CH-8 Porosité équivalente de drainage

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144 POROSITÉ ÉQUIVALENTE DE DRAINAGE µ PF CC SAT θ PF : point de flétrissement CC : capacité au champ SAT : saturation frange capillaire µ : porosité de drainage θ : teneur en eau z Figure 8.1 Schéma présentant la porosité de drainage. Figure 8.2 Changement du profil d’humidité lors du rabattement de la nappe.
POROSITÉ DE DRAINAGE 145 Le volume unitaire d’eau drainée (∆V) lors du rabattement de la nappe s’écrit : ∆V = h 1 θz, h 1 dz − h 2 θz, h 2 dz 0 0 [8.2] ∆V = volume unitaire d’eau drainée (L 3 /L 3 x L) h 1 et h 2 = position de la nappe au niveau ”1” et “2” 8.2.2 Le rabattement de la nappe en condition réelle En condition réelle, le rabattement de la nappe n’est jamais suffisamment lent pour permettre l’équilibre. La teneur en eau (θ) et la porosité efficace sont fonction d’un troisième paramètre, le temps. Le volume unitaire d’eau drainé s’écrit : ∆V = h 1 θ z, h1 , t 1 dz − h 2 θ z, h2 , t 2 dz 0 0 [8.3] Les simplifications que permettait ∇ = 0 ne peuvent être utilisées. Si en réalité, les changements constants des conditions externes (nappes, précipitations) ne permettent pas au profil d’humidité d’atteindre l’équilibre, l’observation des courbes teneur en eau -succion (figure 8.3) et des profils d’humidité en période de drainage (figure 8.2) permet de tirer les trois constatations suivantes pour l’établissement d’un modèle (figure 8.1) : Immédiatement au -dessus de la nappe où la succion est faible, un accroissement de la succion ne provoque qu’un léger changement de l’humidité de cette région car peu de pores sont suffisamment gros pour que leurs forces capillaires soient vaincues par l’accroissement de succion. Cette zone au -dessus de la nappe où une variation de succion a peu d’influence sur l’humidité est presque saturée et elle est appelée frange capillaire (Childs, 1957). Au -dessus de cette frange, un faible accroissement de la succion provoque une diminution significative de la teneur en eau. Les forces capillaires d’une assez grande portion des pores sont alors vaincues par la succion et une quantité significative d’eau est libérée. C’est cette zone du sol qui libère son eau lors du drainage et s’aère. I1 est intéressant de remarquer la distance qui sépare la zone d’aération de la nappe (figure 8.1). Avec l’augmentation de la succion, les pores qui sont remplis d’eau sont de plus en plus petits et difficiles à drainer et un gradient élevé de succion est nécessaire pour libérer une très petite quantité d’eau (− K(θ) ∆ ≈ 0) que 1e drainage ne peut évacuer efficacement que sur une longue période de temps (de l’ordre des semaines). C’est de cette dernière constatation, que sont nées les notions de capacité au champ (C.C.) et de porosité constante d’aération ou porosité de drainage constante. Viehmeyer et Hendrickson
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