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

Chapitre 3 : Etude des propriétés hydriques
les pores générés par l’état de surface des sphérules d’opale, et une essentiellement mesoporeuse
(pores de 1 à 100 µm de diamètre avec une partie dominante autour de 10 µm) gouvernée
principalement par les pores inter-sphérules. Pour la pierre de Sébastopol, dont la courbe de rétention
d’eau comporte deux marches bien distinctes, on observe une mesoporosité bien définie représentant
près d’un quart de l’espace poral et générée par les pores intra-grains de la calcite et par la plupart des
étranglements entre les gros grains, et une très importante macroporosité, essentiellement de type V,
qui ne peut malheureusement pas être sondée totalement étant donnée la valeur de la plus faible
succion que l’on peut imposer ici. Et cette gamme de taille de pores majoritaires de la pierre de
Sébastopol est confirmée par l’observation des images de sections polies obtenues par MEB. Ainsi, la
courbe de rétention ne peut explorer toutes les gammes de pores de cette pierre au regard du domaine
de succions imposées dans cette étude.
Mises à part ces quelques différences, les distributions porales données par porosimétrie au mercure
et par courbe de rétention d’eau sont assez semblables. Ainsi, grâce à la loi de Laplace, il est donc
possible d’estimer le diamètre maximal des pores qui peuvent être remplis d’eau à une succion
donnée, et donc en déduire une distribution porale de la pierre à partir de la courbe de rétention d’eau.
Son intérêt principal est de minimiser le problème de la mauvaise détermination des proportions
relatives des tailles de pores dû à l’effet "bouteille d’encre". Mais la simple application directe de cette
loi ne peut fournir que des tendances par rapport à ce que l’on connaît du spectre poreux car la
géométrie réelle des pores est beaucoup plus complexe que les cylindres que suppose ce modèle. Par
ailleurs, un des intérêts de la porosimétrie au mercure est justement d’utiliser son défaut principal.
C’est à dire qu’à défaut de donner une vraie distribution en taille de pores, la porosimétrie au mercure
permet, grâce à la comparaison avec la distribution porale déterminée par la courbe de rétention d’eau,
d’observer la présence et l’importante d’un diamètre de percolation spécifique. Et ceci est très visible
dans le cas de la pierre de Sébastopol. Ce diamètre de percolation qui est lié au diamètre moyen
d’accès aux pores est d’une grande importance dans l’analyse des propriétés hydrauliques.
2. Le transfert d’eau
2.1. Le transfert par phase liquide
2.1.1. L’imbibition
Les propriétés d’imbibition par capillarité d’une pierre sont directement liées à la taille et à la forme
des pores, ainsi qu’à la connectivité du réseau poreux. Le principe a été détaillé au paragraphe 2.2 du
chapitre I. Ce phénomène est classiquement décrit par l’équation de Washburn :
r σ c h = t = B t
[Eq.3]
2η
Kévin Beck (2006) 95