BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

B.P. 6009 - 45 Orléans (02y - TéL: (38) 66.06.60

MESURES D'HUMIDITÉ "IN-SITU" AU MOYEN

DE SONDES RADIO-ACTIVES ET DE TENSIOMÈTRES

par

J.F. DAIAN

Laboratoire de Mécanique des fluides et des sols

de l'Université de Grenoble

Collaborateur du B.R.G.M.

Département HYDROGÉOLOGIE

Service de recherches expérimentales

B.P. 6009 - 45 Orléans (02) - Tél.: (38) 66.06.60

70 SGN 357 HYD septembre 1970

Résumé

La conjonction des techniques de mesure d'humidité par

sonde radio-active et de mesure tensiométrique des potentiels de

succion ouvre une voie pratique pour l'évaluation in-situ des

transferts d'eau en zone non saturée.

Ce rapport expose les résultats acquis au cours des expé¬

rimentations opérées sur le terrain à Grenoble en 1970, essais

qui doivent être poursuivis en 1971 sur la parcelle d'expérimen¬

tation du Département d'hydrogéologie dans le doraaine d'Orléans

La Source, en vue d'éprouver les possibilités opérationnelles de

cette méthode.

Entreprises en coopération étroite avec le Laboratoire de

mécanique des fluides et des sols de l'Université de Grenoble*,

sous la direction de M. G, VACHAUD, ces recherches entrent dans

le cadre des études méthodologiques générales du Département

d ' hj'^drogéologie (Service de recherches expérimentales).

* ce rapport a été présenté comme mémoire de D,E.Ao à l'Université

de Grenoble,

- o -

AVANT - PROPOS

Qu'il me soit permis de remercier les chercheurs et techaiciens

du Laboratoire de Mécanique des Fluides e^ das Sols qui m'ont apporté leur

aide et leur collaboration dans la réalisation de ce travail, et plus parti¬

culièrement mon responaable de recherche, M. VACHAÜD, Je tiens aussi â expri¬

mer ma gratitude â M. MÂHG&T ct â ses collaborateurs du Département d'Hydro¬

logie du BoR. G. M. dont l'aide matérielle m'a permis de mener â bien cette

étude.

%

Ce rapport est le résultat da la première siinéc d'un® recherche

qui doit se poursuivre encore un an» C'est pourquoi 1 'étude des asoyens de

raesure y tient une grsnde place par rapport am: résultats prfîtiqyes, qui

sont par ailleurs trës partiels. On attend des récultats plus substaneiels

et significatifs de la prochaina caaqjags.® da scaurs*..

SOmAÎRE

Fage

JL£V L r*,Lf1> Uu X XLIri Jt

A - LES >?ESURES "IN SITU"«

>eee«09tto«oo««««*o*« toooiI - MESURS DES PRESSIONS

a) Niveau de la nappe . Piesamâtre ..o.,,» i

b) La succion, Tensioisâtre

c) Dispositif expêriîsentaî

00*60«0»ft0000i ioooeo»o«ooci

o«o0eo«9o 0.» oett*B*o9oe«oo«*oo

6

6

H - MESURES DES TEilHIRS EM EAU ET SES DEKSÏTSSo,

SONDES PJmîOACTIl^ES > O e e o e e o

iofteooe«*«oeoea) Principa ,,

b) Dérive d@8 indications ,

c) Courbes d'étalonnage ,,.

d) Précision du cos&ptage , ,

e) Voluma de nuâsure ,,,..,

o o * I

4 o D o e e e

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B - ETUDE EXPERníEOTAlE DSS SOKDSS RÂDÏOACmVES , , ,0090000009009*0

ï - METHODE oaeooooot keOOO«OOe009000ee09900000A00009o

a) Deseription des échantillons

b) Tableau dss échantillons , . , c

c) Conduite des Esssures et lïrêsîslÈÊfcp, .

£Oûo«eoo oooooooftoeooooe

eooosoe 0000000000000090

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112

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¿mK \A?UÎUbfc& 1/ l't A tiz,6iJ'V': 3èiAu^ 6, ,,,,,,,,», ,oneo«oo«, 00,0

a) Sonde G^irs^ , .

b) Sonds H neutrons , . , .

c) Contrôle de l'êtalommge

)00090«00000000e09000009e9000090990e0090

I0900090990999990099000009999000

000e'*9«f>09909a0999099e99e90

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06

m " ETUDE DU VQï.miE DE I'SSüRE ....,.<, ,, U

fij S^Ï^UC Q niluJ^U^CS 09e999900900C«99909090000e090099999 37

b) Sends oe deû3itl:ê o*o9eoo99o«09990090099 S9

- 2 -

£ - PmilERS RESULTATS DE L'ETUDE EXPERBÍENTALE Dü TERRAHf 20

I - DESCRIPTION DS IA SXtVTION DE tíESURE 20

II " APERÇU DE tA CAMPAGÎÎE DB KESURES BT DSPCUILLEKSNT 2î

m - QUELQUES CARACTERES DU TBRSAIK ETUDIE 22

ï\r " OBSERVATIONS SUR LA COUCHE HÏPSRISURE .., 23

V - CALCUL DE PE8MSABÏLÎTE 24

- 3 -

INTRODUCTION

Une certaine branche de l'hydrologie étudie le mouvement des eaux

souterraines au moyen d'une simplification qui consiste â diviser le sol par

une discontinuité appelée surface libre, au dessus de laquelle on considère

le sol consne sec, et au dessous ds laquelle il est considéré cciraie saturé.

Cette méthode donne des résultats pratiques appréciables, maîs les recherches

actuelles s'orientent vers l^étude d** vo^n^^ment de l'eau dans la sone non

saturée surmontant la surface libre,et bsic^at de rendre compte des transferts

d'eau entre une nappe et la surface du sol, que ce soit l'infiltration des

eaux de pluie, ou l'évaporation,

La station de mesure miee en place au D,U.S.H,H, est destinée â

étudier "in situ" tout â la fois les mouvements de la nappe, qui se trouve

ici S une profoisdeur accessible au3s piesomètres, et l'écoulement de l'eau

dans la sSne non saturée.

Casait dans toute Studs d'écoulsmÊnt, la vitesse et la pression

du fluide sont les grandeurs fondsmentales , Nous ne considérsroî^s dane cette

étude que des écosalssents uni-dimsnsionsiels verticaux;. Il @st difficile de

vérifier cette hypothèse, msis elle est justifiée par le fait que la surface

du terrain étudié @st horizontale dans une large zone entourant la station.

fi) La vitesse v est le débit traversant omc surface unitaire

horizontale, Slle ns représente donc pas 1& vitesse réelle dss particules

d'eau.

^) La praesion de l'sats p est isférisure h l& pression âtssosphê-

rique P^^» à&tta la sone qui sn^rrssnte la stfrfase libre. On l'expriise sommant

80U8 1& forme appelée sueeioa^ ^W" (L),

- 4 -

On définit aussi le poeectiol eapillaira, l'axe des profondeurs

étant orienté positivement vers la bas, par :

<p ^ y-^^ (L)

e) Pour écrire l'équation de continmté, il faut tenir compte

qu'un petit volume de sol donné peut contenir différentes quantités d'eau,

contraireisent aus sols saturés. On définit ainsi la teneur en eau voltsaigue

C7 valusse d'eau coQtentB dans l'unité de voltase de sol (sans dimensions)

qui, en C.G.S., pourra être identifiée dans les calculs numériques â la

teneur en eau taassique «p. (taasse d'eau dans l'unité de volusse).

d) La seeoauSe ^uation du sssuveiseQS est la Loi d© Darcy gënëralisSe.

ir=-K2i::_ KÍ2Í--Í) (2)^^

Le coeffieiesit de proportioniaalité K (LT ) entre le gradient du

potentiel capillaire et la vitesse est la pegz^abilitë» Cette grandeur varie

très fortement avec la teneur e.n oau C/ On adset généralement une loi

= CL (a- G)^ /Cl(6)

L'indice O correspondant â la satissratioa, L'éq^satioa (2) centre

qu*% tm gradient h^'âratslique rami :

-^0 If ^

coffireep®nd tme pressisa hydrostat¿qvie, et tme vitesse aulle (état d'éqtBÍlibre)(

Un gradiose ¿o poteanicl pssiiiif tssi earcet&^istiqttc d'ua éc^suls-

esat ^raee lo hatat* Ua gradient ségatif indique tm êcoi3lG:ssat vers le bas.

e) La rSso la»: ico des Cqjjatioas (5) ^t. (2) íoü-ími-ait m'.ù soluti.oa

théorique du piiOblS^îs de l°e.C'yider;Ji':at s'il crd.33:3Ít u-i£ relation sh^r-pla etïtrc

îa Euccien '/ et la tca'ijtsir es ©su ù' liais î ' cr^p'-TfCieaii® montra qcïî^ dnns

un graphique C'Y $ )p le point rep::«s2n£aeif d'un pafcit voîvese de nul

himid®, au cour^ d'un écauleascnt, se dâplase dans uks zok® cos5)risc entre les

coucbes CH) et (D), qui sent deeritac pour î"hîaaidif ication jusqu'à saturation

du voltSES icitialôD-aat sec et pour le drainage au veiLuma iuitialssacat satnare.

