poids spécifique du sable iz: 1 — =: 2,635,
volume de sable dans le tube zz: i - =3 39,23 ,
rapport entre le volume du sable et l’eau renfermée dans ses interstices
Ainsi que la remarque en a déjà été faite à plusieurs reprises , ces chiffres étaient constants pour toutes les sortes de sables, à grains d’égale grosseur.
Les volumes des grains des quatre sortes de sable sont :
Un mélange à parties égales fut maintenant fait entre les sables 1 et N". 2 , et un autre, aussi à parties égales , entre le 3 et le 4. Or, quand le tube avait été rempli d’un de ces mélanges, par le procédé connu, il présentait un poids de 279 grammes, c’est-à-dire le même que lorsqu’il était chargé d’un sable homogène. Quand , au contraire , le tube contenait un mélange de ^7®. 1 et 3 , de N®. 2 et î^®. 3 etc. , le poids était plus grand. Les sortes î7®. 1 et N®. 2, et les sortes N®. 3 et N®. 4 ont donc la propriété que. les grains du N®. 2 ne peuvent pas se loger dans les interstices du N®. 1 , ni les grains du 4 dans les interstices du N®. 3 , sans changer la position de ces grains plus gros; tandis que cela est possible, au contraire, quand les numéros sont mélangés d’une autre manière. Un petit grain de sable se comporte, par rapport à un interstice dans lequel il est placé , à peu près comme une petite sphère inscrite entre quatre sphères plus grandes, qui auraient pour centres les quatre angles d’un tétraèdre , et pour rayons les demi-côtés de ce tétraèdre : le grain ne remplit l’interstice qu’en partie.
Comme les deux mélanges N®. 1 avec N®. 2 et N®. 3 avec N®. 4 remplissaient la condition de la question ci-dessus posée , c’est avec eux qu’on expérimenta. Yoici les résultats qui furent obtenus :
Mélange de parties égales de 1 et de 'N'\ 2.
Temps. Température réduite à
5 min. 12° C.
44,5 ce.
15 min.
Mélange de parties égales de N®.
Temps. Température réduite à
15 min. 12^^ C.
Les quantités d’eau écoulée sont
pour N®. 1
moyenne
trouvé
Ces mêmes quantités sont:
pour N®. 3. * . . . .
moyenne
trouvé
moyenne 132,9 „
3 et de N®. 4.
Quantité d’eau écoulée.
moyenne 15,0 cc.
On voit que la quantité d’eau transmise par un mélange sableux est approximativement égale à la moyenne des quantités transmises par chacune des sortes de sable dont le mélange est composé , ou , ce qui revient au même , qu’un mélange de deux ou plusieurs sortes de sable , répondant à la condition énoncée , se comporte comme un sable homogène d’une grosseur de grain moyenne entre celles de ses éléments constituants.
Nous arrivons maintenant à la dernière question concernant le sable.
Comment l’écoulement se fait-il à travers des mélanges sableux dont les grains diffèrent assez en grandeur pour que les petits puissent se placer dans les intervalles des grands ?
Deux mélanges ont été étudiés , dans le même tube que ci-dessus.
A. N". 1 avec N°. 4, dans le rapport de 1 à 1.
B. N®. 1 avec N°. 2 , N°. 3 et N®. 4 , dans le rapport 1 : 1 : 1 : 1.
A. N®. 1 et N®. 4, 1:1.
h ■=. % mètre.
poids du tube + sable + eau 286,5 grammes.
„ „ tube 152,97 „
„ „ sable + eau 133,53 „
sable seul
„ de l’eau dans les interstices de sable. L’expérience a donné:
Temps. Température. Quantité d’eau écoulée.
15 min. 12° C. 13,5 cc.
moyenne 13,4 cc.
h Vi mètre.
poids du tube -f- sable H- eau 285 grammes.
„ „ sable contenu dans le tube 111,9 „
„ de l’eau contenue dans le tube 20,18 „
Temps. Température. Quantité d’eau écoulée.
