Étude des propriétés hydriques et des mécanismes d ... - sacre

Chapitre 3 : Etude des propriétés hydriques
simplificatrices que la porosimétrie au mercure. Les avantages principaux de cette méthode comparée
à la porosimétrie au mercure sont que le diamètre minimal d’investigation est beaucoup plus petit vu
les plus fortes succions pouvant être générées (théoriquement 1,4 nm contre 6 nm) et surtout que le
problème de l’effet "bouteille d’encre" est grandement diminué vu que l’intrusion du fluide (qui est
mouillant) se fait uniformément dans tout l’échantillon et non selon un chemin de pénétration qui
imposerait de traverser une certaine gamme de pores pour accéder à une autre (cf. paragraphe 2.3.2 du
chapitre I). Mais l’inconvénient principal est que cette méthode demande énormément de temps si l’on
veut un nombre suffisant de points de mesure. Les distributions porales déterminées à partir de la
courbe de rétention d’eau dans le cas du tuffeau blanc et de la pierre de Sébastopol sont présentées à la
figure III.5.
Volume cumulatif (mL/g)
94
0,4
0,3
0,2
0,1
cumulative volume
incrémental volume
Tuffeau blanc
0
0
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
Diamètre de pore (µm)
(a) : tuffeau blanc
saturation
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
Volume incrémental (mL/g)
Kévin Beck (2006)
0
0
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
(b) : pierre de Sébastopol
Figure III.5 : distribution porale déterminée à partir la courbe de rétention d’eau
pour le tuffeau blanc et la pierre de Sébastopol
Comme pour celles établies par porosimétrie au mercure, les distributions porales issues de la
courbe de rétention d’eau des deux pierres sont très contrastées. En effet, l’espace poral du tuffeau est
formé de nombreux pores de tailles assez variées alors que la pierre de Sébastopol présente
essentiellement une gamme macroporeuse. Dans les fortes succions, l’eau commence à pouvoir
envahir les pores les plus fins, on a donc accès à une partie de l’espace poral qui ne pouvait être
sondée par le mercure. Dans le cas du tuffeau, cette importante infraporosité a pour effet de sousestimée
grandement la porosité totale en porosimétrie au mercure (NHg = 0,33 mL/g contre Ntot = 0,37
mL/g). Par la rétention d’eau, ce domaine poral peut être sondé par les molécules d’eau et celui-ci
représente environ 0,03 mL/g, ce qui est très proche du volume non sondé par le mercure. Ainsi, la
courbe de rétention explore toutes les gammes de pores de cette pierre. Dans le cas de la pierre de
Sébastopol, la courbe de rétention d’eau confirme l’absence totale d’infraporosité et d’une partie de la
microporosité. La faible teneur en eau existante (soit environ 0,002 mL/g) pour les fortes succions ne
correspond qu’à l’eau adsorbée sur les parois du squelette solide. Et pour les succions plus faibles,
l’allure des courbes porosimétriques ressemble à celles issues de l’intrusion du mercure. En effet, on
retrouve la distribution très étalée du tuffeau avec deux grandes gammes de pores majoritaires : une
dans le domaine microporeux de type I gouvernée principalement par la condensation capillaire dans
Volume cumulatif (mL/g)
0,4
0,3
0,2
0,1
cumulative volume
incrémental volume
Pierre de Sébastopol
Diamètre de pore (µm)
saturation
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
Volume incrémental (mL/g)