Les essais de perméabilité pour étudier l infiltrabilité

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1 Les essais de perméabilité pour étudier l infiltrabilité Julien HABERT CETE Nord-Picardie (CEREMA au 01/01/2014) 2ème EDITION INFILTRER LES EAUX PLUVIALES LES ENJEUX DES ESSAIS DE PERMEABILITE

2 Sommaire de la présentation Problématique des essais de perméabilité Différents essais de perméabilité pour étudier l infiltrabilité l essai Porchet l essai Matsuo les essais en forage : l essai Lefranc l essai Nasberg Prise en compte de l effet d échelle Ou et quand faire les essais?

3 Problématique des essais de perméabilité Il existe une grande variabilité d essais pour mesurer la perméabilité» K» Spécifiques en fonction de la problématique étudiée Épuisement de nappes dans les chantiers de génie civil Pompage Infiltrabilité Différents protocoles (et différentes échelles) In situ (sur le terrain) En laboratoire Imperméable Très perméable Plages de perméabilité variables k (m.s-1) sol 10-2 Grave Sable Limon Argile

4 Principe général des essais Principes communs Apport (injection) ou prélèvement d eau (pompage) => pour l infiltrabilité, on regarde la possibilité du terrain à absorber => préférer les essais par injection Régime de l essai => 2 choix On maintient le niveau d eau en injectant le débit nécessaire On regarde l évolution du niveau d eau après une injection initiale Des normes européennes, françaises ou de «simples» protocoles

5 Principe général des essais Chaque couche de sol a sa propre perméabilité K L infiltrabilité à une cote donnée dépend de ces différentes valeurs et de l agencement des différentes couches de sol k1 k1 k2 k2 Quelle perméabilité? La perméabilité du sol sous ou au dessus de la nappe La perméabilité verticale, horizontale ou un mélange des deux

6 Essais de type «Porchet» Essai «le plus simple» => Idée : mesure de la baisse du niveau d eau dans un forage circulaire => On mesure les perméabilités verticale et horizontale => minimum trois essais pour une maison d habitation (circulaire du 22 mai 1997) k (m.s-1) sol 10-2 Grave Sable Limon Argile

7 Essais de type «Matsuo» (1/2) Essai réalisé en 2 phases : Phase 1 : excavation (pelle mécanique) de 250 cm Phase 2 : allongement de 100 cm Maintien du niveau constant => Les 2 phases permettent de suppression les «effets de bord» et l obtention «précise» de la perméabilité verticale

8 Essai de type «Matsuo» (2/2) Parfois également appelé «essai à la fosse», avec un protocole variable Réalisé en une seule phase (une seule taille d excavation) En suivant le niveau d eau au cours de l essai Dimensions non fixées k (m.s-1) sol 10-2 Grave Sable Limon Argile

9 Essai Lefranc Essai pour les sols sous la nappe Nécessite de réaliser préalablement un forage Maintien (débit imposé) ou suivi du niveau d eau Terrain naturel Nappe Mesure principalement de la perméabilité horizontale Suivi du niveau d eau Injection k (m.s-1) sol 10-2 Grave Sable 10-8 Limon Argile

10 Essai Nasberg Essais pour les configurations sans nappe Protocole d essai identique à l essai Lefranc => uniquement par injection => maintien ou suivi du niveau d eau => Similitude avec le fonctionnement de puits d infiltration Terrain naturel Pas de nappe

11 Effets d échelle Attention au choix de la longueur de la crépine Cas 2 : cavité longue Cas 1 : cavité courte Q K1 << K2 (=Ken grand) Terrain naturel Q Terrain naturel Réseau de fracturations

12 Importance de l orientation de la fracturation Cas 2 : Essai Matsuo Cas 1 : Essai Lefranc Q K1 << K2 (=Kouvrage) Q Terrain naturel Réseau de fracturations

13 Synthèse Synthèse sur les essais de type «Porchet», «Matsuo», Lefranc et Nasberg Essai d eau Volume investigué Apport ou prélèvement d eau Perméabilité mesurée Essai «Porchet» Petite échelle Apport Verticale et horizontale Essai «Matsuo» Moyenne à grande échelle Apport Verticale - - Essai Lefranc Petite échelle Apport à imposer Horizontale (et verticale) NF P NF EN ISO (annulera la NF P ) Essai Nasberg Petite échelle Apport Horizontale (et verticale) - NF EN ISO Essai en forage Cadre réglementaire actuel Futur cadre règlementaire Circulaire du ministère de l environnement n du 22 mai

14 Où et quand faire les essais? => étudier l infiltrabilité en plusieurs phases : Première phase : «dégrossir» la géologie (préliminaire) Deuxième phase : quand la technique et les cotes des ouvrages d infiltration sont connues => Lien avec la norme sur l enchaînement des missions géotechniques NF P (décembre 2006) : révision à apparaître : missions G11, G12 et G2 => adapter les essais à l avancement du projet surface disponible, implantation du projet, volumes à infiltrer => Le choix des essais revient au géotechnicien, en fonction du projet et de la géologie prévisible

15 Merci de votre attention!