15 min. 12"^ C. 18,5 cc.
moyenne 18,5 cc.
En considérant d’abord la série A, nous voyons que la quantité d’eau écoulée est 18,4 cc. , et reste par conséquent beaucoup au-dessous de la moyenne = 95,6 cc. des quantités fournies séparément par les deux éléments du mélange, tandis qu’elle ne s’éloigne pas beaucoup de la quantité =: 10,8 que laisse passer le sable fin seul. C’est là l’effet de la présence des grains de sable fin dans les interstices du sable grossier.
La quantité d’eau dépend , comme l’indique notre loi , de deux grandeurs: et La proportionnalité k n’est vraie,
toutefois , que si le rapport entre le volume occupé par les grains de sable et le volume occupé par les interstices est constant. Pour le sable homogène , et pour les mélanges tels que ceux dont il a été
question au paragraphe IX, ce rapport était — ^ — z=i— — . Ici,
il est modifié et s’élève à — — -^1— - .
La proportionnalité à , c’est-à-dire à la section du grain isolé, est également altérée, attendu que cette proportionnalité n’existe non plus que dans le cas où le rapport reste constant entre les grains et les interstices.
Le changement de grandeur des interstices séparés n’est toutefois pas proportionnel au changement de la somme des interstices, car le nombre des interstices a également varié.
Dans la séconde série d’expériences , B , nous avons opéré sur un mélange , à parties égales , de quatre sortes de sable. Mais , puisque N®. 1 et 2 se comportent ensemble comme un des mélanges dont il a été question au paragraphe IX , et que 3 et 4 se comportent aussi comme un mélange à grain moyens , le mélange B se réduit en définitive à un mélange analogue à A. La quantité d’eau écoulée est 18,5 cc. , la moyennne des quantités données par les 4 éléments constituants est 75,48 cc. , la moyenne des quantités fournies par 3 et X®. 4 est 15,66. Xous voyons donc de nouveau que l’écoulement se règle de préférence d’après le sable fin X°. 3 et 4 , mais qu’ici encore il dépasse la moyenne , tout comme c’était le cas dans la série A.
On se rapprochera sans doute le plus de la vérité en introduisant ici un coefficient empirique. Dans les deux séries d’expériences, la quantité d’eau écoulée est environ 1,2 fois celle qu’on obtient lorsque le sable fin , qui peut pénétrer dans les interstices du sable grossier, est employé seul. On regardera donc de pareils mélanges comme formés uniquement de ce sable fin, et on multipliera par 1,2 la quantité d’eau écoulée qui se déduit de cette supposition.
Le coefficient 1,2 exprime donc ici l’influence du contact. Dans les expériences de la série lY, où cette influence n’agissait que dans une seule couche du sable, celle qui touchait à la paroi du tube, elle n’était pas sensible; mais dans les mélanges tels que ceux dont nous traitons maintenant, où cette influence s’exerce à la surface de chacun des gros grains, elle se fait sentir dans la mesure trouvée.
Je ferai encore observer que, si le mélange ne contient que très peu du sable fin susceptible de se loger dans les interstices du sable grossier , en sorte qu’une partie de ces interstices restent entièrement vides , la perméabilité obéit à la règle donnée au paragraphe IX.
Lorsque le sable renferme de l’air, cet air n’est pas expulsé par l’eau, mais forme des bulles qui adhèrent aux grains de sable et se comportent comme des grains de sable fin logés dans les interstices. ;
Tous les résultats que nous avons trouvés pour la perméabilité du sable se laissent résumer dans la formule suivante :
où r est exprimé en lOièmes 4e millim., /i, D et L en mètres.
Il faut seulement ne pas perdre de vue que , pour des couches verticales , on doit remplacer h par h L ^ et , pour des couches dont la surface ne supporte pas le poids d’une colonne d’eau, 28 92
mettre L ^ — millim. au lieu de h. (v. II).