Les courbes ainsi décrites présenteaf. une tràs large variatê sui¬

vant la nature de 1' écoulement c Des cycles d'Hystérésis (c) sont décrits

pour des oscillations leates de la auccion entre deux valeurs estrêmes. Dea

courbes intermédiaires "seanaing cyirvcs" (S) sont décrites pour un drainage

interroapu (voir figure 00) ,

Il résulte ds ces observations qu'aucune solution calculée ne peut

être- dütsáed'un ëcouleiÊent , si l'on ne connais: paa tout le domaine ^r iù

Il est donc Eëesssaire de mesurcr independasEnent sur le terrain

y et Q pour dêterfsiner le chssïp j ( Ôj st essayer une siîEulûtio-a lau-

eêrique en s'appuyant sur des essais ds labcraEoire. Mais la conspleiiitê des

phénomènes naturels expliqua is caractare espirique de l'approche q^s l'on

doit adopter, consse c'est le cas dans ce traxiniil-

A - LES ^í5SUR£Sj^jÍ_jj¿;yü^

Il résulte de £e£ta introduction que doüií grEiide'¿s:£ acA'''o-¿ihls.3 â

la masi^re "in situ", la pr^sEcistî et la teneur eio! doivent eurs ;:".acwrfiss

indspcnd¿s5asnt, EtuîîisîîS sucxcssiv'saieat le piíarJ-pe des ás-jtSí Eathsdes áe

mesure adoptées dans njcre éfct;dso

^ ~ >ÎESgi^ SES PRESSIONS

®) Le niy^zp ¿a la ticppa,^ Piegoaatreo^ (Fig, A3)

On utilisa, ps-j;ï s:îEi5rer ln nivsûii da la suiifaca libre, dSfiaitî

eoioie la surface £Oîîï:e"ïair.2 eS rëgns la prcs>îiori cittosphériqucs ua t'jibc

cppelé picsoaêtre, csrépinS S se partie f.s:£5riLí;-:~c. , et pIoiLgeant soî:s ls r.ri^^iir..

- 6 -

Le niveau de l'eau dans le tube est celui de la sisrface libre, dans la n;2.5u«re

OÛ la pression ent hydrostatique daas le 80I1: ct au dessous de îa e«î:i'sce

libre. Ceci cet conforme â l'hypothèse faite dans 1? introductioa ea d) »

b) La sueeica. _Tengioîrj5£re. (Fig, A2p A3)

Le teasicxStre de chsatier est «aa bs^sic eretsse à parais tras fi«s

enfoneée dans le soi. Un circîîit hydraulique relie la ca^'itS de cette boagie

à ua îsanîîaàitre, Lorsqtise le tenaiesStre est equilibra. Is pression ce l'eau â

l'intérieur de la boïisie est égale â 1& prcssiea dVftu rëgassjît dûRS lo sol

E®n saturé. La bcagie elle-ffiSKe reste saturée ta^Jt que le distaStre des sas-

aisques eau - air daias le sol, liés arbitrairesiiriÈ ü la suôeiea de î'eaîs par

la loi de Juria, est iafërieurc â la pl«s grandis diEeiasion âo pores. Uks fois

la bougie deBSturëe» t®ute masure de-siieat trSs ineer taine. Vin b®a ceat^et

eatre la bougie et le eol est égaiesseist aéeessaire.

L'équilibrage û^ disp®sieif de isuesîsre & pressioa, qui est dsss

netre iastsllatioa «aa sssassStre â pessíüsfe, aSsessite l'éceîuleîEgffiÈ d'uss aer-

tfflia© quaatitS d*eaia, La bsîsgle ©pgsss ^ae eerSsiae rêsi.?t£sse k est Se^'tsle-

Sisntf, VíSíis de plsjîs, le velîExa d'eau dsit s'eesteler leatesetaiÈ: dssîs le ¡i^l au

de la bQ^üsiss jusqu'à e® qçse le g©l ait lïiïïtroîs'i'iî g®îï état initiale

I«® teatps de répease de l'apipareil sesa ¿® £e?isÊi©a da la pesnESsbilitë ds

la bougie, nais aussi des propriétés ¿sn ©el avoisinant. Il est éeae néses-

sair® de rédusire au masiani^a le vollîo d'eau â Ssoüsler, ec shsisisssat îsus ta»be

tea tuibe capillaire très fin. La b®ugie doit rens^.ir ñe^íK cosîditieas eeatr^adic-

Èoire» : ses pares doiveat itre très fias psur éviter la dësaturatioa, tsais

ea perméabilité doit Stre graade. Il faut d@ae des tsatières â pores tzUs fias,

amis trës aesbreu^, ee qtsi eatrafae usa iadiee des ^ides élevé»

c) piepasitif esgpégitBsatffll. C^ig» ^By

Le eiretait hydracallqts® est eoastitiisé par :

- uae eaaae de P.V.C. H l'extréraité de laqtnelle est eollée 1& bs>«ïgie ;

- un tube do aylca de B(,SO la de loag î.*elianÈ la eaaas aa tîibe tsaa ;

- des raceosás ea ssatië^e plastique et des bs^sehsas ea ds^îutebetuKS ;

" deu^ p«£7ges U air ea  et B.

- 7 -

L'ét.^achSité de ce système s'est révélée médiocre. Des fuites se

produisaient fréquenaient, dues vraissemblablement S la fois aux collages

des raccords, au:: bouchons de caoutchouc, et peut être à la diffusion d'air

â travers le long tube de nylon. La purge du circuit a du être effectuée

toutes les 24 ou 48 heures.

Moyennant ces précautions, de.^ mesures satisfaisantes ont pu

être effectuées pendant plusieurs tcois. Ce dispositif a été récemment rem¬

placé par une installation comportant des canalisations en cuivre et per-

toattaat l'enregistrement continu et automatique des succions.

La formule donaant la succion et le potentiel résulte d'un sissple

calcul hydrostatique :

Y - Î2,6 (h -s- 8,5) * s * 1ó " - 112,6 (h * !,5) -e- î

OÛ 12,6 représente la différence des deasitês du mercure et de

l'eau ; h est la hauteur de mercure lue ea em ; 1,5 est le tense correctif

dû eu choix du séro de l'échelle de lecture ; z est la profondeur de la

bougie ; 1 la distaace eatre le bae â isercure et le sol.

Il - MESURE DSS TENEURS EN EAU ET DES DENSITES. SPIRES RABigfeCTI^ES ,

a) Principe

La Esasse voltaaique globale d'un sol 0 est, si l'on néglige la raasse

volumque de l'air, la Bíneos de ea "teneur ea eau" ^^(saasse d'eau par voltisse

de sol) et de sa "deasitê sèche" Pj (nasse de solide contenue daas ua voluate

du sol) en place :

Pour l'étude de l'écoulemeat, la conaaissaacc de P^ (eu 0' ) est

suffisaate. La mesure de la nmsse voluaique globale, P qui periset de caletsler

, fournit d'iatércseaats rcaseignesisats suppléaeataires.Ù

- 8 -

Ces mesures ont fait ua progrès capital depuis que les méthodes

destructives, fondées sur les prises de carottes, ont été renq;» lacées par

lee méthodes d'essploitation radioactives.

