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

Chapitre 3 : Etude des propriétés hydriques
µm. Cette taille de pore correspond à la limite de la microporosité de type I représentée par des pores
générés principalement par l’état de surface des sphérules d’opale. Ces pores étant initialement remplis
d’eau, la plupart des parois des pores capillaires principaux (représentés par l’agencement des
sphérules d’opale) sont ainsi recouverts d’un film d’eau qui aide à la migration des différents
ménisques capillaires. A partir de cette limite, l’eau initialement présente facilite la progression de
l’eau en augmentant le mouillage des parois des pores capillaires. Pour la pierre de Sébastopol, cet
effet est moins marqué et l’aide à la migration capillaire ne commence qu’à partir d’une succion de 0,2
MPa (soit un degré de saturation d’environ 15 % d’après la courbe de rétention d’eau). Cette succion
correspond à un diamètre de pore d’environ 2 µm. Cette taille de pore correspond plutôt, dans le cas de
la pierre de Sébastopol, aux pores générés par la morphologie de surface des grains de calcite.
L’augmentation du coefficient visuel peut s’expliquer en appliquant le même raisonnement à la
différence que le remplissage des pores s’effectue de manière très importante lorsque l’on est proche
de cette valeur de succion, et que donc l’effet d’aide à la cinétique d’imbibition ne se produit que dans
une gamme assez limitée.
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2.1.2. La perméabilité à l’eau
La perméabilité définit la capacité d’un matériau poreux à se laisser traverser par un fluide (en
l’occurrence l’eau). C’est une propriété de transport essentielle car elle décrit la facilité avec laquelle
un fluide circule à travers son réseau poreux. La perméabilité d’une roche dépend principalement de
ses propriétés texturales intrinsèques comme la taille des pores, la tortuosité et la connectivité de son
réseau poreux (Guégen & Palciauskas, 1992 ; Hammecker, 1993).
2.1.2.a. Principes théoriques
La perméabilité d’un milieu poreux connecté a été défini par Darcy (1846) qui a montré qu’il existe
une relation linéaire entre le débit volumique d’eau Q et le gradient de pression appliqué ∆P :
L P S Q = k ∆
[Eq.18]
η
où S est la surface de la section perpendiculaire au flux, L la longueur de l’échantillon traversé, η la
viscosité dynamique de l’eau (η = 1 centipoise = 0,001 Pa.s) et k la perméabilité spécifique du réseau
poreux. La perméabilité k est homogène à une surface (m 2 ) et représente une section efficace
d’écoulement.
Dans le cas d’un fluide donné (l’eau en l’occurrence), il est parfois plus parlant d’utiliser la
conductivité hydraulique K qui est défini par :
ρg
K = k
[Eq. 19]
η
Kévin Beck (2006)