Brevet FR2576414A1 — publié le 19860725

La présente invention concerne un appareil de mesure de la perméabilité de terrains et plus particulièrement de formations très faibtement perméables, du type a double anneau. Dans certains cas ,il est nécassaire de pouvoir déterminer avec une très grande précision la perméabilité d'un sol, par exemple pour la mise en décharge de déchets industriels. La mesure du coefficient de perméabilité du soZ permet de ctasser tes sites pouvant être éventuellement retenus à cet effet en plusieurs classes. Ainsi pour les sites de première cZasse, dits "imperméables", pouvant recevoir des déchets industriels spéciaux, le coefficient de perméabilité doit être ésal ou inférieur à 1 .10-9 m/s sur une épaisseur au moins équivalente à 5 m. On connatt actuellement divers appareils pour la mesure de ta perméabilité d'un sol, ces appareils étant encore appelés "infiltromètres". L'un de ces appareils connus, dit à "double anneau",se compose de deux anneaux cylindriques coaxiaux en tôle d'acier, le diamètre intérieur de l'anneau extérieur étant en général doubte de celui de l'anneau intérieur. Ces deux anneaux sont munis chacun, à leur base, d'un couteau permettant de les enfoncer dans le sol sur une profondeur d'une dizaine de centimètres envi- ron. Deux réservoirs permettent d'alimenter l'appareil en eau en maintenant constamment une lame d'eau de S cm d'épaisseur environ à la surface du sol.L'un des réservoirs alimente l'anneau intérieur tandis que l'autre réservoir alimente l'espace annulaire compris entre l'anneau intérieur et l'anneau extérieur, au moyen d'une tuyauterie immergée dans la lame d'eau. On relève périodiquement le niveau de l'eau dans le premier réservoir alimentant l'anneau intérieur et cette mesure permet d'obtenir la courbe de la variation du volume infiltré cumulé, par unité de surface, en fonction du temps, en considérant une infiltration verticale sur l'aire de l'anneau intérieur.Par contre l'infiltration sur l'aire annulaire extérieure à l'anneau : ntérieur n'est pas contrôlée: elle a essentiellement pour but de compenser tes pertes d'eau par écoulement latéral et elle assure ainsi un écoulement pratiquement vertical dans la zone centrale. Si un tel infiltromètre du type à doubtes anneaux permet d'effectuer des mesures satisfaisantes dans un grana nombre de cas, iZ s'est révélé toutefois nettement irsuffi- sant pour fournir des mesures de très grande précision. La présente invention vise à remédier à cet inconvérient en procurant un appareil de conception particutièrement simple, facite a mettre en oeuvre et donnant une très grande précision de ta mesure de l'ordre de 1.10-9m/s. A cet effet cet appareil de mesure de la perméabiti- té de terrains et plus particulièrement de formations très faiblement perméables, du type à double anneau, comprenant deux anneaux cylindriques coaxiaux enfoncés dans le sol et contenant respectivement une lame d'eau centrale contenue dans l'anneau intérieur et une Zame d'eau annulaire contenue dans l'espace compris entre tes deux anneaux, est caractérisé en ce qu'il comprend, a ta partie supérieure de Z'an- eau interne un capteur de proximité faisant partie d'un circuit oscillant,associé à un flotteur flottant sur la surface de la lame d'eau centraZe et portant un élément modifiant la fréquence de résonance du circuit oscillant en fonction de la distance des flotteurs par rapport au capteur, et un fréquencemètre connecté au capteur de proximité pour déterminer la fréquence de résonance du circuit oscillant et pour fournir, à partir de cette mesure, une indication du coefficient de perméabilité du sot. On décrira ei-après,à titre d'exemple non Zimitatif, une forme d'exécution de ta présente invention,en référence au dessin annexé qui est une vue en coupe verticale schématique d'un infiltromètre à double anneau suivant l'invention. L'appareil de mesure de la perméabilité d'un sol 1 suivant l'invention est du type i double anneau, c'est-à- dire qu'il comporte deux anneaux cylindriques coaxiaux a savoir un anneau interne 2 et un anneau externe 3 ayant en général un diamètre interne double de celui de l'anneau interne 2 Ces anneaux sot munis à leur base de couteaux