Nous ae reviendrons pas sur le principe de ces méthodes, qui a

fait l'objet de aombreuses publications (M. WACK), Rappelons seulement que

la soade de "deasitê" (plus exactes^eat de ¡msse volisaique) utilise la détec-

tioa d'ua rayonnement gansa émis par ime source, et partiellement dévié et

absorbé par le eol ; la sonde d'humidité utilise la détection des aeutroas

leats créés â partir du rayonaesieat d'une sc^irce par les chocs avec les

aoyau3E d'hydrogêae, présents esseatielleasat dans l'eau.

Eacaaiaoas loaintenaat plus ea détail ce qui est utile â la bonne

conduite et â l'interprétation des mesures.

b) Dérive des indieatioas.

Il peut se produire que le eosiptage dans ua échaatilloa donné

varie. Ces fluetusitioas ont ¿eues causes. A lec^ terme, l'intensité du rayoa-

aexeat éauLs par la soiutree décroît suivant «îae loi eKpeaentielle. La période

des sources étaat de l'crdre de quelques dizaines d'années, des variations

assez sensibles peuvent être observées. Oa a constaté uae légère décroissance

des comptages effectués dans des eoaditioas ideatiqucs pour la sonde gasnsm,

en six mQ»is de mesures. A plus court tersse, les propriétés de l'easejoble du

dispositif électronique de déteetioa et de eiomptage peuvent fluctuer avec la

charge des batteries, la température et l'humidité.

Potsr remédier â ces dérives, oa effectue, avant et après chaque

série de tsesures des co^aptages dits "sta^ards", peur lesquels la rende est

placée daas @oa eaeeiate de transport. Ca rapporte le coniptage relatif â ua

poiat de mesure (N potsr la deasitê, M pour l'husiidité) ^ la issyeaae des six

coatptages standards (Ns et Ms) effecttués ea des temps égaus. Les grandeurs

earaetéristiqtsee de la densité et de l'husádité scat alors ;

H H

Hs Ho

- 9

c) Courbas ó ^ étaloaa.gge!acrw-TirT.¥?iw>

Ce seat les courbes donnant le ccisptage relatif (ra ou a) ea foas-

tioa des masses voluaiques i P ou P^) d'ua échaatilloa hosaogèae de maté'

riau*

La forsie générale de la courbe d'étalonnage d'une sonde gazci:^

(Fig, A4) s'esEplique aiasi :

- peur îsEîe deaaifcê nsille, le rayeaassaeat priscitif ne raasoatre

atseun obstacle, si ce a'est l'eaveloppe de la sonde, et le tube d'aeeès ;

il n'est pas dévié et le détenteur a'est touehé par atiseua rayoa,

- â Hsssure qyie la deasitê croît, la déviatioa du rayoniseaseat

s'iateasifie et les eo3çit^ges eroisseat, ^siis sij^ltaaésacat, 1 'abaorpssioa

augoisatep teadaat â dimia^^er l'iateasito parveaaat au «¿étecteur. Le c@îHpt&ge

passe donc par tm SE^i^iram^ pais tead vers 0.

Le® pârasîàtres da est te seîsrba dépeadeat évideasEseat de la dispo-

sitioa relative de ia senaree et da détecteur, aiasi qw& 3e la forsse et de

la taille de eelui^^i. Les seades seat diiseasioansee de façon que la sSae de

densité iatéressée par les sols se trempe daas la partie la plus reetiligae

de la courbe. Oa adiset deae ©a gSaéral la fors^le :

On adaaet gêaSxalessiEnt que la ceîsrbe d'êtaleaasge d'uae saaáe â

netatroaa^ C^ig, AS) est ^sae droite, (ou quelquefois, tme eourbe légèrssseat

paraboliqtse) . Cette droite qui ae passe pas par l'origine a pour équation

^Vl z. CL (f^i- f/^

- ÎO

En effet, la présence de matières autres que l'eau a'est pss

absolument sans effet sur les neutrons rapides. î.e tence r^ (teneur ea eau

équivalente du sol en place sec) exprime cet effet, qui est biea entendu

proportionnel â la masse volumique du sol, de sorte qu'il est plus comsasde

de mettre l'étalonnage général sous la forme :

où w ::; J (masse d'eau par uaité de masse du sol sec)

W^ est alors caractéristique de la nature chimique du sol. L'utilité pra¬

tique de cette forms sera examiaée pour aotre cas.

d) Prêeisiea^ du comptage

Le comptage effectué daas des coaditioas deaaées est ua phénomène

aléatoire répondaat â uae loi de répartitioa de Poisson. Si la valeur théo¬

rique d'ua comptage est N, le cosi^tage observé â 95 % de chances de se trou-

ver daas uae marge d'iaeertitude égale â 2 V N. La smtrge d'incertitude sur

la rooyeaae de b comptages effectués dans des. ce>aditiea8 ideatiques est :

if

Les incertitudes relatives soat respectivesisat :

L'incertitude sur les rapports a et m sont donc :

4i . -£- + -1

e) Volusse de masure

r*¡

Il résulte du principe des soades radioactives que le rayoaaesieat

qui pairvieat au détecteur est S»difié par tout le voltss&s de sol qu'il tra¬

verse. La mesure a'est donc pas ponctuelle, et se trotave eatachêe d'erreur

si l'oa travaille daas tsa sol dont les propriétés varioat rapidcmeat aves la

profoadeur, ou si elle est pratiquée â prossimité de la surface du sol.

- ÎS -

Oa défiait un ceatre de atssuro pour la soade. On le détcrmiea expS-

rimeatalemeat ea approchant de la sonde, successivemeat par le haut et par le

bas, ua obstacle et ea notaat les points â partir desquels le comptage est

loodifié seasiblemcat par l'obstacle. Le milieu du segmeat ainsi défiai est le

centre de mesure. Autour de ce centre dc mesure, la zoae aeasible est défiaie

par le rayon de mesure (cf. BELL, S 969).

En ce qui coacerae la soade ü aeutroa, oa admet uae formule doa-

aaat ce rayoa, en fonction de l'équivalent en eau de ;.'^tchaatilloa :

^ = íí./ie,(^,vrt )] , ;e, ^ ''' fff^-'"ou

U^ K r Lo^ f^oU ^ -. -i/d Loj m

La défiaition précise de ce rayoa a 'étaat pas doaaée, aous avoas

admis qu'il s'agissait de la distance jtssqu'â laquelle oa peut approcher la

sonde de la svtrface du sol, saas eoismettre sur le comptage une erreur stspé-

rietire è :: %, le paramètre Ro étaat foactioa du pourceatage x choisi. Cette

iaterprétatioa est doaaée sotss totate réserve. Emis l'étude expéritseatale

montrera sa vraisemblaace.

- 52 -

B - ETUDE ECTERmSKTALE DES SONDES RADIOACTIVES

L'objet esseatiel de cette étude, qui s'est étendue sur plusieurs

taois, était d'établir les cotirbes d'étalonnage des soades "Nuclear chicado"

P 20 (deasitê) et P 19 (htsnidité) afia de dépouiller les mestures faites stir

le terraia. Accessoiremeat , des observatioas sur le problème du voltsme sen-

isible oat été faites, cnis elles a'oat pas donné lieu, jusqu'à préseat, â

des applications pratiques daas l'interprétation des mesures.

Il faut souligner que le matériel utilisé était destiaê â l'éta-

loaasge des soades par transmission, qui aëcessitent detsx tubes d'accès.

L'étalonnage des sondes P 19 et P 20 a été faite â cette occasioa, ee qtd.

explique que le dispositif expériisental ne soit pas parfaitemeat adapté û

l'éttide des soades simples.

I - KETBODE

La taéthodo d'étaloasage eoasiste â ampaeter (Ses échantillons de

sol a densité et tenetsr ea eati variables et a y effeettser des ecssptagee.

a) Deseriptioa deo^ ^ ëchaatilloaa^

Los échantillons oat été coastittaés avec tm sol prélevé entre S et

2 a de profoadeur, deas le voisinage de la station de taesure.

Ils oat été mis ea place dans tm bae dont leo ditaeasioas sont ia-N

diqtiées sur la figure BI. Celtii'-ci eon^rtait les detix ttsbes d'r>eeês verti-

eatac aéeessaires i la istiee ea place des sondes par transmissioa* Le plus

petit de cea ttibea était ideatiqtie atz tt^ standard titi lissé potss les soades

siaplesa

Les ttibes d'accès étant âispcsés daas le bae, six cetichcs de sol

étaient stieeessiveEBeat eceçaetées, doat le poids était caletslé de façon â

parvenir exaeteoeat an aiveau dts bord du bac La pesée dts sol aiasi tsis ea

place a perois le caletsl de la deasitê globale de l 'échaatilloa.

