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

Chapitre 3 : Etude des propriétés hydriques
En effet, la figure III.9 montre la saturation progressive du tuffeau blanc et de la pierre de
Sébastopol après imbibition et immersion dans l’eau jusqu’à la saturation totale. Des échantillons de
pierre sont donc soumis à une succion nulle. Ainsi, le degré de saturation correspondant doit être
maximal (Sr = 100 %), la courbe III.9 montre donc une vitesse de saturation à succion nulle. En fin
d’imbibition, le volume d’eau occupant l’espace poral est plus important dans le tuffeau, le piégeage
de l’air étant assez important pour la pierre de Sébastopol. Mais le réseau poreux de cette dernière
semble être plus favorable à la migration et donc plus perméable à l’air dissous. En effet, la saturation
totale (le volume d’eau correspondant exactement au volume des vides) arrive au bout de 400 heures
pour la pierre de Sébastopol alors qu’elle ne se produit qu’à près de 800 heures dans le cas de
l’échantillon de tuffeau blanc. Les échantillons utilisés pour cet essai sont des cylindres possédant
exactement le même volume (9,5 cm 3 ) et générant la même surface de contact avec l’extérieur, les
temps de saturation donnés ici n’ont que de valeur de comparaison.
Teneur en eau (%)
102
38
36
34
32
30
saturation à 48h
imbibition
Tuffeau blanc
0 200 400 600 800 1000
Temps (heures)
(a) : tuffeau blanc
Kévin Beck (2006)
(b) : pierre de Sébastopol
Figure III.9 : saturation par immersion pour le tuffeau blanc et la pierre de Sébastopol
Les courbes présentées à la figure III.9 représentent ainsi la seconde partie des courbes d’imbibition
qui débute après la rupture de pente de la saturation massique et qui correspond à une très faible prise
de masse de l’éprouvette. Cette deuxième phase de faible vitesse de saturation correspond au
remplissage du réseau mal connecté par dissolution et diffusion des bulles d’air dans l’eau, ce qui
induit un comblement de la porosité piégée (Bousquié, 1979 ; Mertz, 1989).
2.1.1.d. Hauteur limite pour l’imbibition
100
95
90
85
80
Degré de saturation (%)
Pour décrire le phénomène d’imbibition, l’équation de Washburn est la plus simple et la plus
utilisée. Néanmoins, on a vu que les paramètres géométriques et structuraux des milieux naturels
(topologie, connectivité, tortuosité, …) ne sont pas pris en compte, et que cette équation est établie
seulement pour des écoulements horizontaux ou de faible hauteur car elle ne tient pas compte de la
charge gravitaire introduite par le poids de la colonne d’eau au-dessous du ménisque en mouvement.
Teneur en eau (%)
27
25
23
21
19
Pierre de Sébastopol
saturation à 48h
imbibition
0 200 400 600 800 1000
Temps (heures)
100
95
90
85
80
75
70
Degré de saturation (%)