En outre , quand il s’agit de mélanges dont les interstices sont occupés, il faut prendre pour r le rayon du sable fin contenu dans le mélange , qui se comporte comme un sable homogène , et multiplier Q par 1,2.
En ce qui concerne l’argile, avant de passer à la solution expérimentale des questions que nous nous sommes posées plus haut, nous noterons quelques-unes de ses propriétés générales.
En premier lieu, le dépôt de l’argile pure dans l’eau est tout à fait indépendant de la pression. C’est ce qui résulte de l’expérience suivante. Dans l’une des branches d’un long tube en U, large de Dni^i5^ dont la partie courbe était remplie de mercure, j’introduisis une bouillie liquide formée de 5 grammes d’argile et de 25 grammes d’eau, puis le tube fut abandonné à lui-même dans une position verticale. L’argile se déposa lentement. Au bout d’environ six semaines le tassement ne faisait plus de progrès sensibles , et après que la hauteur de la colonne d’argile fut restée constante durant quinze jours, la branche où elle se trouvait fut fermée au moyen d’un bouchon et celui-ci placé sous un point d’appui fixe, de manière à ne pouvoir être chassé du
tube par une forte pression. On versa ensuite du mercure dans la branche vide du tube en U, et on surmonta cette branche d’un long tube droit , qui fut également rempli de mercure. L’eau qui recouvrait l’argile supportait alors la pression d’une colonne de mercure de 2»i,3 de hauteur. Or , au bout d’une semaine , on constata que la colonne d’argile n’avait subi aucune diminution de hauteur, pas même d’une fraction appréciable de millimètre. Cette colonne avait une hauteur de = 1 l^c^O en volume.
La boue argileuse était donc composée de 5 grammes = 2cc^272 d’argile et de 8cc,728 d’eau. Une détermination directe de la quantité d’eau dans la partie inférieure de la couche d’argile montra que cette partie contenait pour 1 volume d’argile 1,78 vol. d’eau. Ce résultat prouve que le dépôt se fait par couches , et de façon que la couche inférieure soit plus dense que les suivantes ; ainsi , tandis que la pression de l’eau dans laquelle le dépôt s’opère n’a sur lui aucune influence, les particules argileuses exercent au contraire les unes sur les autres une pression en vertu de laquelle la couche augmente de densité de haut en bas, quand l’argile se dépose dans l’eau par l’effet de sa propre pesanteur.
Une autre propriété de l’argile pure est celle-ci. Lorsque l’argile est pétrie avec très peu d’eau en une pâte plastique, et que celle-ci est battue fortement dans le tube servant aux expériences , des couches mêmes très minces de semblables mélanges sont tout à fait imperméables à l’eau sous une pression modérée. Les expériences suivantes prouvent cette assertion:
Dans l’appareil qui sera décrit ci-dessous, on introduisit une couche de 1 cm. d’épaisseur d’un mélange de 4 parties (en poids) d’argile et de 1 partie d’eau, laquelle couche fut exposée à la pression d’une colonne d’eau de 1”^,5 ; au bout de 24 heures, pas une trace d’eau n’avait traversé la couche d’argile. Un mélange de 3 parties d’argile et 1 partie d’eau se comportait de la même manière, même quand l’épaisseur de la couche d’argile était réduite à Sous une pression élevée, toute-
fois, ces mélanges deviennent perméables, ainsi qu'on le verra plus loin. D’un autre côté, les mélanges qui renferment plus de
1 partie d’eau sur 3 parties d’argile laissent aussi passer l’eau sous une pression faible.
Une conséquence de cette propriété, c’est que pour l’étude des lois de la perméabilité de l’argile on ne pouvait opérer que sur des colonnes très basses, si l’on voulait que les quantités d’eau transmise fussent encore mesurables ; en outre , la précision des mesures devait être au moins dix fois plus grande que cela n’avait été nécessaire dans les déterminations faites sur le sable.
Une troisième propriété de l’argile est la suivante: Si l’on fait des mélanges d’argile et d’eau en proportions différentes , et qu’on les laisse traverser par l’eau sous différentes pressions, on trouve qu’après l’expérience chacun des mélanges a la même composition qu’au début.
