Brevet FR2576415A1 — publié le 19860725

La présente invention concerne un appareil de mesure de la perméabilité ae terrais et plus particulièrement de formations très faiblement perméables, du type à test im pulsionnel. Dans certains cas ,il est nécessaire de pouvoir dé- terminer avec une très grande précision la perméabilité d'un sol, par exemple pour la mise en déchage de déchets industriels. La mesure du coefficient de perméabilité du sol permet de classer les sites pouvant être éventuellement retenus à cet effet en plusieurs classes. Ainsi pour les sites de première classe, dits "imperméables", pouvant recevoir des déchets industriels spéciaux, le coefficient de perméabiZité doit être égal ou inférieur à 1 .10-g m/s sur une épaisseur au mois équivalente à 5 m. On connait actuellement divers appareils pour ta mesure de la perméabilité d'un soZ, ces appareils étant encore appelés "infilt-romètres". L'un de ces appareils con- nus, dit à test impulsionnel ou encore "pulse test", met en oeuvre un procédé suivant lequel on applique un choc kydrau- lique dans un forage percé dans te sol dont o veut déterminer la perméabilité. A cet effet on introduit, dans le fo raoe, de Z'eau que l'on soumet à une surpression initiale et on mesure périodiquement la valeur de la charoe supplémentaire résiduelle qui décroit en fonction du temps. PZus la perméabilité du terrain est grande, plus cette décrois- sance est rapide. Si tes appareils de mesure de la perméabilité du type à test impulsionnel connus jusqu'à ce jour permettent généralement d'obtenir des résultats satisfaisants, ils n'en sont pas moins limités quant au degré de précision qu'ils permettent d'atteindre et au domaine dans lequel sont effectuées les mesures de perméabibité. En effet la mise en oeuvre des appareils à test impulsionnel connus jusqu'à ce jour exige la mise en ptace, dans ur; forage, d'un obturateur gonflable.Or un tel obturateur gonflable ne peut pas être utilisé dans le cas où l'on désire effectuer la mesure de la perméabilité de formations superficielles, telles que des argiles ou des mares, car cet obturateur pertuberait trop les terrains avoisinants. Par aiZZeurs, du fait de l'utiisa- tion d'un teZ obturateur gonflable, l'appareil de mesure à test impulsionnel connu exige un équipement relativement encombrant, comportant notamment un compresseur, ZequeZ doit être transporté par un véhicule. Or il arrive très souvent que les mesures de perméabilité doivent être effectuées e-n des endroits inaccessibles à tout véhicule. La présente invention vise à remédier à ces inconvé- nients en procurant un appareil de conception particulièrement simpZe, de faible encombrement, aisément transportable, pourvu dP moyens d'enregistrement et pouvant fonctionner d'une manière totaZement autonome. A cet effet cet appareil de mesure de la perméabilité de terrains et plus particulièrement de formations très faiblement perméabZes, du type à test impulsionnel, est caractérisé en ce qu'il comprend un tube de mesure enfoncé à force dans un trou foré dans te soZ, d'un diamètre Zéoère- ment inférieur au diamètre externe du tube, ce tube étant enfoncé jusqu'à une certaine distance du fond du forage, l'extrémité supérieure du tube étant fermée d'une manière étanche et étant reliée par des canalisations, par l'inter- médiaire de vannes, à une source d'eau sous pression et à un ensemble mesurant en permanence la pression régnant dans le tube. Suivant une caractéristique complémentaire de l'in Invention l'ensemble de mesure comporte un capteur de pres on et un enregistreur connecté au capteur de pression pour enregistrer en permanence la variation de la charge hydrau Tique résiduelle dans le tube engagé à force dans te sot. L'appareil suivant l'invention offre l'avantage que ' tube de mesure enfoncé à force dans le sol assure ae @ui-même une étanchéité parfaite et ceci rend inutile l'emploi d'un obturateur gonflable. Par ailleurs la mesure de la perméabilité est réalisée en appliquant une surpresston relativement faible, de