L’écoulement de l’eau dans les sols

1. L’écoulement de l’eau dans les sols • Le mouvement de l’eau dans un sol génère des forces d’infiltration qui vont avoir une influence sur: • La stabilité des sols (boulance) • L’érosion interne des sols. • Pourquoi l’eau s’écoule-t-elle dans un sol?

2. L’écoulement de l’eau dans les sols (suite) • L’eau s’écoule sous l’effet d’un gradient hydraulique (i) • i = perte de charge / unité de longueur • Qu’est-ce qu’une perte de charge?

3. L’écoulement de l’eau dans les sols (suite) • L’eau dans un sol (en un point donné) porte une quantité d’énergie due à : • Sa position • La pression qu’elle subit • La vitesse à laquelle elle s’écoule • Exprimée par l’équation de Bernouilli

4. Types de charges • Figure 7.1 Illustration des différents types de charges

5. Pertes de charge • Charge de pression : la pression engendrée par la quantité d’eau au dessus d’un point considéré. • Charge de vitesse : souvent négligeable. • Charge d’élévation : souvent constante. • L’écoulement de l’eau dans le sol entraine donc uniquement une diminution de la charge de pression en un point donné. • Perte de charge = variation de hauteur d’eau.

6. Forces d’infiltration • Directement proportionnel au gradient hydraulique. • Agissent sur la contrainte effective • Notion de contrainte totale • Pour un écoulement ascendant  diminution de la contrainte effective  diminution de la capacité portante

7. Contraintes totales z sv=gz sh=Ksv

8. Contrainte effective et pression interstitielle g1 zw g1zw gsat z sv u g1zw+gsat(z-zw) gw (z-zw)

9. Boulance • Les particules de sol flottent dans l’eau et ne peuvent supporter aucune charge. • Survient surtout dans les sables et sables silteux. • État de boulance est atteint lorsque: • Feau = Fsol + eau

10. État de boulance Figure 7.3 État de boulance

11. Gradient hydraulique critique (ic) • Gradient hydraulique qui provoque la boulance. • Facteurs influençant ic : • Densité relative du sol • Indice des vides

12. Exemple de boulance Figure 7.4 Batardeau de palplanches

13. Détermination de la profondeur critique • Figure 7.5 Profondeur critique

14. Érosion interne • Migration des particules causée par une vitesse d’écoulement assez élevée. • Peut compromettre la stabilité du sol et entraîner la dégradation des ouvrages que supporte ce sol. • Se produit surtout avec des sables fins et des silts.

15. Érosion interne Figure 7.11 Érosion interne

16. Filtres • Utilisation de filtres pour bloquer l’érosion. • Les filtres: • Bloquent les particules fines tout en laissant passer l’eau. • Sont placés entre le sol à protéger et le sol migrateur. • 2 types: • Granulaires • Géotextiles

17. Les critère de conception de filtres granulaires • Tableau 7.1 Critères de conception

18. Exemple: granulométrie d’un filtre granulaire • Figure 7.13 Courbes granulo

19. Les géotextiles • Fibres synthétiques • Tissés ou aiguilletés • Barrière perméable (filtre) • Avantages • Extensibles • Résistent aux efforts de traction et déchirures • Conservent leurs qualités filtrantes