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

Chapitre 3 : Etude des propriétés hydriques
A t
S m ∆ =
[Eq.4]
qui définit les coefficients d’imbibition massique et visuel (A et B). Ces derniers peuvent être reliés à
la porosité capillaire, si la montée de l’eau est bien régulière, par la relation :
A = ρeau B Nc [Eq.5]
Le test est réalisé sur des échantillons cylindriques de taille suffisante pour être pleinement
représentatif des matériaux (diamètre : 40 mm / hauteur : 80 mm). Les échantillons sont placés dans
une cuve hermétique au fond de laquelle le niveau d’eau distillée est maintenu constant. A intervalles
de temps croissants, les échantillons sont pesés et la hauteur du front capillaire est mesuré au pied à
coulisse jusqu’à saturation.
2.1.1.a. Cinétique d’imbibition et anisotropie
Les courbes d’imbibition (prise de masse et hauteur du front capillaire selon la racine carrée du
temps) du tuffeau blanc et de la pierre de Sébastopol sont présentées à la figure III.6. Pour les deux
pierres, les courbes d’imbibition sont bien linéaires, ce qui témoigne de l’homogénéité de leurs
réseaux poreux (Jeannette, 1992). Les pentes de ces courbes définissent les coefficients d’imbibition
dont les mesures sont indiquées au tableau III.1. En fin d’imbibition, on remarque un décalage entre la
saturation visuelle où le front capillaire arrive en haut de l’éprouvette et la saturation massique. Le
tuffeau blanc et la pierre de Sébastopol possèdent des cinétiques d’imbibition capillaire relativement
élevées comparées à d’autres pierres moins poreuses (Bousquié, 1979 ; Hammecker, 1993 ;
Thomachot, 2002), mais les coefficients d’imbibition de la pierre de Sébastopol sont presque deux fois
plus élevés que ceux du tuffeau. En effet, le front capillaire atteint le sommet de l’échantillon de
tuffeau en 1,5 heure environ alors qu’il ne met que 15 minutes dans le cas de la pierre de Sébastopol.
Ceci confirme l’influence de la taille des pores capillaires sur la cinétique d’imbibition comme
l’indique l’équation de Washburn.
Les propriétés d’imbibition découlent directement de la géométrie capillaire du réseau poreux, que
ce soit la taille des pores mais aussi leur connectivité et leur tortuosité. Les pierres sédimentaires sont
caractérisées par le positionnement de leur lit de carrière qui est lié à leur historique de sédimentation,
la roche s’étant formée par empilement de couches successives de sédiments. Ce sont donc des
matériaux qui peuvent être fortement anisotropiques, et la connaissance du positionnement du lit de
carrière est indispensable (Laurent J.M., 2003). Le test d’imbibition est donc utile pour déterminer la
valeur de l’anisotropie texturale du réseau poreux. L’anisotropie est du même ordre de grandeur pour
les deux pierres. En effet, elle est de 15 % pour le tuffeau blanc et de 19 % pour la pierre de
Sébastopol. La montée de l’eau étant plus rapide dans le sens de stratification que perpendiculairement
au lit de la pierre.
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Kévin Beck (2006)