Transfert par infiltration de l'eau dans les sols fins compactes non saturés : Etude de la diffusivité et de la conductivité hydraulique

par Okba Bentoumi

Thèse de doctorat en Génie Civil

Sous la direction de Richard Kastner.

Soutenue en 1995

à Lyon, INSA , dans le cadre de Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne) , en partenariat avec URGC-Géotechnique (Lyon, INSA) (laboratoire) .

mots clés

• Perméabilité
• Sols
• Eau

Résumé

L'une des conditions que doit remplir une barrière étanche en site de décharge est de pouvoir assurer un coefficient de perméabilité inférieur à 10(exp)-9 m/s. La mesure de cette perméabilité pose actuellement de nombreuses questions auxquelles l'étude du transfert hydrique en milieu non saturé doit pouvoir répondre. Dans ce cadre, nous présentons des résultats expérimentaux relatifs à l'étude du transfert par infiltration de l'eau dans un sol fin compacté non saturé soumis à des conditions initiales et aux limites bien définies. Dans un premier temps, une étude paramétrique a été menée sur le limon de Givors ou des essais d'infiltration ont été réalisés sous des différentes conditions. Des enseignements tirés de cette étude ont permis de définir les différents paramètres qui peuvent influencer le transfert hydrique dans un sol non saturé, et de proposer un protocole d'essai pour la détermination de la perméabilité à saturation in-situ. Dans un deuxième temps, nous avons complété cette étude paramétrique par une série d'essais d'infiltration réalisés sur une colonne de sol de 225 mm de hauteur ou l'analyse des profils hydriques et des succions a été possible grâce au dispositif expérimental mis au point. Un deuxième protocole pour la détermination du coefficient de perméabilité in-situ a été proposé grâce à cette étude. La méthode des profils instantanés a été appliquée aux résultats des essais d'infiltration sur la colonne de 225 mm pour établir la relation entre la conductivité hydraulique et la teneur en eau. Les modèles de Mualem et Van Genuchten ont été testés.

Titre traduit

= water transfert by infiltration in a compacted unsaturated fine soil : Study of the diffusivity and the hydraulic conductivity

Résumé

One of the conditions that has to fulfill by a barrier in a waste disposal site is to insure a coefficient of permeability less than l0(exp)-9m/s. The measurement of this permeability poses a lot of difficulties to which hydric transfer in unsaturated soils should be able to resolve. In this framework, the experimental results related to study of water transfer by infiltration in a compact unsaturated fine soil under a well defined initial and boundary conditions are presented. Firstly, a parametric study has been performed on the Givors silt; infiltration tests have been realized under various conditions. This study allowed the identification of the different parameters that can influence the hydric transfer in a unsaturated soil and to define an experimental procedure for field measurement of coefficient of permeability. Secondly, this parametric study was completed with a series of infiltration tests realized on a sail column,225mm high, for which the analysis of the hydric profile and suction was possible with the use of a new experimental device. A second procedure for permeability coefficient measurement of in-situ was proposed. The instantaneous profile method has been applied on results of infiltration tests on the soil column,225mm high, to establish the relationship between hydraulic conductivity and volumic water content or suction. Mualem and Van Genuchten model were also applied and verified.