- 83 -

On remarqtae sur le schéma que le tube daas lequel ont été effec¬

tués les comptages avec les sondes sif&ples se trotsve II proximité d'une paroi,

ce qui potivait auire è l'exactitude des mesures. Chaque vois qtse la tenue de

l'échantillon le permettait, oa a donc mis ea place, au ceatre dc l'ëclian-

tilloa, tm second tuba d'uceès daas lequel d'autres comptages oat été effec¬

tués. Pour cela, oa a utilisé la néthode de mise ea place dee tubes d'accès

de chaatier : tm avaat *-trou était creusé daas le sol au moyea d'ua long

carottier de diamètre légèrement inférieur â celtii du tube. Celui-ci était

ensuite forcé daas cet avaat - trou. y.,e "tube 2" présentait l'avaatage d'être

plus éloigaé des parois. Ea revaache, sa méthode de mise ea place risquait de

remanier légèreiseat le sol avoisinant.

b) Tableau dcs^éehaatillpa.^.

23 échantillons ont été aiasi coasitutés, répartis ea 5 séries de

teaetir ea eau relative W respectivement voisiaes de 8,5 % ; 9,5 Z ; H % ;

83 Z : 14,5 %,

Les susses voltssiqtsea absolues soat réparties eatre 1,176 g/cn e

et 1,984 g/em , ce qui cotsvre largeaeat la soae des densités reaeoatrées sur

le terraia* Ea revaache, la ssoae coaverte par les teaetars ea eats ma;:23ique

Py/ , «'étalant eatre 0,107 et 0,2485 est aettement ea dessous des valeusrs

reaeoatrées eur le terraia, qui avoisiaeat généralement 0,4. Oa a jugé utile

do déteraiaer â titre de coatrSle ua poiat supplémentaire de la eourbe d'é-

taloanage se trotsvaat daas cette zoae.

Cot échaatilloa a été réalisé avec tm sable grossier saturé.

Le tableats coa^let des échâatilloas est doaaé ea aaaexc.

c) Cpadtiiite des ts^gtaras et restai tats

Des CQoptages oat été effeettués à des cotes s (distaace de la

etarfaee de l'échaatilloa ati ceatre de soasare) variaat de 5 cm en 5 ca eatre

5 cm et 55 ca (tube 1), entre 8 ca et 53 oa (ttsbe 2, potsr des raisoas de

eoBSDodité des

- 14

A partir de ens mesures, dont le tableau co'iuplet est dontié en

aaaexe, oa a pu tracer les courbes du comptage relatif m ou a, ea fccctioa

de la cote z, pour chaeuae des sondes et peur chacun des tubes 1 et 2.

Dctcc exemples caractéristiques de ces cotirbes soat doanées Fig.

B2. L'exoaple de l'échantillon 18 montre des cotirbes que l'oa pouvait s'at-

teadre â obtenir daas ua échaatilloa hoîsogèae » fort gradient de comptage

au voisiaage de la surface, puis net palier pour la régioa centrale de l'é-^

chantillón.

Les courbes do l'échaatilloa 22 mstteat ea évidence des varia-

cioae du cossptage daas la régioa centrale elle-SEisse. Ceci est dû, pensoas-

aous, à tsae hoiaogénéité imparfaite de 1 ' échaatilloa.

Daas tm cas eossse daas l'autre, la cotarbe met biea ea évidence

la soae ou les ecmptages soat perttsrbés par la surface du sol. Oa obtient

alors des eossptages relatifs m., m»» ^«* ^2'' ®^ caleulaat la ssoyeaae des

cots^tages non perttsrbés. Les ceasptages sont smarqtiés d'tme croix daas le ta¬

bleau p.

II - COURBES D'ET/iLOIîMGE

a) Soade ^ Ga-tgaa

L'easemble des points relatifs at2X 24 échaatillons seat portés

8ti7 le graphiqtie figure B3» Âtictme différence reprodtictible ae peat Stre

en évidence eatre les taestires effecttsées daas les ttsbes 1 et2, Ea effet,

IMîur ehactm des écîmatilloas, les ecs^tages relatifs â chaeua des tubes soat

a^teemsat distiacts, et les poiafs relatifs atix paliers respectifs soat très

aettez»at séparés (voir Fig. E2). liais les eoszptages daas le ttsbe 2 seat

taatSt systéjsatiqtaesssat stspériettrs, taatSt syotématiquemeat iaférietirs U.

caux du ttibe I. l^lgré des teatatives diverses, auctme loi râglesseataat ces

différeaeos entre les detas ttsbes a' a pu Stre taise ea évideace.

Kotss en eoacltseroas qu'elles ae scat pas dtses S la proximité de

la paroi potisr le toibe 1, et qa'ea coaeéqaeace, le volts:;® de tsestsre de la

eoado gasasa ae s'étead pas, daas le seas horisoatal, ats-delà de 17,5 esa de

l'axs de la sonde.

- 15 -

Deux causes peuvent être â l'origine des différences observées,

- Une mauvaise homogénéité de l'échantillon, telle que la densité

au centre est tantôt supérieure, tantSt inférieure â la densité au voisinage

du tuba 1,

- Uae mauvaise mise ea place du tube 2, dont oa a parfois observé

qu'il était ea mauvais contact avec le sol, aurait une iaflueace seasible et

aléatoire sur le comptage.

Des calculs de régression ont été effectués sur les points obtenus

avec les detix tubes :

tube î tube 2

pente - 2,347 - 2,306

ordoeaée à l'origine 3,1420 3,0923

coefficient de

corrélation 0,9934 0,9796

La meilleure corrêlatioa du ttibe I semble accréditer la seconde

hypothèse. C'est pourquoi, ea définitive, aous avons choisi cossoe équation

d'étalonnage :

- 3,1420 - 2,347 n

Atictme comparaisoa ae peut Stre faite avec l'étalonnage fourni par

le coastructetsr, qui a été vraisesiblablement établi û l'aide d'ua tube d'accès

différeat.

d) Soade â neutron

Le graphique figure B4 met ea évidence une diffêreace aoa aléatoi¬

re eatre les meaures effectuées daas le tube 1 et celles dti tube 2, L.se pro-*

ximité de la paroi provoque tme minoratioa des comptages daas le tube 1.

Nous soiones doac conduits â ae reteair, pour établir la cotirbe d'étaloaaage,

que les 15 poiats du tube 2.

Oa tr&uvera figtire B3 ua graphique sur Icqtsel oa a porté :

- 16 -

- la coisrbe d* étalonnage fournie par le conotrtscteur ;

- les poiats correspondant aux î5 ëchantillons, différenciés par

tranche de densité sèche ;

o le poiat fourai par l'expérience suppléíaeatairo,

La direction géaérale du nuage des 15 points semblerait confirmer

la peate fouraie par le coastrtictetir. Cependant oa observe uae différence de

positioa seasible des poiats suivant la densité sèche, et si oa inscrit ea

regard des poiats la valeur de la deasitê sèche, il est possible de tracer

approsia&stivemeat des droites è ^i coastant, dont la peate est sensiblemeat

stipérieare U la peate globale. On est donc conduit â peascr que le pente gé¬

nérale dts atsage a'est pas représentative , en raisoa d'une mativaise répartition

dos teneurs en eau pom: chaque série â O^ constant. De pltss, les droites

ainsi tracées oat am meilleur alignez^at avec le poiat fourai par 1' échaa¬

tilloa Qtspplémeataire que l'ensemble du auage.

Ces observations coafinseat ce que nous avions aaaoacé sur l'ia-

fltteaee de la densité sèche. Cependant, du fait qu'elles se rapportent seu-

lecsat â tme sonc inférieure de teneur en eau, nous a'avosia pas jugé qu'elles

étaient stsffi8a!sa£at stireo et précises pour établir au^^ériquemeat cette ia-*

Sltssncoe

En coacltssioa de toutes ces observatioas, il notss est ai^parta que

la cotirbe d'étaloanstge la plus vraisea&lable ocrait obtenue ea joigaaat par

mua droite :

- ie p®iaÈ es&yea du ntiago des Î5 j^oiats j

- le point fotirai par l'échantillon stspplëtentaira.

