Etude des caractéristiques hydrodynamiques des sols par la méthode TDR (time domain reflectometry)

Résumé

L'objectif de cette étude est la recherche, en laboratoire, d'une relation entre la teneur en eau volumique (θ) d'un sol et la constante diélectrique (ε) et l'impédance (R_L) du même sol. Cette relation est établie en utilisant la méthode TDR, une technique qui permet de suivre en même temps la teneur en eau et la conductivitéélectrique (et l'impédance) d'un sol d'une manière continue. Par la suite, on vérifie la possibilité de calculer la succion du sol en utilisant la constante diélectrique et l'impédance du sol. Nous suivons aussi la variation de la teneur en eau au cours d'un essai de retrait. Les résultats des essais montrent une dépendance de la mesure de la teneur en eau avec le type de sol et la conductivitéélectrique du liquide, lorsque le paramètre TDR utilisé est l'impédance du sol. La constante diélectrique est donc le paramètre à utiliser pour caractériser la teneur en eau d'un sol. Les résultats obtenus lors des essais de retrait faits sur trois bentonites ont montré la possibilité d'utiliser la méthode pour les fortes teneurs en eau et pour le contrôle de l'humidité des barrières étanches.

Abstract

 The object of this laboratory study was to determine any relationship between the soil volumetric water content θ, the dielectric constant (permissivity –ε), and the impedance of the same soil (R₁). Time domain reflectometry (TDR) allows the measurement of material dielectric constant and impedance by determining electromagnetic pulse transit time and pulse attenuation. Using the established relations of the TDR method, it is possible to trace the volumetric water content and electric conductivity (or the impedance) of the soil simultaneously in a continuous manner. It was hoped that, thereafter, it may be possible to calculate the soil suction using soil permissivity and impedance. TDR measurements were carried out for different leachates and soils. Relationships found in previous work by the authors were used to compare water contents given by the TDR method with water contents obtained by drying the soil samples. The test results showed a relationship between water content and soil type and the electrical conductivity of the liquid when the TDR parameter was soil impedance. It was concluded that permissivity could be used to characterise the soil's water content. This relationship is used to study the changes in bentonite water content during air drying. Volumetric water content and impedance vs time curves allows the determination of shrinkage limit.