Wikigeotech:Infiltromètre à disque

PRINCIPE

L'essai d'infiltrométrie à disque est un essai qui permet de déterminer des propriétés des sols non saturés, notamment la conductivité hydraulique du sol. Le dispositif d'essai, infiltromètre à disque, est aussi appelé infiltromètre à tension prédéfinie ou encore, infiltromètre à membrane.

Le principe consiste à imposer de manière contrôlée le potentiel hydrique h sur la surface du sol et à mesurer le flux (ou le débit) hydrique par l'évolution du niveau d'eau dans le tube réservoir. L'eau, à une pression de succion donnée au niveau de la surface du sol, s'infiltre donc dans le sol à travers une membrane dont la porosité est parfaitement calibrée.

Il s'agit d'une application directe du principe du vase de Mariotte qui permet d'appliquer une pression de succion constante et contrôlée au niveau de la surface du sol.

Variantes : à disque déporté

Une variante de cet essai est un infiltromètre à disque déporté. Ce dispositif est plus stable que la version habituelle.

schéma de principe de l'infiltromètre à disque déporté

Variantes : mini-infiltromètre à disque (ou infiltromètre à mini-disque)

Son intervalle de potentiel hydrique est réduit à -7 à 0,5 cm. Les quantités d'eau nécessaires sont plus faibles, l'écoulement permanent s'établit plus rapidement, le transport est facilité. La surface en contact est plus faible, les chances d'avoir une surface de contact plane sont donc plus importantes. Par contre, le dispositif est moins stable.

Schéma de principe du mini-infiltromètre à disque

APPLICATIONS

Cet essai est utilisé pour déterminer les propriétés hydrauliques des sols non saturés. Il permet d'appréhender la variation spatiale des propriétés hydrauliques du sol. Il permet enfin une estimation inverse des paramètres hydrodynamiques du sol non saturé.

Il permet de caractériser des sols de perméabilité comprise entre 10-4 m/s et 10- 7 m/s.

Avantages

Cet essai permet de déterminer une conductivité hydraulique dans un sol non saturé, ainsi que de caractériser le fonctionnement hydrodynamique de la macro-porosité du sol.

Limitations

L'estimation de la conductivité hydraulique pour les sols non saturés est limitée par le potentiel hydrique généralement compris entre -25 et 0 cm.

Précautions d'emploi

La surface en contact avec la membrane doit être plane et horizontale. La membrane doit être manipulée avec précautions (risque de déchirement).

MISE EN OEUVRE

Pour assurer un bon contact entre la membrane et le sol, une fine couche de sable fin, d'épaisseur millimétrique est disposée entre le dispositif d'essai et le sol. Cette couche devra être très perméable pour ne pas perturber l'infiltration dans le sol et favoriser les écoulements directionnels. Elle devra aussi respecter le gabarit de la surface de la membrane afin de ne pas étendre la zone d'infiltration de manière non maîtrisée.

INTERPRÉTATION

Cet essai n'est pas normalisé.

Son interprétation est généralement basée sur la solution analytique de Wooding, avec comme hypothèses d'être en régime permanent, sous un potentiel hydrique négatif.
Deux méthodes de mesures sont possibles :

• la méthode multi-rayons qui nécessite plusieurs tailles de membrane et donc de déplacer le dispositif d'essai pour chaque taille,
• la méthode multi-potentiels qui permet de suivre l'évolution de la valeur de la conductivité hydraulique en fonction de la succion.

Une interprétation est aussi possible en régime transitoire par :

• la méthode mono-test qui ne nécessite qu'une taille de membrane et une seule valeur du potentiel hydrique,
• la méthode multi-rayons.