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

Chapitre 3 : Etude des propriétés hydriques
Hauteur du front (cm)
8
6
4
2
0
(a) : tuffeau blanc
(b) : pierre de Sébastopol
Figure III.6 : courbes d’imbibition pour le tuffeau blanc et la pierre de Sébastopol (sens ⊥ au lit)
Tuffeau
blanc
Pierre de
Sébastopol
hauteur
prise de masse
0 2 4 6 8 10 12
Racine carrée du temps (min 1/2 )
coeff. A
(g/cm 2 /min 1/2 )
sens ⊥ : 0,36 ± 0,03
sens // : 0,42 ± 0,03
sens ⊥ : 0,62 ± 0,04
sens // : 0,77 ± 0,03
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Prise de masse (g/cm 2 )
coeff. B
(cm/min 1/2 )
sens ⊥ : 0,96 ± 0,07
sens // : 1,13 ± 0,03
sens ⊥ : 2,20 ± 0,06
sens // : 2,72 ± 0,04
Porosité capillaire Nc
37,5 % (soit Sr = 77 %)
37,2 % (soit Sr = 76 %)
28,2 % (soit Sr = 67 %)
28,3 % (soit Sr = 68 %)
Tableau III.1 : résultats des essais d’imbibition
Indice
d’anisotropie
15 %
19 %
Saturation visuelle Saturation massique
en imbibition
en imbibition
Tuffeau Srv = 80 % ± 3 % Srm = 84 % ± 2 %
blanc (wv = 29,8 % ± 1,2 %) (wm = 31,3 % ± 0,8 %)
Pierre de Srv = 70 % ± 3 % Srm = 73 % ± 3 %
Sébastopol (wv = 18,6 % ± 0,8 %) (wm = 19,3 % ± 0,8 %)
Tableau III.2 : saturations par imbibition visuelle et massique pour le tuffeau blanc et la pierre de
Sébastopol
A la fin de l’imbibition capillaire, les pierres ne sont pas saturées totalement. En effet, le tuffeau
blanc est saturé à plus de 80 % et la pierre de Sébastopol n’est saturée qu’à 70 % environ (tableau
III.2), et ces valeurs correspondent bien à la porosité capillaire déterminée par les coefficients
d’imbibition. Ainsi, même si l’eau monte beaucoup plus vite dans la pierre de Sébastopol, celle-ci
contiendra moins d’eau en fin d’imbibition comparée au tuffeau (cf. figure III.6). Ceci est dû aux
phénomènes de "by-pass" et aux mécanismes de piégeage de bulles d’air. La proportion des bulles
d’air piégées lors de l’imbibition est directement fonction de la morphologie du milieu poreux de la
pierre. Deux principaux mécanismes de piégeage de l’air (Figure III.7) sont généralement distingués
(Bousquié, 1979 ; Mertz, 1989). En effet, l’air peut être piégé dans un macropore par dérivation de
celui-ci au profit d’un capillaire plus fin (le ménisque dans le capillaire atteint le sommet du système
avant que le macropore ne soit entièrement saturé, ce dernier piégeant ainsi une bulle d’air), ou bien
l’air peut être piégé dans un macropore par la présence d’une rugosité de surface (pores formés par les
sphérules d’opale CT dans le cas du tuffeau) qui fonctionne comme un réseau de micropores où les
Hauteur du front (cm)
8
6
4
2
0
hauteur
0 2 4 6 8 10 12
Racine carrée du temps (min 1/2 )
prise de masse
Kévin Beck (2006) 97
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Prise de masse (g/cm 2 )