◊ La congélation des sols est utilisée régulièrement en travaux publics et miniers dans le double but d'assurer un renforcement et une étanchéité parfaite lors d'excavations souterraines, pour des puits, des galeries et plus rarement des fouilles urbaines.

◊ Le principe de la congélation des sols est de transformer l'eau interstitielle en glace, assurant ainsi une liaison étanche et résistante entre les grains du terrain.

◊ Les caractéristiques essentielles du procédé par rapport aux autres techniques de soutènement ou de traitement de sols sont :

-  Le caractère provisoire du traitement, il n'y a donc pas de modification permanente du sous-sol et de l'hydrologie naturelle ;
-  La technique est applicable à tous les terrains aquifères, ou humides. Certaines applications prévoient même l'injection d'eau lorsque le terrain est hors nappe ;
-  L'étanchéité obtenue est complète, ce qui élimine les problèmes de pompage, traitement des eaux et de rabattement éventuels extérieurs.

◊ Deux méthodes sont utilisées pour la congélation des sols :

-  La méthode à détente directe en circuit ouvert. Le fluide réfrigérant est un liquide frigorigène (azote liquide). Les frigories proviennent d'une part de la chaleur d'ébullition du liquide, et d'autre part du réchauffement du gaz (de -196°C à environ -80°C pour l'azote) ;
-  La méthode à double échange en circuit fermé (avec groupe frigorifique). La congélation du sol est assurée par la circulation d'un fluide à basse température (eau salée à -25°C). Cette saumure est elle-même refroidie au travers d'un évaporateur par un fluide frigorigène (ammoniac, fréon) passant de l'état liquide à l'état gazeux (avant d'être re-comprimé et liquéfié dans un condensateur).

◊ Le fluide frigoporteur (azote, saumure) circule dans des tubes installés tous les mètres environ dans le terrain à congeler. Le froid se propage radialement depuis ces tubes, et lorsque les cylindres congelés se rejoignent, on obtient un mur ou une masse étanche et résistante.
La mise en froid dure de quelques jours à l'azote liquide à quelques semaines à la saumure. Pour des longues durées, l'entretien de la congélation est en général plus économique à la saumure (consommation électrique) qu'à l'azote (consommation d'azote).

◊ Les résistances du sol gelé augmentent lorsque la température descend, et peuvent aller, pour une température de -10°C, de 2.5 MPa pour un limon à 11.5 MPa pour un sable.

◊ La congélation se déroule en deux phases :

Phase de mise en froid :courte (4 jours environ) jusqu’à atteindre le critère de congélation fixé.
Phase de maintien :dure le temps des travaux.

◊ Les applications aux tunnels sont nombreuses :

Bloc congelé entre deux tunnels pour réaliser une galerie de liaison ;
Bloc contre un puits d'accès pour assurer le départ d'un tunnelier ;
Jonction entre deux boucliers de tunneliers arrivant au même point ;
Réalisation de niches ;
Protection pour le passage d'une galerie sous les bâtiments ou voies ferrées ;
Etc...

◊ Il existe toirs méthodes:

• la méthode ouverte, à l'azote liquide
• la méthode fermée, à la saumure
• la méthode dite combinée