un peu de sol tamisé a été diffusé.

Une même surface de sol ensemencée avec le même mélange semence/sol a été laissée non traitée.

Les deux surfaces ont reçu d'égales quantités d'eau de temps en temps. La germination du gazon a été constatée d'abord sur le sol traité où, par la suite, ont poussé de plus longs brins.

Exemple 2
Un mélange de pulvérisation de constitution similaire à celle utilisée dans l'exemple 1 a été pulvérisé sur le sable au taux de 72 g/m2 de solides et on 1'a laissé sécher durant trois jours. Le sable a alors été soumis à une pluie artificielle équivalant à 5 cm par heure durant un quart d'heure. Alors que le sable non traité était lavé tout autour par la pluie artificielle, la pellicule d'huile et de caoutchouc a retenu le sable dans sa condition initiale.

Exemple 3
Un mélange de latex de caoutchouc Intol 1570 et d'huile aromatique foncée (contenant 100 parties en poids de caoutchouc sec et 100 parties d'huile) a été pulvérisé sur la surface d'un tas de cendres de carnaux au taux de 96 g de solides par mètre carré de surface exposée. On a obtenu une pellicule continue d'huile/caoutchouc qui a résisté à Faction du vent et de la pluie de ruissellement et à l'entraîne- ment au loin des fines particules de cendres.

Exemple 4
Une mincepelliculeoucouvertureimperméable à 1'eau a été réalisée sur une surface de sable par application d'un latex de caoutchouc étendu d'huile à une concentration de 20 /o de solides (contenant 100 parties en poids de caoutchouc sec et 200 parties d'huile) avec un bidon d'arrosage.

Exemple S
Une mince pellicule ou couverture imperméable à l'eau a été réalisée sur la surface rugueuse d'un tas de matières végétales couvert avec une couche de fumier, comme il est usuel pour préparer un tas de compost par pulvérisation avec un bidon d'arrosage.

Le mélange pulvérisé contenait 25 oxo de solides et était composé de 100 parties en poids de caoutchouc sec et de 100 parties d'huile. La pellicule ou couverture a diminué l'évaporation d'eau du tas et le pourrissement de la matière végétale a été obtenu rapidement.

Exemple 6
L'exemple 1 a été répété avec cette différence que le rapport en poids du latex de caoutchouc Intol 1570 à l'huile aromatique était de 1 : 9.

Des résultats similaires ont été obtenus.

Exemple 7
L'exemple 1 a été répété avec cette différence que le rapport en poids du caoutchouc vs Intol 1570 à 1'huile aromatique était de 1 : 19. Des résultats similaires ont été obtenus.

Exemple 8
Un sol contenant une forte proportion de silice et sujet à la formation de croûtes après la pluie et la sécheresse consécutives, a été pulvérisé avec un mélange d'huile et de caoutchouc dans la proportion de 300parties d'huile pour 100parties de caoutchouc en poids. Le mélange était à la concentration de 30 /o par rapport à la matière non aqueuse et a été appliqué au taux de 0,2 litre par mètre carré sur la surface du sol après un labourage soigneux.

Une lourde pluie d'orage au taux de 5 cm par heure durant deux semaines d'application n'a pas dérangé la surface du sol et les miettes sont Testées distinctes.

L'eau de pluie a été rapidement drainée dans le sol mais n'a pas été drainée au loin sur le sol non traité.

Exemple 9
Une pellicule mince de caoutchouc étendu d'huile e a été appliquée au taux de 14 g de matière non aqueuse par mètre carré avec une suspension de 200 parties d'huile pour 100 parties de caoutchouc à 5 /o de concentration à un sol argileux ayant été soumis à une surproduction, et qui avait perdu sa structure et présentait une mauvaise couverture. La germination de pois et de betteraves a été améliorée de façon marquée sur la surface traitée. Après culture du sol, une structure améliorée a été obtenue.

Exemple 10
Le sol de marne crayeuse d'un champ a été pulvérisé avec le latex décrit dans l'exemple 8 mais avec 1 partie de noir de carbone dispersé ajoutée à chaque ensemble de 100 parties de solides non aqueux. Les thermomètres logés dans le sol au-dessous de la pellicule ont accusé une augmentation de température de 1 à 20 à 10 cm de profondeur, par rapport au sol non traité.

La récolte de betteraves à ! sucre faite sur le sol traité a été améliorée sur la surface où la pelli- cule noire a été appliquée
Exemple 11
Un terrain de sol en talus, avec une croûte natu- relle a été pulvérisé avec un mélange contenant une concentration à 25 ouzo de matière constituée de 5 parties d'huile pour 1 partie de caoutchouc.

Dans cet exemple, l'émulsion d'huile était préparée comme il a été décrit dans les autres exemples, mais l'huile utilisée était une huile vendue par B. P.

Company ayant un poids spécifique de 0,997 à lao, une viscosité cinématique de 137 c. s. à 380 C, un indice de réfraction de 1,56, une acidité totale de 1,1, un indice de couleur de 8 A. S. T. M. et un contenu aromatique de 75 /o. 56 g de matière sèche ont été appliqués par mètre carré. Après une légère chute de pluie, l'absorption par rapport au sol non traité a été augmentée de 30"/o à 70"/o de la chute de pluie mesurée.

Dans les conditions du laboratoire, une chute d'eau sur la croûte non traitée a pénétré la croûte en 30 secondes. Là où la pellicule la été déposée, l'eau de chute est restée à la surface durant 3 heures.

Exemple 12
Un mélange d'huile et de caoutchouc sous forme d'émulsion et avec une proportion huile/caout- chouc de 1, a été mélangé avec une solution d'am- monium quaternaire tue-herbes sélectif. Le même dommage aux herbes était causé par le tue-herbes contenant du mélange de latex et par le tue-herbes utilisé seul.

Exemple 13
Un mélange contenant l'huile et le caoutchouc en parties égales a été pulvérisé sur les cotés et sur le fond d'un ravin au taux de 112 g de solides par mètre carre d'un mélange de pulvérisation concentré.

Quand il a pu sécher, le latex a fourni un canal à l'épreuve de l'eau avec des côtés stabilises constituant un conduit d'eau efficace.

Claims

REVENDICATION Procédé pour prévenir l'érosion de la surface exposée de masses de matières solides divisées, no tamment de la surface des sols, caractérisé en ce que l'on applique sur ladite surface un latex d'un caoutchouc étendu d'huile.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le latex est appliqué par pulvérisation.

2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que la quantité d'huile est comprise entre 50 à 2000 parties, d'huile en poids pour 100 parties de caoutchouc, de préférence dans le rapport en poids de 9 parties d'huile par partie de caoutchouc.

3. Procédé selon la revendication ou la sousrevendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'huile est une huile minérale.

4. Procédé selon la revendication ou la sousrevendication 1 ou 2, caractérisé en ce que 1'huile est à prédominance aromatique.

5. Procédé selon la revendication ou la sousrevendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'huile est à prédominance naphténique.

6. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le caoutchouc est un caoutchouc styrènebutadiène contenant pratiquement 23 ouzo de styrène combiné et 77 /o de Ibutadiène.

7. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le latex est appliqué à raison de plus de 300 g par mètre carré.

8. Procédé selon la sous-revendication 7, caractérisé en ce que le latex est appliqué en quantités de 40 à 50 g par mètre carré.