Medusoil, spin-off de l'EPFL, a testé avec succès son procédé de stabilisation de sol sur des falaises sujettes à l'érosion de surface. La solution à base de biominéraux de l'entreprise peut être utilisée pour stabiliser les sous-sols sableux et graveleux afin de protéger les infrastructures environnantes. C'est une alternative durable et simple d'utilisation aux fluides industriels dont la production et l'utilisation peuvent être nocives pour l'environnement. La startup est maintenant prête à augmenter la production.

Érosion des sols, glissements de terrain, l'élévation du niveau de la mer et d'autres conséquences de conditions météorologiques extrêmes peuvent affaiblir le sol qui entoure les infrastructures. Afin de maintenir leur intégrité structurelle, le sous-sol doit souvent être stabilisé. Solutions existantes, qui utilisent couramment du ciment, chaux ou résines industrielles, n'assurent pas nécessairement une stabilité à long terme et ont souvent un effet dangereux sur la qualité du sol avec des microplastiques et des substances toxiques ou en élevant l'alcalinité des eaux souterraines au-dessus des niveaux acceptables.

Médusoil, une spin-off de l'EPFL, est la première entreprise au monde à développer une solution de stabilisation des sols qui exploite et accélère un processus naturel :elle génère de la calcite minérale, un liant puissant qui durcit le sol au niveau microscopique. La solution est rapide, bon marché et consomme peu d'énergie. L'entreprise a testé avec succès sa technique sur l'érosion des falaises du canton de Vaud. Elle a également mis en place une unité de production en série de son agent de stabilisation des sols ainsi qu'une unité d'injection mobile pouvant être expédiée sur les chantiers.

Utilisation de micro-organismes comme agent déclencheur

S'inspirant de la nature, le processus de minéralisation crée des cristaux de calcite, qui lient fermement les particules de gravier ou de sable entre elles. Pour l'agent déclencheur, les chercheurs ont utilisé des micro-organismes Sporosarcina pasteurii, qu'ils ont lyophilisés pour une manipulation plus facile. Lorsqu'il est combiné avec des molécules d'urée, les micro-organismes libèrent du carbonate, qui se lie au calcium pour former des cristaux. Les cristaux s'attachent aux particules dans le sol et grandissent en nombre et en taille, atteignant dans certains cas plusieurs centaines de micromètres de diamètre. Uréase, une enzyme libérée dans le cadre du processus digestif du micro-organisme, accélère la réaction, ce qui en fait 1, 000 fois plus rapide que dans la nature. Et le produit final est obtenu en quelques jours, voire quelques heures.

Tests en conditions réelles

L'équipe Medusoil a proposé les compositions de fluides les plus prometteuses au Laboratoire de mécanique des sols de l'EPFL, puis a commencé à les tester en conditions réelles en 2018. L'un des projets pilotes consistait à renforcer une falaise de grès devenue instable en raison de la surface l'érosion causée par le vent et le ruissellement des pluies qui ont affecté les fines particules du sol. « Lors de ces tests, nous avons pu consolider le sol dans la zone cible et le rendre plus dense, améliorant ainsi sa stabilité, " dit Dimitrios Terzis, le PDG de l'entreprise. Les résultats des tests ont été corroborés par des mesures géophysiques, y compris les relevés sismiques, où les ondes de choc envoyées à travers le sol ont voyagé presque deux fois plus vite après le processus de minéralisation (voir figure 1). C'est une indication claire que le sol est plus compact et moins susceptible d'être endommagé en cas de tremblement de terre.

La solution de Medusoil est facile à appliquer. Le mélange de minéralisation est injecté dans le sol à intervalles réguliers par des tubes. Il réagit au contact du calcium pour former de la calcite, le composant principal de nombreux types de roches sédimentaires, en dessous de la surface. Les résultats sont déjà visibles quelques heures plus tard. Le processus peut également être adapté aux besoins des projets de renforcement des sols et de construction. De petites quantités de calcite génèrent une résilience suffisante des particules pour résister aux contraintes de cisaillement causées par un tremblement de terre majeur; ils peuvent également stabiliser les pentes ou renforcer les fondations existantes. Avec des niveaux plus élevés de calcite, les biominéraux peuvent servir de matériau de construction ou être utilisés pour l'imperméabilisation des sols.