Transfert hydrique dans des sols argileux gonflants : influence du confinement

Hydraulic transfer in swelling clayey soils : influence of the confinement

• Auteur / Autrice : Sébastien Rolland
• Direction : Christian Moyne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et énergétique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols argileux

Propriétés mécaniques

Sols gonflants

Sols -- Porosité

Résumé

La description des mécanismes d'humidification et de gonflement dans les sols argileux représente un enjeu important dans différentes disciplines scientifiques comme l'agronomie, la géotechnique ou l'industrie pétrolière. L'objectif du travail présenté ici est de montrer, au moins du point de vue qualitatif, les effets de couplage hydromécanique lors de l'imbibition de milieux argileux gonflants soumis à différentes conditions de confinement. Le matériau que nous avons utilisé est un mélange de bentonite et de limon de Xeuilley. Préparé à une certaine teneur en eau massique, ce mélange est ensuite compacté par une technique double-piston. Cela permet d'élaborer des éprouvettes de sols uniformes à la fois en humidité et en terme de masse volumique sèche. Des essais d'imbibition d'eau par le bas ont été réalisés pour trois types de confinements (libre, œdométrique, à volume constant). Au cours des expériences, la technique de gammamétrie double-source est utilisée afin de suivre localement, et de manière non-intrusive, l'évolution de la masse volumique sèche et de la teneur en eau. Une comparaison des trois cinétiques d'imbibition est enfin menée pour chaque essai à partir d'une caractérisation en terme de diffusivité hydrique, basée sur une description lagrangienne des transferts.

Description of imbibition and swelling mechanisms in clayey soils represents an important stake in different scientific domains such as agronomy, geotechnics or petroleum industry. The aim of the present work is to show the effects of hydromechanical couplings during imbibition in a swelling clayey medium, under different confinement conditions. Our material is a bentonite-silt mixture, prepared with a known water content and compacted with a double-piston technique. This method allows us to produce uniform soil samples, in terms of humidity and bulk density. Experiments related to bottom imbibition are then carried out for three types of mechanical boundary conditions (free, oedometric, fixed volume). The non-intrusive dual-energy gamma-ray technique is used to assess the local variation of bulk density and humidity. Finally, the three imbibition kinetics are compared for each experiment in tèrms of hydraulic diffusivity, described in a Lagrangian way.