Un mélange qui sur 7si’,4 d’eau contenait 6gr^3 d’argile fut soumis à l’action de l’eau sous une pression de 1“^,5. Après qu’il en eut été traversé durant une semaine , on prit au centre de la colonne un échantillon du mélange , qu’on pesa et dans lequel on dosa l’eau. Ce dosage donna 0,73 d’eau pour 0,63 d’argile. Un autre mélange, traité de la même manière, contenait avant l’opération 5 grammes d’argile et 2gi*,9 d’eau, après, 0gr,879 d’argile et 0g*’,503 d’eau, proportion qui est la même que la première.
C’est seulement après avoir constaté cette propriété qu’on pouvait aborder la recherche de la perméabilité de l’argile, puisque, si la proportion d’eau du mélange avait continuellement varié durant l’expérience , on n’aurait pu s’attendre à un écoulement constant.
Cette propriété tient à ce qu’une pâte argileuse peut recevoir des formes différentes sans que son volume subisse de changement , c’est-à-dire qu’elle n’offre pas la moindre trace d’élasticité , caractère qu’on désigne sous le nom de plasticité.
Dans des mélanges d’argile pure et d’eau il se forme des fissures , tant par la dessiccation que sous influence des vibrations accidentelles. Lorsque les mélanges soumis à l’expérience se fissuraient par l’effet de cette dernière cause, ce qui arriva plus d’une fois.
surtout quand on opérait sous de fortes pressions, la perméabilité montrait toujours un accroissement anormal; dans ce cas, les résultats obtenus devaient être rejetés.
Décrivons maintenant le mode d’expérimentation employé pour l’argile.
Le tube à pression est le même que pour le sable. Les tubes à expérience sont deux cylindres en verre de diamètre égal , les mêmes dans toutes les expériences, bien dressés à l’émeri aux deux côtés , l’un à une hauteur de 1 cm. , l’autre à une hauteur de 0cm^5. La boîte de termeture est un cylindre en cuivre, ayant un diamètre trois fois aussi grand que celui des tubes de verre. A l’intérieur de ce cylindre en cuivre est soudée une plaque métallique rigide criblée de trous, qui le partage en deux moitiés cylindriques, d’égale hauteur. Sur l’une des faces de la plaque métallique on applique deux disques de papier à filtre suédois, de même diamètre que la plaque, préalablement bien collés l’un à l’autre par les bords au moyen d’un mélange de résine et de cire. Le bord de ce double disque de papier est ensuite fixé hermétiquement , à l’aide du même mélange , sur la plaque métallique , puis le papier est recouvert , pour le protéger, d’une seconde plaque métallique perforée, très mince.
Comme opération préliminaire , on remplit la boîte d’une bouillie d’argile, et on y enfonce, jusque sur la plaque métallique, un bouchon de caoutchouc , dans lequel est fixé le tube à expérience ; une mince couche d’argile reste alors attachée à la face inférieure du bouchon , le reste monte dans le tube de verre. A l’aide d’un ciseau tranchant on enlève l’argile surabondante au bord supérieur de ce tube , puis on soumet la couche d’argile à Faction du courant d’eau.
Cette opération préliminaire a pour but de remplir d’argile les pores du papier et les trous de la plaque métallique supérieure , afin qu’il n’y ait pas de perte, de ce chef, lors de l’expérience proprement dite. Quand les pores sont remplis et qu’on vide le tube à expérience, la boîte laisse passer beaucoup plus d’eau
que la colonne d’argile; elle ne met donc aucun obstacle à l’écoulement dû à la perméabilité , tandis que le papier à filtre empêche que la moindre trace d’argile ne s’échappe. Dans la moitié inférieure de la boîte est fixé le tube abducteur, qui a la même forme que précédemment et aboutit directement à la paroi du cylindre jaugeur, sans l’intermédiaire de l’entonnoir employé dans les expériences sur le sable. Avec cette disposition , l’écoulement se fait d’une manière continue, jamais goutte à goutte.
