element hydrogéologie souterraine

Ababou 2233 exercice de cours calcul de pour une

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Unformatted text preview: aisons eau-grains en zone insaturée : effets de la tension interfaciale (capillarité) et autres liaisons (argiles). Approfondissement : énergie totale de liaison, potentiel thermodyn., extension de la notion de pression interstitielle (pression capillaire, succion). 79 ELEMENTS D'HYDROLOGIE SOUTERRAINE – CHAPITRE 2 MILIEUX POREUX R. ABABOU 2.2.2.1 Tension interfaciale (ou superficielle) 80 ELEMENTS D'HYDROLOGIE SOUTERRAINE – CHAPITRE 2 MILIEUX POREUX R. ABABOU 2.2.2.2 Hauteur de (re)montée capillaire Equilibre d'un ménisque eau/air sous l'effet de la tension interfaciale dans un tube "capillaire" (fin) : la hauteur de montée capillaire liquide/gaz dans le tube à l'équilibre est : hTUBE 2σ cos(α ) = (ρ LIQ − ρGAZ )g r (loi de Laplace-Jurin-Young) où « r » est le rayon du tube, hTUBE est la position verticale du ménisque dans le tube (hTUBE > 0 pour une montée), σ est la tension interfaciale [N/m], et α l'angle de mouillabilité (α ≈ 0 pour un liquide parfaitement mouillant). Dans le cas eau/air/verre, on peut prendre α ≈ 0 et ρAIR << ρEAU = ρ, d'où: hTUBE = 2σ ρgr . (loi de Laplace-Jurin-Young pour le système eau/air dans un tube en verre) Par contre, dans le cas où le liquide est non mouillant, on a une descente capillaire au lieu d'une montée. Ainsi, dans le cas mercure/air/verre, le mercure est parfaitement non mouillant (α ≈ π) et on a descente capillaire (hTUBE < 0). 81 ELEMENTS D'HYDROLOGIE SOUTERRAINE – CHAPITRE 2 MILIEUX POREUX R. ABABOU ■ Exemple numérique de montée capillaire eau/air : Tension interfaciale eau/air/verre: σ ≈ 70 dynes/cm (unités CGS); Tube capillaire en verre lisse de diamètre 100µm (cent microns); Montée capillaire de l'eau : h ≈ 30 cm environ. ■ Démonstration physico-mathématique de la loi de Laplace : équilibre gravito-capillaire, hauteur capillaire (équilibre des forces de volume et de contact)… …EN CONSTRUCTION : cf. schéma provisoire ci-contre 82 ELEMENTS D'HYDROLOGIE SOUTERRAINE –...
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