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MESURE EN LABORATOIRE DU COEFFICIENT DE PERMEABILITE
Le
coefficient de perméabilité d’un sol saturé est une caractéristique du sol qui
dépend essentiellement de sa granularité, de sa nature, de sa structure, de son
indice des vides et de la température.
Plus un sol est fin ou un sol compact, plus les
pores sont petits, plus les frottements et les pertes de charge sont importants
et plus le coefficient de perméabilité est petit.
Deux méthodes, applications directes de la loi de
Darcy, sont utilisées en laboratoire :
- la
mesure sous charge constante pour les sols très perméables
- la
mesure sous charge variable pour les sols peu perméables.
1. PERMEAMETRE A CHARGE CONSTANTE
L’essai
de perméabilité à charge constante montré sur la figure 5, convient aux sols très perméables
comme les sables. Cet essai doit satisfaire aux conditions suivantes :
§ L’échantillon
doit contenir des particules < 80 mm au plus égal à 10% des particules > 20 mm = 0 %
§ L’écoulement
d’eau à travers l’échantillon de sol est laminaire et permanent, de telle sorte
que la vitesse d’écoulement de l’eau reste proportionnelle au gradient
hydraulique;
§ L’échantillon
de sol est saturé et ne subit pas de changement de volume durant l’essai
§ la
perte de charge (Δh) demeure constante.
 |
| Perméamètre à Charge constante |
 |
| Perméamètre à charge variable |
Une perte de charge constante Dh provoque l’écoulement de l’eau à travers
l’échantillon de sol. On mesure le débit d’eau q en recueillant un volume d’eau
V en un temps t. Connaissant la longueur de l’échantillon L et la surface S à
travers laquelle l’eau s’écoule. On peut calculer le coefficient de perméabilité
k (équation de Darcy) :
2. PERMEAMETRE A CHARGE VARIABLE
Avec les sols peu perméables comme les sols silteux
et argileux, l’essai de perméable à charge constante ne délivre que très
rarement des résultats acceptables, pour cela, on utilise l’essai à charge
variable (figure 6).
En un point du tube d’entrée, la vitesse
d’écoulement est égale à : 
et
le débit à l’entrée est : qentrée
= - a. dh/dt
dh = distance parcourue par l’eau en un temps dt
a = aire du tube d’entrée
Comme
l’eau est incompressible et selon le principe de continuité : qentrée
= qsortie Þ
En
intégrant cette équation et en isolant le coefficient de perméabilité, on
obtient :
En
utilisant les logarithmes décimaux, on a
:
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