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Wikibardig:Mesure de la piézométrie

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Sommaire

Mesure de la piézométrie

Il est important de contrôler dans la fondation et dans le remblai la position de la surface phréatique et l’évolution des pressions interstitielles. On peut classer les appareils de mesure en deux types :


  • les piézomètres à tube ouvert dont la longueur crépinée est de quelques dm à plusieurs mètres

Les piézométres sont bien adaptés à la mesure du niveau piézométrique dans les fondations et en rives. Il s'agit de forages de faible diamètre, équipés de crépines dans les sols meubles, à l'intérieur desquels s'établit un niveau d'eau en équilibre avec le niveau de la nappe phréatique environnante. La “chambre de mesure” est, le plus souvent, limitée à une courte partie du forage, la longueur restante étant isolée par un tubage et un coulis étanche. La mesure est basée sur une lecture directe au moyen d'une sonde électrique, au manomètre (si le forage est artésien) ou par une cellule placée dans la chambre de mesure. L'importance du volume de cette chambre de mesure et de sa perméabilité est primordiale.

Dans les remblais, on utilise parfois des piézométres à chambre de mesure longue, en vue de détecter des zones de venues d'eau (par exemple en aval du système de drainage d'un remblai) ; il faut alors veiller que le piézomètre ne crée pas de communications indésirables entre des zones théoriquement séparées. La mesure de niveau ne sera alors pas vraiment représentative d'un niveau piézométrique.

La mesure est basée sur une lecture directe au moyen d'une sonde électrique donnant la différence de cote entre la nappe phréatique et la tête du piézomètre qui aura été préalablement nivelée. La précision de la mesure est de +/- 1 cm. Si le forage est artésien, c'est-à-dire qu'il recoupe une nappe phréatique dont le niveau statique est supérieur au niveau de la tête du forage, on peut l'équiper d'un manomètre. Par contre, ce type de mesure est totalement inadapté dès que le niveau de la nappe est susceptible de descendre quelques mètres en dessous du niveau du manomètre.

La tête du piézomètre doit être bien visible pour ne pas être endommagée par des engins de chantier et doit être équipée d'un bouchon étanche empêchant la pénétration des eaux de pluie ou de ruissellement et d'un dispositif anti-vandalisme (bouchon vissé et cadenas) afin d'éviter qu'on ne vienne remplir le piézomètre.


7 piézo par av Combani.JPG Piézomètre (Photo Irstea-G2DR)

Cours contrôle barrages P.Royet / Irstea-G2DR)Piézomètre à ciel ouvert.PNG


  • les cellules de pression interstitielle (à corde vibrante, à contre-pression)

La pression interstitielle régnant localement dans le remblai est transmise par une pierre poreuse au dispositif de mesure. Les cellules sont posées pendant la construction du remblai et, selon le type, un câble ou des tubulures transmettent l'information au poste de mesure situé dans un local. Le soin apporté à la pose de ces cellules est primordial pour la qualité des mesures ultérieures, d'autant que ces appareils ne sont ni réparables ni remplaçables (sauf installation dans un nouveau forage). Les cellules à corde vibrante sont recommandées pour leur longévité (mis à part les problèmes de fluage dans le temps). Leur précision est de l'ordre du demi pour cent (soit 5 cm de colonne d'eau pour une cellule 0-1 bar).

Les cellules de pression interstitielle fournissent des mesures ponctuelles précises et elles ont des temps de réponse plus rapides que les piézomètres. Le piézomètre à tube ouvert, peu coûteux et de lecture aisée, permet de détecter les anomalies dans la fondation (mise en évidence d’une perte de charge insuffisante), ou dans le talus aval (problème de saturation). On implante alors les piézomètres dans des profils rive à rive (attention au contact avec le tapis drainant). Compte tenu du temps de réponse, le piézomètre à tube ouvert convient mieux aux terrains perméables. Par contre, si on souhaite suivre finement des phénomènes plus complexes, tels que la consolidation des matériaux argileux humides de la fondation, du remblai, la progression de la saturation, l’efficacité d’un drain cheminée, on préfère des mesures ponctuelles de la pression interstitielle regroupées dans quelques profils amont-aval.

Appareil mesure piézo.jpg
Piezometre mano.JPG
Mesure de la piézométrie par sonde électrique (Photo Irstea-G2DR) Mesure de la piézométrie par manomètre (forage artésien) (Photo Irstea-G2DR)



Piézomètre à corde vibrante.PNG Cours contrôle barrages Paul Royet / Irstea-G2DR)

Piézomètre à contre pression.PNG


Ces instruments d'auscultation doivent être régulièrement entretenus.

Références

CFBR (Comité Français des Grands Barrages), 2002. Petits barrages : recommandations pour la conception, la réalisation et le suivi. Coordination Gérard Degoutte. Cemagref Editions-2° édition.

Girard H., Mériaux P., 2010. Ouvrages de stockage d’eau à usage agricole : petits barrages en terre et bassins. CD-Rom Groupama, 138 p.

Poupard M. & Royet P. (2001). La surveillance des barrages. CFGB Colloque Technique, Aix-en-Provence, France.


Pour plus d'information sur l'auteur : Irstea - UR RECOVER - Equipe G2DR


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