Oa adsisttra ainsi la foroaile :ft

JP- 0,265 a

L'ordoaaée â l'origine P' » 0,002 eera considérée ccaaîE illusoire,

c) CoatrSle ^ de_ 1 1¡ étaleanage

JL) Lors «3e la siise ea place du tube d'accès, quatre carottes o>at

été prises dans l'avant-trots* Des cosptages ont été effecttsés auss nSs^s cistes

- 17 -

iraaédiatesaeat après la mise ea place du ttibe. Cette opération fotirait quatre

points d'étalonaage portés sur les courbes figure B6.

Les résultats sont satisfaisaats, compte teau est erreurs in^or-

taates dont soat eatachées les aaalyses de carottes.

ii) Ua autre contrôle est fotirni par les toastures sur le terraia,

Att cours de la période des saestsreo, pltis da 1,50 m de terraia s'est trouvé

au dassotis d« la stirface libre, de sorte qa'on pouvait faire l'hypothèse

qu'il était sattiré daas cette période. Oa trouvera p. les profils de comp¬

tages m (s) et n (s) correspondant.

L'état de saturation fournit en effet tme équation stspplémeataire.

Du fait de l'absence d'air, tout le voltsse est occtspé soit par l'eau, soit

pair les grains de sol, de esssso specifiqtie absoltie 6 *

&

6-

avec

a'oû

fi/-

=

P- e

&-4

La tséthode de ecsatrSle est alors la suivante : on calcule jOâ par¬

tir du cet&ptago a» en stspposaat exacte la cotirbe d'étalonnage des dcasités.

On pisut alors calculer Q cossse précédeim^at. Oa vérifie ensuite que les

poiats (s, ^) Goafinseat la eourbe d'étalonnage d'hiu^aidité* Le graphiqtie

figtise B6 Bsoatre qti@ les résultats cbteaüss avec B « 2,6 g/cm , valeur repré¬

sentative du sol en placOp sent satisfaisants*

Os ne sera pas étonné que certains poiats de ce graphiqtae s'écar¬

tent QOtablesBent des autres* Ils correspoadeat e\2s. coaes du profil où les

eoB^tages vairieat fosteasat cor des distaaces inférietires â la dimension

caractéristique dti vtslio»» do i»sstiure des soades* Les eosspteges sont, daas ces

sonos, entachés d' iraportantes erretsrs*

XII - ETDBB SP VOLUbS PS K3SÜ5S

Sofflda^^d^'htasdLdité

Cssces l'icdiqsse la foreule sigaalée au paragraphe ÎS - e, chapitre A

- 18 -

il est intéressant de prendre potsr par isètre le comptage m réalisé daas

l'échantillon hoaaogêne loin do tout obstacle. C'est pourquoi, stir le gra¬

phique figure B7, aotis avons porté, potir chsqtse échaatilloa, m ea abscisse,

et en ordonnée le comptage u' relevé ¿ u.ae distance de s » 8, S3, 18, 23 de

la surface du sol. Oa obtient aiasi les droites seasibleiseat parallèles â la

presiière bissectrice* Stir ce graphiqtss, oa petit atissi tracer les droites

passant par l'origine :

a' « ta (I ~

ta' « w (1 - 80/100)

ra' » w (1 -

Les intersections de ces droites avec les précédeates doaaeat, ea

fonction de Ue Ifi distance d de la surface â laqtselle oa eosaeset tme erretir de

5, 10 et 20 %. Après avoir reporté ces poiats sur le graphique logaritlî^qtie

(d» a) (Fig« BS), on constate qu'il est possible de faire passer par chaetme

de ces séries de poiats, des droites de peate 8/3, qui s'ajtisteat de fa^oa

satisfaisante. Ceci confinée l'interprétation qta® aous avions doaaé de la

forffissle du ffayoa ds sasstare*

Ainsi, on eeBs:ast tme erretir de 5 Z sur ie comptage, ea s'{

chant d'tm obstacle d® 20 ca si m » 0,5 ( fvr" 0,83) ; 86 eia si d = B if^ 0,27) ;

83 ssa si u " 2 C P>0,52).

Ls présence da la paroi au ^i^isiaage du ttsbe 1 perrast d'éttndier

la dissnsion earaetéristiqtce du voltsie de t&esure dans des directioas hori-

so3&tales« Si, eossaie le prévoit la for ce voltisse est sphériqtse, l'in¬

fluence d'tme etsrface verticale doit §tre idsatiqtie â celle d'tme stirface

horisoatalo placés â mlsua distance. C'est es que l'en vérifie de façoa

satisfaisaate sur le graphiqt&e figtsre B 9, où l'on a porté en abscisse le

comptage effeettsé daas le tta&o 8 dont l'axe est situé 21 67, 25 cm de la

paroi verticale, et en or&scsiéts les comptages relevés ñ la cots 88 c^a, daas

le ttiSia 2»

- 89 -

d) sonde ^ dis_ dea!si té

Suit le graphiqtie ?i$* B 10, en a porté o ea foactioa du cc:q>tage

Qaoyea dans le tube 8, ls eos^tage è 10, 85, 20, 25 cs de profondeur, aiasiù n

que les droites >~~> > 20, 10, 5 %*

n

XI en découle qtie, daas l'easeiisble de la seae ustselle de densité,

les errstirs de ces^taga â 20 et 25 cm sont négligeables.

L'erreur sur le cossptage est d'environ S % potar 85 est et 15 %

pour 10 cm*

Qiassem nous l'a^i^xms signalé, atseuae éttide du volume de issestire daas

la S(sa3 horizontal n'a pu otro faite. Il eesn^le totitefois ae pas s'éteadre

eu-delS de 87 ces*

- 20 -

C - PREMIERS RESULTATS DE L'ETUDE EXPERIMENTALE DU TERSAIH

Notis doimerosui daas cette partie les résultats de 7 mois de

mesures "ia situ", et les prenderes observatioas et eoaclusioas qui ea

découleat. Outre qu'tme nouvelle casspagne de mesures est prévue, ces pre¬

miers résultats eux mêmes potirroat faire ultérietiremeat l'objet de calculs

pltis approfondis que ceux que nous présentoas ici, doat l'ambition se limite

à donner tm aperçu des possibilités offertes par notre statioa.

I DESCRIPTION DE L& STATION DS MESURE

i

La station est ii&plaatée sur uae pelouse horisoatale, dépourvue

d'arbres iisportants, sittsée â uae centaine de mètres de l'Isère. La aappe

libre a oscillé dtsrant la période de mesures, entre 2,50 ot 0,80 ta de profon¬

detir.

Elle cofsporte ;

a) Un tube d'accès poKg sondes redio-actives, pensettant des me¬

sures jtÂsqu'â tme profondeur de 3,00 q*

b) Un ense2î3ïle de 6 teasicaStres , doat le principe et la réali¬

sation ont été exposés plus haut, placés aux profondeurs 8 S, 35, 45, 65, 85,

805 ca.

e) Sise piésimStges , doat tm est placé â la partie centrale de la

station, et les autres répartis autour afin d'observer la pente de la nappe.

(ce pffoblèsss ne sera pas évoqué ici)»

XI est â noter que ces iastel¿®tioas n'ont pas toutes été mises

en place en tssaae testps.

Accèssoireesnt, d'autres indications pourront Stre relevées : -

- 21 -

d) Pltiviométrie. Il noua a été possiblo de aous proctirer les

earegi8 tremente pluviométriques effecttsés par le service météorologique du

C.E.R.A.F.E.R, , doat les appareils soat iastallés â tme ceataine de mètres

de notre statioa.

e) Le aiveau de l'Isère pourra êti;e relevé, tme échelle limni¬

métrique se trotivaat aoa loia de la statioa.

Ces iadicatioas a'oat pas été exploitées jtisqu'ici.

f) Un goada^e^ de recoaaaissanee a été effectué. Des mesures gra-

uttlcteétriquas oat été faites sur différeates couches de terrain.

XI ressort de cette descriptioa que deux principatix aspects petr¬

vent itre éttidiés grâce â cette statioa :

- Fltsctuatioas de la nappe libre, infltseace du aiveau de l'Isère

stsr celles-ci, tranemittivité du terraia. Cet aspect sera laissé de coté

dans ce travail.

- Infiltratioa des eatne de pluie et êvape^ration, pcrs&éabilité.

XI - APERÇU DE LA CAKPAGNS DB MESURES.

