TP N°1 MDS2 : Essai de mesure la perméabilité
Introduction :
-La perméabilité sa se diffère d’un sol a un autre, l’eau s’installe a
l’intérieur des vides qui se trouve entre les grains. Et ce l’eau peut
être expulsé de ces vides à l’aide de l’évaporation (température
élevée) ou à l’aide d’un chargement extérieur qui provoquent le
phénomène de tassement qui s’évolue dans un temps
considérable c’est ce qu’on appelle un tassement de consolidation.
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. Lus 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 (sol
grossier)
* la mesure sous charge variable pour les sols peu perméables (sol argileux)
Expliquer la loi de DARCY :
- La loi de DARCY à un certain niveau est une corrélation directe entre le
taux de décharge simple, en temps réel par le centre facilite une pause,
et la viscosité du liquide sous pression et basse à une certaine distance.
But de l’essai :
-C’est de déterminer le coefficient de perméabilité
Principe de l’essai :
-L’œdomètre se compose d’un cylindre métallique rigide de section circulaire
dans lequel on vient placer l’échantillon entre deux pierres poreuses assurant
son drainage. Ce cylindre est relié aussi à sa base à un récipient rempli d’eau
surélevé par rapport à lui.
Matériel utilisé :
- Un Perméamétrie de compactage avec accessoires : un tube de verre fermé
en Bas avec un robinet, et il a des tubes.
- Un panneau de tubes Piézométrique a défirent niveau.
- Un support de perméamétre avec accessoires.
- Chronomètre : pour déterminer le temps d’écoulement.
- L’échantillon de sol.
- Un réservoir d’eau.
- Une éprouvette graduée.
MODE OPERATOIRE :
- l’échantillon de sol non remanié est testé dans un cylindre de longueur L et
de section transversale S, qui peut être l’échantillonneur. des pierres poreuses
sont placées à chaque extrémité du spécimen et une colonne montante
connectée à la partie supérieure du cylindre. le drainage s’effectue dans un
réservoir ou le niveau est maintenu constant par un trop plein. la colonne est
par la suite remplie d’eau et à un temps (t1-t2) son niveau baisse de h1 à h2. a
l’instant dt la perte de charge correspondante est dh.
Méthode au laboratoire :
-deux méthodes qui sont des applications directes de la loi DARCY sont
largement utilisées en laboratoire :
 mesure sous charge constante pour les sols très perméables (les graviers et
les sables).
 mesure sous charge variable pour les sols peu perméables (les limons et les
argiles).
a) perméamètre à charge constante (pour les sol de grande permiabilité)
l’échantillon de sol, d’une densité appropriée, est placé dens une cellule
étanche de section transversale S et de longueur L. les deux extrémités de
l’échantillon sont reliées à deux tubes par l’intermédiaire de pierres poreuses. un
écoulement d’eau vertical, sous une charge constante est maintenu à travers le
sol. la perte de charge h et la quantité d’eau Q qui passe pendant un temps
donné t sont mesurés. ce qui permet de calculer le gradient hydraulique i et le
coefficient de perméabilité k :
Q=v.s.t
V= k. i
i= Δh/L
Q=k.(Δh/L).s.t
K=Q.L/ (Δh.S.t)
- une série de tests doit etre effectué, chaque test a un taux d’écoulement
diffèrent. avant de commencer l’essai, une succion est appliquée à l’échantillon
de sol afin de s’assurer que le degré de saturation avoisine les 100%.
a) perméamètre à charge variable (pour les sols de faible permiabilité)
-l’échantillon de sol non remanié est testé dans un cylindre de longueur L et de
section transversale S, qui peut être l’échantillonneur. des pierres poreuses sont
placées à chaque extrémité du spécimen et une colonne montante connectée à la
partie supérieure du cylindre. le drainage s’effectue dans un réservoir ou le
niveau est maintenu constant par un trop plein. la colonne est par la suite
remplie d’eau et à un temps (t2-t1) son niveau baisse deh1 à h2. a l’instant dt la
perte de charge correspondante est dh, donc le débit est :
Q = -s. dh= S.k.(h/L)dt
-dh/h = (S.k/s.L)dt
-log(h2/h1) = log(h1/h2) = (S.k/s.L)(t2-t1)
k= (s.L/S.(Δt)).log(h1/h2)
Perméabilité des terrains stratifiés
- cas des sols composés de couches superposées (ex: sols sédimentaires)
- au lieu de traiter chacune des couches séparément .on définit un terrain fictif
homogène
Écoulement parallèle au plan de stratification
- perte de charge identique pour toutes les couches
- débit total = somme des débits de chaque couche
L=∑Li: épisseur totale
∆h :perte de charge totale constante
Q= ∑Qi
v .s =v1 .L1.1+v2 .l2.1+….+vn.Ln.1
v=kh.i =kh.L.i=k1.L1.i+…+kn.Ln.i
kh=∑ki.Li ∕ L
Écoulement perpendiculaire au plan stratification
- perte de charge totale somme des p.c de chaque couche
- débit identique pour toutes les couches
∆h : perte de charge totale h=∑hi
Q=Q1=Q2= …=Qn
V .s=v1.s=v2.s=…=vn .s
Kv.i=k1.i1=k2.i2=Kn.in
h=h1+h1+….+hn
L.i=L1.i1+L2.i2+…+Ln.in
v=[(h ∕ L).kv(L1 ∕ k1+L2 ∕ K2+…+Ln ∕ kn)]
Kv=L ∕ (L1 ∕ k1+L2 ∕ K2+…+Ln ∕ kn)
kv =L ∕ ∑(Li ∕ ki)
conclusion
- Finalement, une bonne maîtrise des conditions initiales et aux limites
appliquées au système d’écoulement est indispensable pour une
meilleure analyse et une bonne reproductibilité des résultats d’essais de
perméabilité.
Donc la perméabilité de charge constante pour les sols très perméables.
Lorsqu'un terrain est constitue de plusieurs couches, il est évident que le
Coefficient de perméabilité n'est pas le même.
- Tous les sols sont plus ou moins perméables. L'eau filtre a travers l'argile
Comme a travers le gravier mais ce phénomène sa manifeste avec des
intensités Différentes.