Mesure et contrôle in situ de la perméabilité des matériaux utilisés dans les dispositifs d'étanchéité pour la protection de l'environnement : état de l'art et développements

= In situ permeability control and measurement of materials used in sealing' system for the protection of the environment : state of the art and developments

• Auteur / Autrice : David Cazaux
• Direction : Gérard Didier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Lyon, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Perméabilité

Perméamètres (hydrologie)

Sols argileux

Eaux souterraines

Environnement -- Protection

Résumé

La mesure in situ de la perméabilité des sols et des matériaux utilisés dans les dispositifs d'étanchéité pour la protection du sol et des eaux souterraines est devenue une obligation règlementaire dans la législation française. Ces matériaux dont la perméabilité est généralement inferieure a 1. 10-6 m/s nécessitent l'utilisation de méthodes d'essais spécifiques. On distingue généralement deux grandes familles que sont les essais de surface au moyen d'infiltromètres a anneaux et les essais de forage, réserves a la caractérisation d'horizons en profondeur. Nous avons rédige un Etat de l'Art sur les principaux procèdes utilises en France et a l'étranger en tentant, au moyen d'essais comparatifs, de fixer leurs domaines d'application respectifs et leurs restrictions éventuelles. A partir d'appareillages nouvellement conçus tenant compte des enseignements tires des problèmes rencontres par le passe, nous proposons une analyse précise des méthodologies d'essai a charge constante, principe qui a été retenu pour la normalisation des essais. L'étude expérimentale porte sur des matériaux argileux dont les caractéristiques physiques et les perméabilités sont différentes : sols lumineux, sols argileux, sols traites a la bentonite ainsi que les geosynthétiques bentonitiques. Notre travail réside essentiellement dans une approche originale de l'interprétation des données d'infiltration obtenues durant les premières heures d'essai. Nous confrontons les méthodes d'analyse en milieu non sature et en milieu sature et jugeons les résultats obtenus par rapport a la perméabilité réelle. Toujours dans un souci de rapidité d'essai, nous proposons des développements autour de la méthode du choc impulsionnel appliquée en forage pour la caractérisation des sols. Cette méthode, par son principe, peut conduire a l'estimation de perméabilité inférieure a 1. 10-9 m/s en quelques heures ce qui revêt un intérêt majeur pour le contrôle de perméabilité en cours de chantier.

Field permeability measurement of soils and materials used in containment system for protection of soils et groundwater is now a obligation in French regulation. These materials have a permeability generally Jess than 1. 10-6 m/s and need specific test methods. We distinguish traditionally two families that are shallow methods with ting infiltrometers and borehole methods more common for characterization of deeper materials. We wrote a State of the Art about the main methods used in France and abroad trying, with the help of comparative tests, to determinate their respective field of application and eventual restrictions. We propose a precise analysis of constant head test methods which was chosen for French standardization with the new apparatus we conceived from passed experiences. Experimental studies are performed on clayey soils which have different physical properties and permeability: silt, clay, sand bentonite mixtures, and also geosynthetic clay liners. Our work deal with an original analysis of infiltration data during the first hours of infiltration. We compare different unsaturated and saturated approach with the traditional methods. To manage short term tests to qualify soil liners, we propose some developments on the pressure pulse technique applied to boreholes. This method can lead to estimation of perm abilities less than 1. 10-9 m/s in a few hours what provide a great interest for permeability control during construction of soil liners.