Le Principe

    La technique de la congélation des sols utilise le matériau de construction « sol congelé » lors de travaux de construction. Pour induire artificiellement l’état congelé, des tubes de congélation sont forés ou battus à des intervalles prédéfinis. Un fluide frigorifique flue au travers de ces tubes pour extraire la chaleur du sol environnant. Il se forme ainsi des blocs congelés cylindriques se joignant avec les blocs congelés autour des tubes voisins pour former des parois ou dalles congelées. Fondamentalement, il est possible de produire des blocs congelés de formes quelconques tant que les tubes de congélation sont introduits dans les positions adaptées. Le contrôle et la surveillance des blocs congelés s’effectue par sondes de température à l’intérieur de la zone congelée ou dans les éléments de constructions adjacents.

    Congélation à la saumure

    Dans le cas d’une congélation à la saumure, une solution saline aqueuse, généralement du chlorure de calcium, est utilisée comme agent réfrigérant. Dans la pratique, la solution de saumure est refroidie par des unités de réfrigération à des températures allant de -30°C à -40 °C puis est acheminée dans le circuit à travers des conduites isolées et des tubes de congélation. La solution de saumure froide s’écoule dans les tubes de congélation à travers les tuyaux de descente et évacue la chaleur présente dans le sol. Des corps gelés cylindriques se forment dans la partie inférieure et se connectent aux cylindres adjacents pour former des parois et des plaques.

    La géométrie du corps congelé sera déterminée par l’agencement des tubes de congélation. Dans le cas d’une congélation à la saumure, il faut tabler sur une période de 20 à 40 jours pour créer le corps congelé. L'évaluation du processus de congélation, des températures dans le corps gelé et de l'expansion du gel est effectuée à l'aide de capteurs dans des tubes de mesure de température. Les données de mesure sont stockées de manière décentralisée et sont disponibles à tout moment via une plateforme Internet. L’ingénierie exclusive des systèmes de la société est complétée par des tours de réfrigération, des réservoirs de saumure, des pompes et des pipelines pré-isolés.

    Les avantages économiques de la congélation à la saumure par rapport au système à l'azote se manifestent par des volumes importants de corps gelés et des durées de conservation prolongées. Les alternatives économiques consistent à créer le corps gelé avec de l'azote et à changer l'alimentation de refroidissement pour le temps de maintien dans un givrage à la saumure.

    Congélation à l’azote

    La congélation à l'azote utilise de l'azote liquéfié cryogénique à une température de -196 °C comme agent réfrigérant. Des camions-citernes spécialement équipés acheminent l'azote liquide vers le site de construction, où il est temporairement stocké dans des installations pour réservoirs isolés sous vide. L'azote liquide s'écoule par des canalisations isolées vers les tubes de congélation et par un tuyau de descente vers le tuyau le plus profond. Il s'évapore lorsqu'il sort du tuyau de descente, retourne à travers le tube de congélation, est collecté dans les tuyaux d'échappement et rejeté dans l'atmosphère sous forme gazeuse au niveau de la tour d'échappement.

    Pendant l'évaporation, l'azote élimine la chaleur du sol. Il se forme des corps congelés. Les électrovannes dosent l'azote à température contrôlée pour chaque tube de congélation, ce qui crée un corps en gel personnalisé. L'évaluation du processus de congélation, des températures dans le corps gelé et de l'expansion du gel est effectuée à l'aide de capteurs dans des tubes de mesure de température.

    Les données de mesure sont stockées de manière décentralisée et sont disponibles à tout moment via une plateforme Internet. Les avantages de la congélation à l'azote par rapport au système à la saumure résultent d'un temps de mobilisation court et d'un temps de congélation convenable (généralement de 3 à 7 jours). L'azote est un consommable. Son utilisation économique se traduit par un volume de gel réduit et des temps de maintien courts. Après le processus de congélation par l'azote, il est possible d’opérer une conversion vers un système à la saumure.

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