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Wikigeotech:Infiltromètre à simple anneau fermé

De Wikhydro
Version du 2 octobre 2015 à 16:31 par Aurore Brach (discuter | contributions)

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Sommaire

PRINCIPE

L'essai d'infiltrométrie simple anneau fermé[1] est un essai qui permet d'estimer le coefficient de perméabilité sur une tranche superficielle de matériau.

Il consiste à produire une infiltration sous une charge hydraulique constante ou variable. Le principe de l'essai repose sur la mesure d'un volume d'eau s'infiltrant à travers une surface connue par unité de temps sous une charge hydraulique constante ou variable, après saturation de la zone testée.

La charge hydraulique appliquée peut être soit variable, soit constante. La charge hydraulique régnant dans l'anneau est supérieure à la hauteur de celui-ci, ce qui le différencie du double anneau de type ouvert.


Schéma de principe d'un d'infiltrométrie simple anneau, de type fermé, à charge hydraulique variable

Schéma de principe d'un d'infiltrométrie simple anneau, de type fermé, à charge hydraulique constante



Charge hydraulique constante

La charge hydraulique est maintenue constante par un dispositif contrôleur pression volume (CPV), qui peut être une bouteille de Mariotte, CPV type Ménard...

Charge hydraulique variable

La charge hydraulique peut être variable à condition d'en tenir compte lors de l'interprétation de l'essai. L'application de la charge hydraulique est assurée par un tube réservoir de section connue et calibré en fonction de la perméabilité du matériau.





APPLICATIONS

L'essai d'infiltrométrie au simple anneau, de type fermé, permet une mesure in situ de la perméabilité verticale à l'eau de matériaux rapportés, ou artificiellement reconstitués. Cet essai est particulièrement utilisé pour caractériser la perméabilité des matériaux constituant les barrières des installations de stockage de déchets. Il est aussi utilisable en hydrogéologie pour les milieux poreux. Dans la pratique, l'essai teste une épaisseur superficielle de sol. Il présente donc un caractère ponctuel.

L'essai d'infiltrométrie au simple anneau, de type fermé, permet de caractériser des sols de perméabilité comprise entre 10-8 et 10-10 m/s.


Avantages

L'essai peut être répété spatialement pour relever des hétérogénéités de perméabilité.

Cet essai permet d'appliquer des charges importantes et donc de déterminer le coefficient de perméabilité pour des sols très peu perméables.


Limitations

Cet essai n'est pas applicable aux formations géologiques en place car ces dernières sont susceptibles de se déstructurer par gonflement ou délitage lors d'un apport d'eau.

Pour les matériaux très peu perméables, la durée de saturation est importante et nécessite de réaliser l'essai in situ sur deux journées.


Précautions d'emploi

La surface d'essai doit être plane et quasi-horizontale. Elle doit aussi être décapée pour atteindre un matériau non altéré par les conditions météorologiques.

Pour le dispositif à charge variable, la lecture du niveau d'eau dans le tube réservoir doit se faire à la base du ménisque. Il est nécessaire de mesurer la température de l'eau pour permettre la correction des résultats.


MISE EN OEUVRE

Lors de la mise en œuvre du dispositif, par collage (méthode à privilégier), vérinage ou battage (à proscrire au maximum), il faut veiller à ne pas créer d'écoulements préférentiels en déstructurant le terrain.

L'anneau est complété par un dispositif d'ancrage pour éviter le soulèvement de l'anneau lors de l'application de charges hydrauliques élevées.

Avant d'effectuer les mesures de variations du volume d'eau infiltrée, il est nécessaire de saturer la zone d'essai en laissant l'eau s'infiltrer pendant une durée de 3h à 20h pour les faibles perméabilités. Lors de cette phase, il faut contrôler si des suintements sont visibles à l'extérieur de l'anneau, et définir d'où ils proviennent le cas échéant (mauvaise mise en œuvre de l'essai ou caractéristiques du matériau).


INTERPRÉTATION

Conforme à la NF X 30-420[1] et à la NF EN ISO 22282-5[2].

Pour l'interprétation, il est nécessaire de connaître la température de l'eau afin d'appliquer une correction. L'épaisseur de la zone saturée est aussi nécessaire pour l'obtention des résultats. Elle est déterminée en combinant une valeur théorique dépendant des caractéristiques de l'essai (volume cumulé infiltré et teneurs en eau initiale et à saturation) et une valeur expérimentale par mesure des teneurs en eau par tranche. Il faut pour cela prélever un échantillon à proximité de la zone d'essai et un échantillon de sol après essai à l'emplacement de l'anneau.

RÉFÉRENCES

  1. 1,0 et 1,1 AFNOR (2012). NF X 30-420. Déchets - Détermination du coefficient de perméabilité verticale d'un terrain par essai à l'infiltromètre à simple anneau, de type fermé - Essai à charge constante et essai à charge variable.
  2. AFNOR (2014). NF EN ISO 22282-5 Reconnaissance et essais géotechniques - Essais géohydrauliques - Partie 5 : essais d'infiltration.
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