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

Chapitre 2 : Caractérisation morphologique des matériaux
3.1. Densités et porosité totale
La porosité totale d’une pierre est définie comme le rapport du volume des vides sur le volume total
de la pierre. Cette grandeur est exprimée en pourcentage :
N
V ( V − V )
= 100×
= 100×
[Eq.7]
vides
total solide
tot V
V
total
total
Elle peut aussi s’exprimer en fonction de la densité apparente sèche ρa qui représente la masse des
minéraux rapportée au volume total de la pierre et de la densité du squelette solide ρs qui représente la
masse des minéraux rapportée au volume total des grains :
⎛ ρa
⎞
N = 100×
⎜1
− ⎟
[Eq.8]
tot
⎝ ρs
⎠
La porosité totale et les différentes densités peuvent être mesurées par la méthode de la pesée
hydrostatique qui est fondée sur le principe de la poussée d’Archimède sur un échantillon poreux
saturé sous vide et immergé dans l’eau. Les pierres sédimentaires ne possédant pas ou peu de porosité
occluse, la porosité accessible à l’eau sous vide correspond à la porosité totale du matériau. Les
éprouvettes sont mises à sécher à l’étuve à 105°C pendant 24 heures jusqu’à un poids constant, puis
pesées (Ms). Une fois refroidies, elles sont placées dans une enceinte reliée à une pompe à palette qui
permet d’obtenir un vide primaire (environ 0,1 hPa) entretenu pendant 24 heures. Parallèlement, dans
une seconde enceinte reliée à la première, de l’eau distillée est désaérée pendant 6 heures (figure
II.11). Ensuite, l’eau est admise dans la première enceinte où l’imbibition sous vide des éprouvettes a
lieu. Le niveau d’eau est ajusté de sorte qu’il ne dépasse jamais la frange capillaire. Les éprouvettes
restent alors immergées pendant une journée supplémentaire. Ensuite, une pesée hydrostatique des
éprouvettes saturées immergées dans l’eau (Mhyd) est effectuée ainsi qu’une pesée à l’air des
échantillons saturés essuyés avec un chiffon humide (Msat). La densité de l’eau étant égale à 1, les
différentes densités et la porosité totale sont calculées de la façon suivante :
Ms
ρ =
[Eq.9]
a ρ ( M − M )
eau
s
hyd
Ms
ρ =
[Eq.10]
s ρ ( M − M )
N
eau
sat
sat s
tot M − M sat hyd
hyd
M − M
= [Eq.11]
Kévin Beck (2006) 73