1) D'octobre 8969 â avril 8970, uae cii^tiaataiae d'e^iploratioas

coi&plètes des profils hydriques oat été faites. Les caesures piésoa:étriques

ont été faites à partir du 8er novesibre 8969. Les tensiscsètres oat été ms

en placo l« 24 Bsre 8970*

D'octobre â janvier, des explorations coziplètes de profils, de

20 ea en 20 ca, â la sotide de densité et â la sonda d'humidité, ont été

«ffectuées systésffîtiqtseiasnt tme fois par sessaine.

De janvier & ttars, l'accent a été mis sur l'éttide de la tsesure

de l'htssidité, en cSne tessps qtie des laestsres txs>ins espacées ont été faites

afin d'étudier les fltscttiations dans tm intervalle de testps plus cotirt.

- '¿'¿ -

Ces deux premières périodes ont permis de se familiariser avec

le maniement des sondes, et de dégager certains caractères génératix du

terrain étudié.

Safia, en avril, les tsesures combinées de teaeur ea eau et de

succioa oat dotmê lieu è ua premier calcul de perméabilité.

2) Dëpcuillcgent des ^mesures. La pltipart des dépouillemeats des ,

tracés de graphiques ont été effectués â l'aide de l'ordiaateur lEH 1130,

Ea vue de la systématisatioa des mesures et de leur exploitation

les cantes de données ont été établies suivant tm schéma fixe.

On trouvera cn annexe tm ii^dèle de ces cartes.

Cette dis|[K)8Ítion permet de repérer aisément daas les différeats

programmes de calcul les dormées aécessaires ; elle ae portera pleiaetoeat

ses fruits que lorsque les mesures eeroat plus aombreuses.

Les principaux prograsuses réalisés jusqu'à présent soat :

- calcul et tracé de profils hydriques et de succioa ;

- calcul de perméabilité, dont aous étudierons plus ea détail la

B^thode.

XII - QUELQUES CARACTERES DU TERRAIN ETUDIE*

On trouvera fig* C! le tracé de 8 profils hydriques choisis pour

la répartition des hauteurs de nappe libre indiquées sur le graphique en

regard de la date.

Ce tracé laet en évideace tme très nette différence de comportcmint

entre le couche de terrain située entre 0 et 1 ,50 m, et celle située eatre

1,70 et 3,00 a.

XI faut aoter que la laesure â la cote 160 est faiisséa par uae

détérioration du terrain observé lors de la taise ea place du tube d'accès.

23 -

Alors que la couche supérieure ne semble guère influencée par le

aiveau de la nappe, les profils hydriques de la couche inférieure sont, su

contraire, ea étroite corrêlatioa avec cette dernière. Entre ces deux ccsuches

il existe tme discoatiauité.

Ces observatioas sont 'à rapprocher du tableau p. et du tracé

fig* C3, qui représente les profils dc deasitê sache calculés pour 10 autres

exploratioas* Ce tracé montre que la densité sèche h une cote donnée est

8:'asiblemeat enastante daas le tetqts. Oa pouvait s'attendre è ce résultat,

mais il coafinae "è posteriori" la validité des mesures. Il tsoatre d'autre

part que les deasitês sèches soat eeasiblemeat plus grandes daas la couche

iaférieure du terraia,

Eafia, les cotirbes graaulonétriques doanées fig,C3 montrent

r:|j;':.*cir.7'^ un» aette diffêreace de nature catre les sols de la couche supé¬

rieure, «t ceux de la couche iaférieure.

L'easemble de ces observatioas permet de dégager quelques eoa¬

clusioas, et d'ea tirer parti pour la conduite de l'étude.

- La couche supérieure est coastituée d'un terrain siltetix,

d'assez grande porosités Soa degré de saturatioa descend rarereat au dessous

de 80 Z et varie relativemeat peu. On peut s'attendre, en raisoa de sa gra-

aulomêtrie, è ce que sa perméabilité soit faible. Il est peu sensible ^.u

niveau de la nappe, du moins lorsque celle-ci est assez profonde, et les

variations de teaetir ca eau daas cette soae soat dties principalcmsat â l* in¬

filtratioa de la pluie et à l'évaporation.

- La couche iaférieure, au contraire, préscate d' impor tf^r^^f^î^s

fltictuatioas de teaeur en eau, ea étroite corrêlatioa avec le aivesu de la

nappe* La pluie setnble sans influence sur elle, et l'on peut en conclure

qu'il s'agit d'une zone de grande penséabilité, où les écoulements soat très

rx^tides.

IV - OBSERVATIONS SUR LA COUCHE INFERIEURE

 partir des observations que nous venons de faire sur la couche

inférieure, one hypothèse est vraisecblable : l'eau serait dans cette zone

- 24 -

voisine d'un état d'équilibre hydrostatique, de sorte que, si z est la cote

d'tm poiat et H la profondetir de la nappe, la succioa ea ce poiat serait

voisine de

Y= Z - tt

Ea adtaettaat cette valeur dc 7 , oa peut alors tracer, pc*jir Z

doimé, la courbe (« , ^ ) du sol coasidéré. Les résultats scat doaaés,

pour différeats niveaux, sur les graphiques fig. C4. Les courbes obtenues

ont ea effet l'allure générale des cotirbes {"j , ^ ), Il est â aoter

qu'elles oat été établies potir tme période où la nappe montait presque coas-

tsasa^nt. Oa obtieaârait aiasi des braaches d'htsaidificatioa.

V - CALCUL DE PESKEABILITE.

I) Priacipa du calcul. (Voir fig. C5). La loi de Darcy :

asntre que potsr calculer ^N , il est nécessaire da connaître, â tme coto

donnée, et â tm iastaat, la vitesse et le gradient de potentiel. Pour ce

faire, aous disposons des profils de teaetir en eau et de potentiel atsK

instants u , et 't'-^d't^a ¿¿^^ étant considéré ccsesse petit*

a) La^^_f^adieat^ de |?oteatiiel p^ peut être calculé è partir du

profil de potentiel ntioyea entre les instants t ez t' -t- d(^

b) Calcul da la vitesse. Ea iatégrcat les profils hydriques, oa

peut calculer le stock d'eau compris eatre les cotes ? et ^

La variation de ce stock pendant l'intervalle de temps cCt" ecst

égale & la différence d®e voltasiffîs écoulés à traders les plane de cote ^et ?

'\r ¿tr ^ nTc Jà ^ cL^

"ht:

- 25 -

Oa peut aiasi calculer la vitesse ^ â toute cote ^ , si l 'oa

connaît la vitesse ^IJq en tm poiat quelconque du profil. Pour cela, on re¬

cherche géaéralemeat stir le profil de potentiel le poiat de vitesse nulle

caractérisé par /0. q

e) Coaaaissaat aiasi V et .^ ea tout poiat, on calcule

2) Réalisation du calcul» Ce calcul a été réalisé â l'ordinateur

à partir de 13 profils de tenetir en eau et de potentiel dont on trouvera

des exesqtles fig. 06.

Il est clair que les msstsres sont faites de façon discoatiaue :

- dans l'espace» Les tensiomètres étant disposés â des cotes

fixes, on ne peut calculer que le gradient de potentiel moyen entre deux

points de laestire. Ce gradient est affecté au milieu de ces deux poiats* Il

en est de o^ma pottr les teaetirs ca eau*

- dans le tes^ts* La variation du stock d'eau n'a -été calculée que

lorsque l'intervalle de teaçs séparant detix mesures ae dépassait pas 36 h*

XI en résulte que le calcul comporte de aeisbreuses iaterpolatioas

proportionnelles, et des iatégratioas approxisatives par la atétbode des

trapèzes, pour les calculs da stock d'eau*

3) Résultats

On a ainsi pu calculer les teneurs en eau, les vitesses, et lès

pemSabilités, potir les cinq cStes eu sont calculés les gradients de poten¬

tiel, ceci pour 2 profils seuletaent, sur les 83 dont notis disposions. Ea

effet, les autres profils ne cc^ortent pas de point de ^tesse nulle, l'é-

cotilcBent se faisant vers le bas dans toute la sons e^tplorée par les ten-

sicsâtrese Ceci s'explique en cas de pltsie, sais lorsqu'il ne pleut pas, le

point de vitesse nulle se trotffve proche de la surface, et na peut être

observé.