Le cylindre jaugeur est une burette de précision , divisée en lOièmes (Je centimètre cube, et dans laquelle les fractions de division se laissent encore très bien évaluer. La pression est mesurée à partir du point où l’eau quitte le tube abducteur.
L’appareil étant préparé avec soin , on peut procéder aux déterminations.
L’argile , introduite dans un creuset de platine , oîi se trouve un petit agitateur, est pesée sur une balance délicate, mêlée intimement avec de l’eau, chauffée quelque temps au bain-marie et mélangée encore une fois aussi parfaitement que possible; après quoi on y dose l’eau par la pesée. La boîte est ensuite remplie à demi avec cette argile , dont on enduit aussi le dessous du bouchon de caoutchouc, de manière qu’aucune bulle d’air ne reste dans le mélange ; le bouchon , muni du tube à expérience, est alors enfoncé dans la boîte, on donne à celle-ci quelques coups secs sur un corps dur , et on racle la portion du mélange qui dépasse le bord du tube. Une précaution qui a encore été employée, c’est de poser sur la plaque métallique, sous le tube à expérience, un triangle en fil de platine très mince. Ce triangle n’augmente pas d’une manière appréciable la hauteur de la colonne d’argile , tandis qu’il donne la garantie que le tube à expérience ne touche pas la plaque métallique, et qu’ainsi l’eau sortant de la colonne d’argile peut se répandre sur toute l’étendue du filtre. Finalement , après avoir , par aspiration , rempli d’eau le tube abducteur, afin que des bulles d’air ne puissent adhérer sous le crible dans la boîte, on unit l’appareil au tube à pression. Le tube à expérience n’est pas fixé directement au
tube à pression, mais relié à lui au moyen d’un tube de caoutchouc vulcanisé (voir fig. 5).
Les vibrations éprouvées par l’appareil occasionnent de petits écarts dans les résultats de l’expérience ; ces vibrations doivent donc être évitées autant que possible.
Comment la perméabilité de l’argile dépend-elle de la hauteur de la colonne d’eau?
Un mélange de 5 grammes d’argile et de Sgi*, 286 d’eau a été étudié de la manière qui vient d’être exposée. Yoici les résultats obtenus :
hz=z lra^5.
Temps. Température.
1 heure. 12'^ C.
h = 1 mètre.
Temps. Température.
1 heure. 12° C.
Quantité d’eau.
0,60 cc.
0,59 „ 0,59 „ 0,60 , 0,59 „ 0,58 „ 0,58 „ 0,58 „ moyenne 0,59 cc.
Quantité d’éau.
0,39 cc.
moyenne 0,39 cc.
Il ressort de ces nombres que les quantités d’eau sont entre elles comme les pressions , c’est-à-dire , comme 3 : 2 , ce que nous exprimons par la formule:
Comment la perméabilité dépend-elle de l’épaisseur de la couche d’argile.
Le mélange était composé de 5 grammes d’argile et de 3gr,75 d’eau. L’expérience a donné les résultats suivants.
épaisseur de la couche d’argile L ziz
Temps. Température. Quantité d’eau.
1 heure. 12° C. 0,72 cc.
moyenne 0,71 cc.
Quantité d’eau.
0,47 cc.
/(= Jj — lcm^5.
Temps. Température.
1 heure. 12° C.
moyenne 0,46 cc.
On voit par ces chiffres que les quantités d’eau sont en raison inverse des épaisseurs des couches d’argile , soit comme 3 : 2 , ce qui s’exprime par la formule:
Comment la perméabilité de l’argile dépend-elle de la température ?
L’argile fut amenée à l’état d’une bouillie épaisse , puis introduite dans l’appareil. L’écoulement se ralentit peu à peu et devint constant au bout de quelques semaines. Après qu’il fut resté invariable pendant huit jours , à une température qui ne changeait pas non plus , les déterminations eurent lieu de la manière indiquée
au paragraphe Y.
