Mesure de la conductivité hydraulique du dépôt d'argile Champlain de Lachenaie, Québec: théorie et applications

Des mesures précises de la conductivité hydraulique (K) des argiles Champlain sont nécessaires pour la modélisation et la conception de plusieurs types d'applications en génie civil et en hydrogéologie. La valeur de K permet d'estimer la vitesse d'écoulement de l'eau dans le milieu poreux, la vitesse de migration des contaminants et le taux de déformation de l'argile. Ces phénomènes sont intrinsèquement liés : la déformation volumique de l'argile et la migration des contaminants par advection nécessitent un déplacement d'eau dans les pores de l'argile. Les différents cadres réglementaires favorisent l'emploi d'essais in situ pour mesurer K dans l'argile. On préconise habituellement la réalisation d'essais à niveau variable dans des puits d'observation. On démarre ces essais en changeant le niveau d'eau dans le tuyau du puits. La valeur de K est obtenue à partir du graphique des vitesses, un graphe qui représente la charge hydraulique moyenne en fonction de son taux de variation, ou d'un graphique semi-logarithmique de la différence de charge hydraulique en fonction du temps. La valeur de K dépend de la pente de ces graphiques, de la section du tuyau dans lequel le niveau d'eau varie, et d'un coefficient de forme qui dépend de la géométrie du massif filtrant. Dans l'argile, les essais à niveau variable ont un désavantage principal : ils sont longs. Dans les dépôts d'argile Champlain, la réalisation d'un essai à niveau variable typique peut prendre plus d'un mois. Pour réduire la durée des essais in situ, on peut diminuer la section intérieure du tuyau dans lequel le niveau d'eau varie. On peut aussi utiliser l'essai de choc hydraulique. Avec cet essai, un obturateur est gonflé dans le tuyau du puits d'observation pour isoler le massif filtrant. Un volume d'eau connu est ensuite injecté dans la portion isolée du puits. Cette injection génère une surpression qui se dissipe à mesure que l'eau s'écoule du massif filtrant vers le sol. L'essai de choc hydraulique a une durée beaucoup plus courte que les essais à niveau variable typiques. Dans l'argile Champlain, les essais de choc hydraulique durent environ une heure.