Z'ordre d'environ 100 millibars, ce qui permet de ne pas perturber les couches superficielles des terrains. Cette sur pression est nettement inférieure à celle utilisée d'une manière classique dans la méthode de mesure par test impulsionnnel, cette dernière pression pouvant atteindre plusieurs bars. On décrira ci-après,a titre d'exempte non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé qui est un schéma d'un appareil de mesure de la perméabilité de terrains quivant l'invention. L'appar-eiZ de mesure qui est représenté schématiquement sur le dessin est destiné à mesurer la perméabilité de formations superficielles 1, telles qu'argiles ou marnes, par la méthode du test impulsionnel. Pour mettre en oeuvre l'appareil suivant l'invention on fore préalablement dans te soZ un trou 2 ayant un petit diamètre a, égal par exempte à 40 mm. Dans ce trou on enfonce à force un tube ae mesure 3 de diamètre externe un peu supérieur au diamètre du trou a. Le tube 3 est engagé partiellement dans le trou 2 de manière à s'arreter à distance du fond du trou et à faire saillie au-dessus du sot. Par exemple si la profondeur totale du trou 2 est de 94 cm, on peut engager le tube 3 sur une profondeur de 50 cm, si bien que l'extrémité inférieure du tube 3 est située à une distance de 44 cm du fond du trou 2. Le tube de mesure 3 est prolongé, à son extrémité supérieure, par deux canalisations à savoir une canalisa- tin 5 sur laquelle est branchée une vanne 6 reliée à une source d'alimentation en eau sous pression 7, et une canaZiratio g qui communique, par l'intermédiaire d'un capteur de pression 9, avec un ensemble de mesure 9 comprenant un enre- oistreur 11, un thermomètre 12, un conditionneur 13 et une source d'alimentation électrique autonome 14 pour le capteur et l'enregistreur, tous ces éléments étant logés dans un coffret étanche 15. Le thermomètre 12 est relié a une sonde de température 16 logée,conjointement avec 12 partie supe rieurs du tube 3, dans une enceinte 17 lsclée thermiquement. e thermomètre 12 permet ainsi de mesurer et de corriger l'effet des éventuelles variations de température au cours d'essais de longue durée (variations diurnes). L'ensemble 9 permet de reZever de la manière habituelle la déroissance de la charge hydraulique résiduelle H en fonction du temps. Un tel appareil permet d'effectuer des mesures de perméabilité en quelques heures,pour déterminer un coefficient de perméabilité avec une précision de 1.10-9 m/s. Cet appareil peut atteindre des degrés de préci ston encore supérieurs, pouvant aller jusqu'à 1.10-12 m/s. REVENDICATIONS 1.- Appareil de mesure de la perméabilité de ter ras et plus particulièrement de formations très faiblement perméables, du type à test impulsionnel, caractérise en ce qu'iZ comprend un tube de mesure (3) enfoncé à force dans un trou (2) foré dans le soi, d'un diamètre légèrement it.- férieur au diamètre externe du tube (3), ce tube étant enfoncé jusqu'à une certaine distance au fond du forage, l'extrémité supérieure du tube étant fermée d'une manière étanche et étant reliée par des canalisations,par l'intermé- diaire de vannes, à une source d'eau sous pression (7) et un ensemble (10) mesurant en permanence la pression régnant dans le tube (3). 2.- AppareiZ suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensemble de mesure (10) comporte un capteur de pression (9) et un enregistreur (I1) connecté au capteur de pression (9J pour enregistrer en permanence la variation de la charge hydraulique résiduelle dans te tube (3) engagé à force dans le sot. 3.- Appareil suivant la revendication2 caractérisé en ce que l'ensemble de mesure (10) comporte un thermomètre (12) qui est relié à une sonde de température (16) logée, conjointement avec ta partie supérieure du tube (3), dans une enceinte (17) isolée thermiquement. 4.- Appareil suivant la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comporte une source a alimentation électrique autonome (14) pour te capteur (9), le thermomètre (12) et l'enregistreur (11).