Temps.
Température.
Quantité d’eau,
1 heure.
0,75 cc.
Traités par la méthode des moindres carrés, ces chiffres donnent les coefficients
La relation entre la perméabilité et la température peut donc être représentée par la formule
Comment la perméabilité dépend-elle de la quantité d’eau associée à l’argile?
Ce problème présente un tout autre caractère que la question analogue relative au sable.
Tandis que pour le sable la perméabilité dépend de la grosseur du grain, lequel doit sa finesse pins ou moins grande à des actions mécaniques de désagrégation et d’usure, l’argile est un produit de décomposition chimique et consiste en un assemblage de molécules simples ou réunies en groupes. Elle forme une matière homogène , fine , impalpable , et dans un mélange uniforme d’argile et d’eau on doit regarder comme partout égale tant la grandeur moyenne des molécules d’argile , que la grandeur moyenne des interstices remplis d’eau. Il résulte de là que, toutes choses égales d’ailleurs , l’espace disponible pour le courant qui traverse le mélange ne doit dépendre que de la quantité d’eau mêlée à l’argile , tandis que le nombre des interstices capillaires existant dans une section verticale doit dépendre uniquement de la quantité d’argile que contient le mélange. Les deux quantités , celle de l’argile et celle de l’eau, sont donc indépendantes l’upe de l’autre et peuvent varier arbitrairement, tandis que les quantités de sable et d’eau restent dans un rapport constant.
Après ces observations préliminaires , passons aux expériences.
Deux séries expérimentales, communiquées aux paragraphes XI et XII et que nous désignerons comme X®. 3 et N®. 2, peuvent être utilisées ici sans modification. A ces séries , il en a encore été ajouté une autre , X®. 1 , qui a fourni les nombres suivants :
5 grammes d’argile; 4gi’,375 d’eau; A — 1 cm.
Temps. Température. Quantité d’eau
1 heure. 12° C. 0,86 cc.
moyenne 0,84 cc.
Archives Xéerlandaises , T. XIY. 28
Les résultats moyens des trois séries donnent le tableau suivant :
h ■=. , jL m 1 cm.
No.
Quantité d’argile
et d’eau.
Perméabilité.
argile.
eau.
5 gr.
On voit immédiatement que la perméabilité diminue avec la proportion d’eau du mélange argileux , quand les quantités d’argile sont égales. Il faut remarquer, toutefois, que ces quantités ne sont pas égales dans le tube à expérience , attendu que le même tube était employé pour toutes les déterminations , de sorte que la quantité d’argile augmentait dans le tube à mesure que la proportion d’eau décroissait. La perméabilité diminue aussi dans une progression notablement plus rapide que la proportion d’eau du mélange.
Sur une section horizontale, les quantités d’argile et d’eau, les premières supposées égales , sont entre elles comme les volumes, puisque les hauteurs sont les mêmes; or, en divisant par la densité (= 2,22 pour l’argile) , on obtient :
Vol. de l’argile. Vol. de l’eau.
A hauteur égale, les sections devraient donc être entre elles comme les sommes du volume de l’argile et de l’eau, c’est-àdire, pour les rapports actuels:
argile -h eau = d‘^
Ces derniers chiffres représentent le cas où, sur la section, les quantités d’argile sont les mêmes, les quantités d’eau diffé-
rentes ; en d’autres termes , comme nous l’avons vu plus haut , le cas ou le nombre des interstices capillaires est le même, le rayon de ces interstices différent.