- 26 -

Les résultats mettent en évidence la nécessité de faire des me¬

sures de succioa è proximité icsaédiate dc la stirface. De plus, il serait

boa de potsvoir calculer la vitesse, cerne lorsqu'il n'y a dans le profil au-

ctm poiat de vitesse aulle. Le moyea pourrait ea être fourai par la tsise au

poiat d'ua fltisanètre.

Les résultats doaaés ea annexe ne pertsetteat pas de vérifier la

loi de variatioa KC^Ji á'tmc part, ils soat trop peu aosabreux ; d'autre

part, les variations de teneur en eau observées à tîne ctce uutmée seat du

m^ae ordre que l'incertitude sur la mesure. Il ea résulte uae erreur rela¬

tive ûsportante â là fois sur le calcul d@s stocks d'eau, doac sur le calcul

de la vitesse, et sur la valeur de ê^ qui correspoad è la valeur calculée

de /^ » Ceci B^t ea évidence tm aetsvel iacoavéaieat de la méthode de cal¬

cul fondée sur la déterraiaatioa du poiat de vitesse aulle. Sa effet, le cal¬

cul a'est possible que lorsque l'évaporatioa est telle que le poiat de vi¬

tesse aulle est dans le chassp exploré par les teasiczsètres. Or c'est préci-

sémeat â de telles périodes que les écoulesseate , doac les varîatioas de 0

soat les pltts faibles. La vitesse est alors calculée avec tme très matsvaise

précisioa»

- 27 -

CONCLUSION

Au terme de cette première année d'étude, tm certaia aombre de

poiats soat acquis.

En premier lieu, l'étude expérimentale des sondes radioactives .

nous a permis d'établir leur étalonnage de façon satisfaisante ainsi que la

connaissance de leurs propriétés essentielles.

Les nombreuses mesures sur le terrain ont penáis une bonne connais¬

sance de es propriétés générales et de es particularités, qui sers utile è

la conduite des mesures â venir.

En ce qui concerne les résultats numériques et particulièrement,

le calcul de perméabilité, qui constitue ua ceatre d'iatërêt esseatiel de

notre étude, nous nous sommes heurtés à im obstacle dû â la fois è la na¬

ture de notre terrain, où les variations de teneur en eau sont relativement

faibles, et è la méthode de calcul ; oa peut ea tirer des leçoas pour les

études ultérieures.

Le calcul de perméabilité étant fort imprécis, il ae faudra pas

attacher une importance excessive aux cussures prises individuellement. Il

faudra au contraire disposer de très noiâ>reu3es valeurs, mime Í!q>réci3es, et

analyser les masses de résultats par les méthodes statistiques, fondées sur

les calculs de corrélation*

Dans le domaine de la tsultiplication des mesures, des résultats

intéressants petivent être attendus du dispositif d'enregistrement automa¬

tique des succions dont on trouvera tme photographie en annexe.

Il faudra d'autre part perfectioaaer la méthode de calcul, car

celle qui est préseatëe ici ae s'applique qu'è tm petit aombre de cas pra¬

tiques.

N" éch.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

20

21

22

23

24

P

1,336

1,502

1,579

1,286

1,516

1,603

1,691

1,791

1,208

1,465

1,678

1,576

1,842

1,758

1,595

1,447

1,176

1,895

1,231

1,511

1,627

1,802

1,984

< y.

8.711

8,115

8,187

9,774

9,690

9,549

9,380

9,2875

11,292

11,3315

11,007

11,020

¡0,881

13»06

13J07

12,872

12,930

12,756

14,546

14,638

14,554

14,523

14,314

P/L

1,229

1,389

1,460

1,171

1,382

1,463

1,547

1,639

1,085

1,307

3,512

1,420

1,66!

1,555

1,410

1,2822

1,041

1,681

î .075 <

3,318 (

8,420

8,573

1,736

P^r

0,107

0,1127

0,1195

0,1145

0,1339

0,1397

0,5440

0,1522

0,8225

0,8481

0,1664

0,1565

0,1807

0,2031

0,1848

0,165

0,8346

0,244

11,564

\\ ,929

0,2067

0,2285

0,2485

Ot-.

0,7871

0,6931

0,6709

0,7936

0,6927

0,649A

0,6036

0,5825

0,S'JSO

0,7087

0,6.?54

0,6703

0,5413

0,5787

0,6461

0,7264

0,8276

0,5422

0,82SO

0,6965

0,6425

0,6009

0,4892

nt.

0,6735

0,6101

0^5799

0,6942

0,6185

0^6510

0,5594

0,5699

0,6300

0,6998

0,4587

0,6926

0,6399

0,5475

0,4790

i^/l

0,2935

0,3458

0,3630

0,2954

0,4090

0,4577

0,5018

0,5142

0,3158

0,4381

0,5653

0,5038

0,6722

0,7253

9,6805

0,5823

0,3447

0,7823

0,4880

0,6854

0,6922

0,8059

|o,9558

i^iy

0,4935 1

0,5284

0,5633 1

0,5028 1

0,6049

0,5611

0,7029 1

0,7740

0,670oJ

0,5S7oJ

0,8489 1

0,6S83j

0,7597

0,2669 1

0,9963 {

T^LBAU DSS ECHANTILLONS :

Deasitê ; teneur en ei... .««sique et volt ; densité sèche, comptage

moyens non perturbés pour les tubes 8 ot 2.

cm

20.

. 40.

60.

80.

100.

120.

IAO.

16Q.

180.

200.

220.

2A0.

260.

280.

300.

20.

40.

60*

80.

100.

120.

140.

160.

180.

200.

220.

240.

260.

2B0.

SCO.

Pgtcm^ e /â g/cm^ porosité

3.142

1.803

1.7.4 5)

1.677

1. 891

1.811

1.737

914

781

770

1.685

1.9 54

027

100

688

0*

1.

1.

2.

2*

1.

1.885

1.878

1.842

1.830

1.915

1.877

1.34 7

1.008

1. 806

1.821

1.744

2.046

2.058

2.124

2.203

6 Novembre - Cote de la nappe 267 cm

0.4141

0.41.5 6-

0.3894

0.3410

0.4325

0.4394

0.4109

0.0906

0.0717'0.1329

0.1156

0.1836

0.3593

0.3274

0.2952

727

.387

.356

.335

.459

371

.326

0.824

1.709

.637

.570

.770

.668

.772

.393

0.4295

0.4396

0.4422

0.4711

0.4514

0.4752

0.4820

0.1157

0.0941

0.1726

0«159n

0.3012

0.3689

0.3378

0.^912

1.455

1.438

1.399

1.3 59

1.463

1.402

1.365

0.893

1.712

1.649

1.584

1.745

1.689

1*766

1.912

0,4861

0.4977

0.5049

0.4594

0.4918

0.5085

0.6947

0.3668

0.3936

0.4184

0*3441

0.38 21

0.3434

0.4839

3 Décembre - Cote de la nappe 254 cm

0.4609

0.4672

0.4814

0.4966

0.4578

0.4805

0.4941

0.6691

0.3657

0.3892

0.4132

0.3526

0.3 740

0*3384

0*2918

deçro do

saturation

0.8549

0.7825

0.6754

0,9413

0.6933

0,8079

0.1305

0.1957

0.3377

0.2763

0.5337

0.94 02

0.9534

0.6100

0.9318

0.9410

0.9185

0,94 «5

0.90 5 8

0.98B5

0*9754

0*1729

0.2573

0 . 44 3 5

C.38 6S

0*8513

0*96 63

0.9982

0*9981

16 Avril - Cote de la nappe 161 cm

20.

40.

60.

80.

100,

120.

14 0.

160.

180.

200.

220.

240.

260.

280.

1«

1.

1«

1.

1.

1*

1.

1.

2.

1.

1.

2.

2.

2.

-897

888

i862

851

935

8E4

868

59 5

000

979

.947

057

0 9?

072

0*4261

0.4402

0.464 5

0.4708

0.44 5 3

0.4771

0.4501

0.2 641

0.3210

0.374 A

0.^093

0.33 2 1

0.3524

0.3 50 2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

11

1

1

1

.471

.447

.397

.380

.489

.407

.3 88

.331

.6 79

c604

.53Í3

.725

.74?

