Une protection naturelle contre l'infiltration des eaux météoriques: La barrière capillaire—Principe—Modélisation des transferts d'eau

Résumé

On présente un dispositif bicouche constitué par un sol fin surmontant un sol grossier qui, intégré à une couverture en matériaux naturels d'un stockage proche de la surface, est susceptible de contribuer à limiter la quantité d'eau qui atteindra le stock.

La conductivité hydraulique d'un sol non saturé est une fonction de son potentiel hydrique d'autant plus rapidement déroissante que le sol est grossier. Pour un potentiel hydrique donné au niveau de l'interface sol fin—sol grossier, la conductivité hydraulique du sol fin peut ainsi se trouver être nettement supérieure à celle du sol grossier sous-jacent. Si un drainage latéral est favorisé—interface inclinée; tranchée drainante latérale—le sol fin peut alors jouer un rôle de drain vis à vis des eaux infiltrées, le sol grossier consitituant une couche étanche.

Un modèle numérique des transferts d'eau dans un dispositif de ce type utilisant un schéma aux différences finies bidimensionnel permet de donner une image précise du concept de barrière capillaire, d'étudier les performances du dispositif en fonction de la géométrie et des caractéristiques hydrauliques des sols et de les comparer à celles d'un système où l'étanchéité serait assurée par une couche d'argile.

Abstract

A two layer device is presented, made by a fine grained soil over a coarse one. Integrated into the cover of a superficial storage made with natural materials, it can contribute to limitation of the water seepage.

The hydraulic conductivity of an unsaturated soil is a function of its suction all the more decreasing as the soil is coarser grained. For a given suction at the level of interface fine—coarse grained soil, the hydraulic conductivity of the fine grained soil can be markedly higher than of the coarse grained soil underlaying. If a lateral drainage is favoured (inclined interface, draining trench), the fine grained soil can then be used as a drain for seepage water, the coarse grained soil making a watertight layer.

The performances of such a device concerning water transfers as a function of the geometry and of the hydraulic characteristics of the soils are studied by using a numerical analysis of the water transfers based upon a two-dimensional model by finite differences.