Perméabilité du sol

Définition

La perméabilité du sol indique la propriété qu'a le sol de transmettre l'eau et l'air, elle est étroitement dépendante de la texture et de la structure du sol. Ces perméabilités, ou avec infiltration possible, sont importantes pour la conception et fabrication d'un étang (pisciculture). La connaissance des propriétés hydrauliques est importante pour planifier les injections pour sceller et/ou améliorer les propriétés mécaniques de la roche meuble. Voir les capacités d'infiltration.

La perméabilité d'un sol :

La perméabilité du sol décrit comment l'eau (ou un autre liquide) et l'air peuvent se déplacer à travers le sol. Dans le cas de précipitations ou d'irrigation, l'eau se déplace très facilement à travers des sols très perméables et très lentement à travers des sols à faible perméabilité. La perméabilité d'un sol est une mesure de la capacité du sol à laisser passer l'eau. Il est généralement représenté par la lettre "k" et est mesuré comme le volume d'eau (m³) qui peut traverser une zone (m²) par seconde (m³/m²/s, ou plus simplement m/s).

Explications

Perméabilité et porosité sont liées (loi de Darcy) quand une mesure de la conductivité hydraulique à saturation d'un sol est réalisée. La perméabilité ne dépend que des propriétés du milieu dans lequel il s'écoule (caractéristique du matériau). La perméabilité des sols dépend principalement de leur porosité, celle des roches de leur porosité et / ou de leur rugosité. La porosité des sols dépend quant à elle de la granulométrie, de leur répartition et donc du volume poreux du sol.

Les sols ont des coefficients de perméabilité allant de 10^-7 pour des graves jusqu'à 10^-20 m² pour certaines argiles.

Le coefficient de perméabilité (ou conductivité hydraulique) quantifie également la perméabilité du sol ou de la roche, cependant, la densité et la viscosité du fluide traversant sont également incluses. Le coefficient de perméabilité est principalement utilisé pour les liquides en écoulement (eau), c'est-à-dire dans les domaines de la gestion de l'eau et du génie hydraulique. Si le coefficient de perméabilité d'un milieu à travers lequel l'eau s'écoule est connu, la perméabilité de ce milieu pour d'autres substances peut être calculée.

Ces paramètres matériels sont appliqués lorsque le sol ou la roche sont traversés par des liquides ou des gaz : flux d'eaux souterraines, eau potable, extraction de pétrole ou de gaz naturel, calculs de l'énorme prise d'eau des bâtiments et des tunnels, détermination de l'étanchéité des barrages et digues, même dans les sols contaminés et la compression du dioxyde de carbone.

Équation de Darcy et perméabilité d'un sol

L'équation de Darcy identifie le débit en relation avec la perméabilité hydraulique d'un fluide. L'équation résulte des résultats expérimentaux du débit d'eau à travers un filtre à sable et un appareil pilote. Les conclusions étaient la proportionnalité directe du débit et de la section transversale. L'équation de Darcy est la suivante : q = -k.∆P/h.

Utile en mécanique des sols et dans d'autres applications d'ingénierie diverses, l'équation de Darcy aide à identifier les conditions de sol adéquates lorsqu'il s'agit d'applications d'ingénierie géotechnique. Les facteurs déterminants dans le calcul du débit sont les textures granulaires du milieu, le dimensionnement et l'orientation des pores, et leur répartition. Ces calculs deviennent utiles dans les études de sol et de sous-sol qui sont cruciales dans les phases de pré-construction d'un projet.

À l'origine, l'équation de Darcy dérive la formule de la perméabilité hydraulique comme caractéristique du milieu. La réorganisation de l'équation précédente donne l'équation suivante qui quantifie la perméabilité, généralement en unités Darcy. L'unité Darcy est largement utilisée dans l'ingénierie pétrolière et est une unité de longueur par longueur.

Applications

Le génie géoenvironnemental est une sous-section du génie civil qui étudie la perméabilité à travers plusieurs types de matériaux en terre et conçoit leurs comportements en ce qui concerne la construction. Comme l'ingénierie géoenvironnementale est cruciale dans les étapes de pré-construction du cycle de vie d'un projet, la discipline existe pour effectuer des enquêtes sur le site, des enquêtes et des études générales d'un terrain avant que la construction ne puisse commencer à un endroit.

Un aspect crucial de l'étude du site comprend l'étude et l'échantillonnage du sol. La pertinence de la perméabilité hydraulique s'applique à l'étude du sous-sol considéré. Les propriétés du sol et de la roche identifient les limites et les considérations de conception qui doivent être respectées. Les enquêtes d'ingénierie géoenvironnementale doivent être effectuées et autorisées par la loi avant le début de la construction proprement dite.

Selon l'application de la construction, la perméabilité entre les différents types de sols et de roches trouvés sur un site est une considération principale dans le domaine de l'ingénierie géotechnique. L'utilisation de matériaux comme le gravier, le sable, le limon et l'argile sont des sédiments courants analysés dans les études souterraines. Chaque matériau a sa propre perméabilité hydraulique qui permet aux ingénieurs d'identifier comment le sous-sol interagit en fonction de sa composition donnée.

Une fois que les conditions du sol sont étudiées, elles permettent de savoir si le sol offre ou non un support suffisant pour les structures. L'étude de la perméabilité et de la composition d'une sous-surface fournit un aperçu fondamental de la conception structurelle et fondamentale de toute sous-structure en béton. De plus, grâce à l'étude de la perméabilité et de la composition du sol, les entrepreneurs sont en mesure de concilier les écarts avec leur plan de construction d'origine en cas de considérations majeures. Les projets peuvent être complètement arrêtés en raison de conditions de sol inadéquates telles qu'identifiées par des études de perméabilité du sol et de leur lien avec la capacité du sous-sol à supporter la construction prévue.

Lors de la détermination des méthodes d'estimation des réservoirs, la perméabilité hydraulique et les relations de pression jouent un rôle énorme. La manipulation des relations de pression capillaire permet aux ingénieurs d'estimer la capacité d'un réservoir. Relier la pression capillaire, la perméabilité et la chimie du fluide en question permet aux ingénieurs de supposer la capacité du réservoir et la vitesse à laquelle il peut s'écouler.

En rapport avec "perméabilité du sol"

• perméabilité

  

  La perméabilité est une aptitude d'un milieu à se laisser traverser par un fluide de forme liquide ou gazeuse.

• taux de perméabilité

  

  Pour les sols, c'est une quantité d'eau écoulée à travers le sol pendant un temps donné, généralement exprimé en cmheure, mmheure ou cmjour.

• hémiperméable

  

  Est hémiperméable toute cloison ou membrane qui se laisse traverser par l'eau (fluide ou molécules) plus aisément que par les substances dissoutes.

• imperméable

  

  Est imperméable tout matériau dont la texture ne permet pas que l'eau le traverse de façon perceptible sous pression statique.