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

Chapitre 5 : Essai de vieillissement des pierres par cyclage imbibition-séchage
dense. De plus, d’après les courbes d’intrusion au mercure, le volume correspondant à l’infraporosité
et à la microporosité (diamètre de pores < 1 µm) est le même pour ces deux échantillons. Mais la
différence importante de la distribution porale de la zone de patine réside dans la forte diminution du
volume de la mesoporosité qui représentait pourtant la majeure partie de l’espace porale du ce tuffeau.
L’effet est beaucoup plus marqué sur la mesoporosité de type III (1 à 10 µm) car cette famille de pores
correspond au diamètre d’entrée à la plupart des macropores. La proportion de pores de grande taille
est quasiment nulle dans cette zone d’après les observations microscopiques, et de par l’effet
"bouteille d’encre" propre à la porosimétrie au mercure, il convient que le volume correspondant à un
diamètre d’accès de pore compris entre 1 et 10 µm soit le plus affecté. Par ailleurs, cette absence de
macroporosité et cette diminution de la mesoporosité entraîne une diminution appréciable du
coefficient de dispersion car le volume poral étant déplacé vers les pores de petite taille, il est donc
moins étalé. De plus, le diamètre seuil d’accès de pore est de 1,5 µm dans la zone de patine
contrairement à 5 µm pour le tuffeau non altéré. Cette réduction du diamètre seuil dans la zone de
patine est responsable de la forte diminution de la cinétique d’imbibition sur les deux premiers
centimètres de l’éprouvette (zone 1). En effet, la patine formée par le transport de matière dû aux
cycles d’imbibition-séchage induit un comblement de la macroporosité et donc une réduction du
diamètre effectif du réseau poreux sur les trois premiers millimètres de l’éprouvette. Ceci a pour effet
de limiter la pénétration de l’eau dans la pierre et cet effet se fait encore ressentir même à deux
centimètres de profondeur. Au delà, la présence de pores de plus grande taille dans le reste de
l’éprouvette facilite le déplacement de l’eau qui peut donc progresser plus rapidement conformément à
l’effet de la taille du pore capillaire proposé par le modèle de Washburn.
5. Modification minéralogique
La pierre a été soumise à un vieillissement artificiel par cyclage imbibition-séchage. Comme le
témoigne la présence d’une patine formée de manière plus ou moins hétérogène, c’est la zone de la
pierre proche de la surface exposée qui a subi le plus d’altérations.
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5.1. D’un point de vue visuel
La figure V.10 présente l’aspect de surface de la zone altérée après 50 cycles. D’un point de vue
macroscopique, on observe nettement que certaines zones indurées ont un aspect beaucoup plus lisse
que d’autres avec une coloration plus soutenue. Cette couleur légèrement brunâtre spécifique à cette
zone de surface fortement indurée s’observe bien sur l’image vue à la loupe binoculaire de la même
section précédemment observée au microscope électronique à balayage (figure V.11).
L’observation par microscopie confirme la modification morphologique de la face cyclée. Sur la
majeure partie de celle-ci, la pierre présente un aspect moins rugueux où les macropores de surface
semblent moins importants et moins nombreux. De plus, les différents minéraux constitutifs de la
Kévin Beck (2006)