Influence des constituants d’un sol sur la résistivité électrique

Abstract

Résumé Durant son histoire géologique, le sol a subit des changements, et altérations à cause des activités anciennes, qui ont modifié ses caractéristiques en proche surface. Au cours du temps, les travaux de terrassement, l’apport des terres et des débris et les possibles déversements des polluants l’ont rendu un milieu hétérogène et complexe à caractériser. De ce fait, les actuelles techniques ponctuelles d’investigation ne permettent pas de préciser la variabilité spatiale des possibles sources de pollution ou la présence des remblais. Cette incertitude peut engendrer des risques environnementaux importants et des surcoûts pour la caractérisation. Depuis les années 90, plusieurs études ont démontré la sensibilité des méthodes géophysiques notamment électromagnétiques au sens large, à la détection et à l’imagerie des sites. L’intégration de ces techniques aux pratiques conventionnelles permet de mieux spatialiser l’information à l’échelle du site. Néanmoins, l’exploitation des données géophysiques reste actuellement qualitative, l’information géophysique est majoritairement utilisée pour définir des zones polluées et non polluées et guider l’implantation des ouvrages. Parmi les méthodes géophysiques, la résistivité électrique présente une très large gamme de variation selon les géo-matériaux. Leur rapidité de mise en œuvre et leur coût relativement modéré, peut permettre une caractérisation des matériaux hétérogènes sur une surface étendue, ainsi qu’éventuellement une détection des variations latérales à l’échelle du site. Notre recherche est orientée sur l’utilisation des méthodes électriques. D’une part pour déterminer la variation de la résistivité électrique en fonction des paramètres physicochimiques du sol tels que la teneur en eau, le degré de saturation, le pH et la concentration de sels, et d’autre part pour étudier l’effet de la salinité sur la résistivité électrique et le comportement physico-chimique et mécanique du sol étudié au cours d’un traitement électrocinétique. Le sol étudié est une argile saline, sodique à forte concentration en sodium Na+ provenant de la région d’Ain Nouissy de wilaya de Mostaganem. Les résultats obtenus seront utilisés afin d’évaluer les propriétés requises pour la caractérisation du sol, ainsi que pour surveiller le comportement du sol in situ en ce qui concerne la concentration en sel pour une utilisation en remédiation du sol. Mots clés: résistivité électrique; teneur en eau; degré de saturation; pH ; sols salins ; traitement électrocinétique, iii Abstract The soil has undergone in its geological history old activities, which have modified its characteristics in the near surface. Over time, earthworks, the transport of soil and debris, and potential spills of pollutants have created a heterogeneous and complex environment to characterize. As a result, the current punctual investigation techniques do not make it possible to specify the spatial variability of the possible sources of pollution or the presence of soil newly deposited. This uncertainty can lead to significant environmental risks and additional costs for characterization. Since the 90s, several studies have demonstrated the sensitivity of geophysical methods including broad electromagnetic, detection and site imaging. The integration of these techniques with conventional practices makes it possible to better spatialize information at the site level. Nevertheless, the exploitation of geophysical data is currently qualitative, geophysical information is mainly used to define polluted and unpolluted areas and guide the implementation of structures. Among the geophysical methods, the electrical resistivity presents a very wide range of variation according to the geomaterials. Their speed of implementation and their relatively moderate cost, can allow a characterization of heterogeneous materials on a large surface, as well as possibly a detection of the property variations on the scale of the site. Our research is oriented on the use of electrical methods. On the one hand to determine the variation of the electrical resistivity according to the physicochemical parameters of the soil such as the water content, the degree of saturation, the pH and the concentration of salts, and on the other hand to study the effect of salinity on the electrical resistivity and the physicochemical and mechanical behavior of the soil studied during electrokinetic treatment. The soil studied is sodium saline clay with a high Na + sodium concentration from the Ain Nouissy Mostaganem region. The results obtained will be used to evaluate the properties required for soil characterization, as well as to monitor soil behavior in situ with respect to salt concentration for use in soil remediation. Key words: electrical resistivity; water content; degree of saturation; pH; saline soils; electrokinetic treatment, iv الملخص خضعت التربة في تاريخها الجيولوجي لألنشطة القديمة ، التي عدّلت خصائصها في السطح القريب. وبمرور الوقت ، أدت أعمال الحفر ، ومساهمة التربة والحطام ، وانسكابات الملوثات المحتملة إلى خلق بيئة غير متجانسة ومعقدة يمكن وصفها. نتيجة لذلك ، فإن تقنيات التحقيق الحالية ال تجعل من الممكن تحديد التباين المكاني للمصادر المحتملة للتلوث أو لوجود السدود. يمكن أن يؤدي عدم اليقين هذا إلى مخاطر بيئية كبيرة وتكاليف إضافية للتوصيف. منذ التسعينيات ، أظهرت العديد من الدراسات حساسية الطرق الجيوفيزيائية بما في ذلك المواقع الكهرومغناطيسية والكشف والتصوير. إن دمج هذه التقنيات مع الممارسات التقليدية يجعل من الممكن تحسين المعلومات المكانية على مستوى الموقع. ومع ذلك ، فإن استغالل البيانات الجيوفيزيائية في الوقت الحالي هو نوعي ، وتستخدم المعلومات الجيوفيزيائية أساسا لتحديد المناطق الملوثة وغير الملوثة ا للمواد ا واسعًا جدًا من االختال وتوجيه تنفيذ الهياكل. من بين الطرق الجيوفيزيائية ، تقدم المقاومة الكهربائية نطاقً ف وفقً الجغرافية. يمكن لسرعة تنفيذها وتكلفتها المعتدلة نسبياً ، أن تسمح بتوصيف المواد غير المتجانسة على سطح كبير ، فضالً عن احتمال اكتشاف االختالفات الجانبية في حجم الموقع. يعتمد بحثنا على استخدام األساليب الكهربائية من ناحية لتحديد االختالف في المقاومة الكهربائية وفقا للمعامالت الفيزيائية الكيميائية للتربة مثل محتوى الماء ، ودرجة التشبع ، ودرجة الحموضة وتركيز األمالح ، ومن ناحية أخرى لدراسة تأثير الملوحة على المقاومة الكهربائية والسلوك الفيزيائي والميكانيكي للتربة التي تمت دراستها خالل العالج الكهربائي. التربة التي تمت دراستها هي تربة ملحية مع تركيز عالي للصوديوم من منطقة عين نويسي مستغانم. سيتم استخدام النتائج التي تم الحصول عليها لتقييم الخصائص المطلوبة لتوصيف التربة ، وكذلك لمراقبة سلوك التربة في الموقع فيما يتعلق بتركيز الملح لالستخدام في معالجة التربة. الكلمات المفتاحية: المقاومة الكهربائية ; محتوى الماء ; درجة التشبع ; درجة الحموضة ; التربة المالحة ; العالج