respectifs 2a et 3a permettant de les enfoncer dans le soZ l sur une profondeur d'une dizaine de centimètres environ. Pour mesurer la perméabilité du sol 1 on déverse dans les anneaux 2 et 3 une certaine quantité d'eau de manière à constituer une lame d'eau centrale 4 et une lame d'eau annu- laire externe 5 ayant une épaisseur d'environ 5 cm à la surface du sol. On détermine suite la baisse procressive du niveau de la lame d'eau centrale 4, afin d'er. déduire le coefficient de perméabilité du soZ l. Suivant l'invention l'appareil de mesure comporte, à la partie supérieure de l'anneau interne 2, un support 5 d'un capteur de proximité inductif (ou capacitif) 7 qui est associé à un flotteur 8 flottant à la surface de la lame d'eau centrale 4 et portant un élément modifiant la fréquence de résonance du circuit osciZZant en fonction de sa distance par rapport au capteur. Ce capteur fait partie d'un circuit oscillant dont la fréquence de résonance varie en fonction de la distance à laquelle se trouve le flotteur 8. La variation introduite par suite de la baisse du niveau de la lame d'eau centrale 4 peut être une variation d'induc- tance ou une variation de capacité. Le capteur inductif (ou capacitif) 7 est relié à un fréquencemètre 9 qui mesure en permanence la fréquence de résonance du circuit oscillant et qui permet de calculer, à partir de cette mesure, Ze coeffi- cient de perméabilité du sot 1. En fait la baisse du niveau de la Zame d'eau centrale 4 permet de déterminer le débit d'eau infiltré d'où résulte le coefficient de perméabilité. Ce coefficient de perméabilité est proportionnel à la pente de la droite donnant la variation de la fréquence de résonance du circuit oscillant en fonction du temps. L'appareil comporte avantageusement un thermomètre 10 qui est relié à une sonde thermique 11 plongeant dans la lame d'eau annulaire 5, afin de relever en permanence la température de l'eau et de permettre d'effectuer les corrections nécessaires. Un enregistreur potentiomètrique 12, relié au fréquencemètre 9 et au thermomètre 10, permet d'enregistrer la fréquence et la température en continu. De préférence l'ensemble des dut anneaux 2 et 3 est coiffé d'une caisse isolante thermiquement 12 -afin de prc- téter l'appareil à l'égard des vari-ations de la température ambiante. L'appareiZ suivant l'invention permet de mesurer le coefficient de perméabilité de sols très faiblement perméables et la précision de mesure peut atteindre 1.10-9 m/s. Dans une forme d'exécution non limitative de l'in- vention le diamètre de l'anneau intérieur 2 est de 125 mm et celui de l'anneau extérieur 3 de 320 mm. REVENDICATIONS 1.- AppareiZ de mesure de la perméabilité de terrais et pZus particulièrement de formations très faiblement perméables, du type à double anneau, comprenant deux anneaux cylindriques coaxiaux enfoncés ddns le sol et contenant respectivement une lame d'eau centrale contenue dar.s l'anneau intérieur et une lame dreau annulaire contenue dans l'espace compris entre les deux anneaux, caractérisé en ce qu'il comprend, à la partie supérieure de l'anneau interne (2), un capteur de proximité (7) faisant partie d'un circuit oscillant,associé à un ftotteur (8) flottant sur la surface de ta lame d'eau centrale (S) et portant un élément modifiant la fréquence de résonance du circuit oscillant en fonction de la distance du flotteur (8) par rapport au capteur, et un fréquencemètre (9) connecté au capteur ds proxi- mité pour déterminer la fréquence de résonance du circuit osciZZant et pour fournir, à partir de cette mesure, une indication du coefficient de perméabilité du sot. 2.- AppareiZ suivant la revendication 1 caractérisé en ce que Ze capteur de proximité (7) est du type in ductit. 3.- AppareiZ suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le capteur de proximité (7) est du type capacitif. 4.- AppareiZ suivant l'une quelconque des revenaications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un thermomètre (10) qui est relié à une sonde thermique (11) plongeant dans la Zame d'eau annulaire (5). 5.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ensemble des deux anneaux (2) et (3) est coiffé a une caisse isolante thermiquement (12).