.72.Í

0.4550

0.4637

0.4822

0.4886

0.4452

0.4736

0.4 8 57

0.50 6 7

0.3781

0 . 4 3 C 1

0.36:-8

0.3 5 54

0 . 3 Í- :^ 1

0.9355

0.9494

0.96 3 2

C.9637

0,9934

0,996 9

C,98>^5

0.5212

0.64 8 9

0.92 30

C . 9 5 1 4

0»9203

0.99 17

0.96 69

TABLEAUX DE CALCUL - relatif â trois

séries de mesures.

CALCUL DB FERI-IEABÏLÏTE

1) Calcul effectué pour les profils établis le 16 - 3 â 9 h. et le 67-3

â 83 h.

Profondeur

(cm)

25

40

55

75

95

Teaeur en

eau moyenne

0.437

0,443

0,434

0,468

0,4S0

Gradient

sasyea

0,448

0,850

Vitesse

(cîa/h)

- 0,375.10-3

0,405,10-3

0,288.10-2

0,450,10-2

0,598 0,607,10-2

Perméabilité

(cm/h)

0,322,1,-3

0,322,80-3

0,496.80-2

0,450.80

0,801.80-8

2) Calcul effectué p». ,®s profils établis le 2Z - 3 á 80 h* et le 23 - 3

â 80 h.

25

40

55

75

85

0,430

0,448

0,438

0,472

0.468

- 8,354

0,0063

- 0,220.10

0,0857

0,880

0,826

-2

0.102.80-3

0^425.80-3

0,668.10-2

0,665.10-2

0,162.80-2

0,162.80

0,269.1

0,605.80

0,528.80

-8

t

e

* '_o

00 Al Piézomètre

tub«

copiMoire

tube nyltfn

vers tensiomètres

conne

bougie

î I

t-'d //'//

~

-

yr, v»

r, //,y

1.1 >'

1,5 cm

TABLEAU DE LECTURE

A2 Schema des tensiomètres

comptage

<. û 5 >

A4 Sondes gomma

.îcomptage

A5 Sondes o neutrons

t

60

Bl Cuve d'étalonnage0,7 Op

0.7

- î' '

0.8

EO

40

60

Z cm

tube I

A tube 2

A

A

^

+ \\

2 2 \

A

' A+ ;

^'V I^- / 4

18

z cm

B 2. Etalonnage- Profils de comptage

n

0,8

Q7

0,6

0,5

+ tube I

A tube 2

^ +i.

B3 Etalonnage de lo sonde gamma

+

A

1,0 1.5 2,0

Pqlcrn^

ETALONNAGE SONDE A NEUTRONS

0.2 .-

0.1

^L

I- »

A tube!

+ tube 2 B4

w 0,9

0,4 _

A ''

0.5 _

0,2

0." ^

y

A

A++

/

A carottes

+ saturation

0.5 1,0 m

0 l:

0

0,485

e

etolonnoge du

const ructeur

0,3

r

0,2

0,1

A /

y

0 1,4- 1.5

e 1,5 - 1,6

A 1,6 - 1,7

___L__1,0 2,0

m"

1,0

0.5

d cm

+ 8

A 13

V 18

D23

B7

/

0 Q5 1,0 m

m

h

.\ \1.0 l- + . A \

0,5

D

+ \\ A

^ \ r: D

+ 20%

A I 0 %

a 5%

B8

A

0,1

-t \ \

i

10

1 i. _t -L. i- X-i

50 IOO dem

VOLUME SENSIBLE (neutrons)

1.0..f

4- +

0,5 _ + n

0,5

B9

1,0 n(i8cm)

n'

0,8

0.6

0,4

).V

A

V

D

1J

d cm

10

IS

20

1

0,8

.. .1 .

n

BIO

0,1 0,2

IOO

200

9-2

A-

V

4.2

29

o-

1

e-

4«

3 12

1712

SOO

0.3 0.4 0,9 6

V «3 +

(SfQVt B

a (Eies

mfy

2 (em)

Cl Profils hydriques

1,0

o i +-

50

(00

150

200-

250-

2 cm

1,5

Hh

2,0 Pf ,g/cm

C 2 Profils de densité sèche

0,001 bm)

C3 Courbes granulométriques

Z = 240

Q

Xxx-

/

A>î<

A X-

H1111111h

Z= 220

X>7

eH111-

X X-

\h-i-

.:^X

HHh -1i1-^H

Z=200

.X X"

>^^'^ ^'^^'

H!h

I I -\h!h-

-X""

_l11¿-

Z = 180

e

X-

/'

X

vXX XX- xx-

e0,5

-I111111^1

-50 0

-X-

-I-h

_,f.j.

H1ii11-

-11-1\11-h tf

100

C4 Courbes {^/^, 0)

(c&uche inforioure)

e -<#>

C5 Principe du calcul

de perméabilité

0,45 0,50 Q

20-3 I6h

-200 (jbcm

CS Profils de teneur en eau(+)

et de potentiel (^) - Drainage

/

date

lieure

In

o

a

tn e 8 u r O S

ti fTSeîîTI ! I I

r<^^:?:9ZÍ5eA$Zí'fP/ii^.í^nS.lCr20.1^P(:AZ^^^

V

: o c o o o o R o o o o o o o G g D o o o o n o o o o G o o o o o D o OOOO o o D o 9 oooooooooo o D G o o o o o 3 « G o o p o >: G G eI , 3 « 5 í )( s 10 II 17 13 14 15 IG IMS -S 73 31 IJ 2J ¿« ': JC :; :í 2J JC 31 3; 31 30^ Jt 5¡ 3f M «O <1 42 « «4 <5 « <7 <S (1 50 fl 52 53 '.I 55 ït V 5J S5í; 51 62 tJ t» SSíCÉI ÏS 60 7J il 7J 7; i4 75 )» V 7. 73 eS

1 1 11 n 11111111 111)1 11111 11 II 11111 11111 11111 11111 111 1 111111111111111

22222 22222222222 2 22 2222222222222222 2222 2222222 222 222222 222222222222222222

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

44U444444444444U4 44444444444444 4 444444444 4444444444 444444444 4444444444444

555555 5 55555555 55555555555 55 555 5 5555 55555 55555 55555 55555 55555555555555

CE6666C6SE6£6666S66E8Gb Ü 66B6G6eC6 6 E 6 6 6 6 G G C S 6 G G 6 6 6 S 6 S 6 S C S 6 S 6 6 F G B 6 G 6 6 E 6 6 6 G B 6 E E C

7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 ? 7 7 ? 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7

88888888888 8 J.88 88 88888 88888 88888 88S88 88888 88888 88888 88888 88SE88S838

S83S3S399939 9 9 S 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 B 9 S 9 9 9 9 9 9 3 3 9 9 9 D 9 9 9 9 9 3 9 3 9 9 3 9 9 3 9 9 S 9 9 9 9 3 5 8 3 9 9 9 3 9 3I } 3 4 s e 7 I 9 10 11 t? 1] 14 15 le ¡7 19 » 20 31 22 33 2(2535 27 28 29 39 31 32 33 34 J5 JS 37 3t 39 «0 (I 42 43 44 45 45 47 4:49 50 51 52 53 5< 55 SB 57 53 5i EO El (2 U E4 eS ES CJ :< ÍS >l! 71 72 73 14 ISJS3; UiltO

.MESURES RADIOACTIVES

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heure

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GOOD

4 s t ? t

1111

22 22

3 333

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5 55 5

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7 7/77

S99 9S4 5 t 7 (

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0 0 0 0 0 G 0 C D 0 0 0 3 0 0 0 Q 0 0 3 0 0 D 0 C,0 P 0 0 0 0 0 3 GOO 3 D 0 0 0 3 0 0 C G 0 C C 0 0 D C 0 ü G ú D G C C S C C Cs 15 li '? 13 H 15 15 17 If 13 20 31 72 23 24 35 ;6 27 ;» 23 3C 3132 3134 35 33 3133 35 40 41 42 43 44 4545 «) <i 45 53 ¡l 5.^53 54 55 56 ^7 55 59 50 EU: 83 t4 55 t! £; 63 Ij ?: 7, 1: ;3 74 75 76 77 73 73 W

1 1 1 1 1 1 M 1 I 1 1 1 11 11 11111 11111 111111111111111111111111111111111111111

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ? 2 2 ? 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 n 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

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TENSIOMETRES

CARTES DE DONNEES

h Ulfi/mlff h 1 1

VUE GENEPALE DE LA STATION

Tube d'accès et sonde à neutrons. Nouveau dispositif tensiotnétrique

N T E R I E U R E du nouveau dispositif tensiométriquf