Si l’on prend maintenant les carrés des volumes d’eau , ces carrés expriment en même temps le rapport des quatrièmes puissances des rayons • des tubes capillaires , tant pour la somme des interstices capillaires que pour les interstices considérés isolément, puisque le nombre en est le même, à cause de la constance de la proportion d’argile. On trouve ainsi :
ou (vol. d’eau) ^
Ces chiffres se rapportent à des sections inégales; en- les réduisant finalement à des sections égales, c’est-à-dire, en les divisant par les sommes des volumes, on obtient:
(Vol. eau dans le mélange)^
Vol. argile -h eau dans le mélange d‘^
Si nous rapprochons ces nombres des quantités d’eau écoulée:
la comparaison nous donne, pour le rapport des quantités trouvées directement et des quantités calculées , les chiffres suivants :
trouvé.
calculé.
qui s’accordent très bien entre eux.
Nous pouvons exprimer cette loi par la formule:
Comme le calcul a été fait dans la supposition que l’écoulement est aussi proportionnel à la section du tube , l’accord de ce calcul avec l’expérience prouve en même temps la loi
et nous avons par conséquent la formule
OÙ D'^ représente la section horizontale du tube, r le rayon de la section de la quantité d’eau contenue dans le mélange, et
la section de la quantité argile -h eau , ou encore la somme des
volumes argile -h eau, pour la même valeur de Z)-.
La loi que nous venons de trouver est la même que celle fournie par le sable, sauf que la loi pour l’argile est plus générale. En y remplaçant dd- par nr^, elle reproduit en effet la loi formulée pour le sable
où n est compris dans D'K Dans le cas actuel, toutefois, r est relatif au volume d’eau dans la couche entière, ou à la section horizontale du volume total de l’eau, les orifices d’écoulement ne dépendant ici que du volume de l’eau, attendu que les particules d’argile ont une grandeur constante. Pour le sable, au
contraire, r se rapporte à la section d’un grain de sable, ou d’un interstice capillaire, celui-ci étant supposé limité, section dont dépend l’orifice d’écoulement, vu que, pour le sable, c’est le volume de l’eau qui est invariable.
La loi pour le sable est donc un cas particulier de la loi pour l’argile ; n , c’est-à-dire , le rapport de l’argile à l’eau , devient alors le rapport du sable à l’eau. En remettant nr‘^ pour 7)^, et faisant entrer n dans la constante , la formule reproduit de nouveau la loi de Poiseuille pour les tubes de verre capillaires.
L’argile nous offre donc la loi de la perméabilité sous sa forme la plus générale.
Avant de quitter ce sujet, nous avons encore un point à noter. ^
Ainsi qu’il a déjà été dit, les mélanges d’argile avec très peu d’eau , par exemple dans le rapport de 3 à 1 , soumis à une pression de 5 d’eau, restent pendant 24 heures entièrement imperméables; ou, si l’on prend un peu plus d’eau, par exemple un mélange de 2:1, la quantité d’eau transmise à cette pression est difficilement mesurable. A des pressions plus élevées , toutefois , de pareils mélanges redeviennent perméables. Pour cette raison , il a encore été institué une série d’expériences dans laquelle la pression de l’eau était renforcée par une colonne de mercure. (Dans les expériences communiquées jusqu’ici on n’avait pu appliquer une pression plus forte , parce qu’il se produisait toujours des fissures dans le mélange, lesquelles augmentaient d’une manière anormale la quantité d’eau écoulée).
La disposition de l’appareil employé pour ces expériences est facile à comprendre d’après la fig. 6.
Avec un mélange de 5 grammes d’argile et lgi’,505 d’eau , on a obtenu les résultats suivants :
Temps.
Pression.
Quantité
d’eau
4 heures.
I L’opération terminée, le mélange contenait 1,362 d’argile et 0,412 d’eau; il avait donc la même composition qu’au début. Les résultats montrent aussi que la perméabilité est encore en rapport constant avec la pression. La quantité d’eau transmise est , toutefois , considérablement diminuée : d’après la formule ci-dessus, le mélange aurait dû laisser -passer lcc^27 , au lieu de 0cc,35.
Les mélanges très pauvres en eau ne suivent donc plus la loi en question. Comme ces mélanges, pour former une pâte homogène , doivent être battus très fortement , on peut croire que les molécules d’argile y sont tellement rapprochées qu’elles mettent , en partie , un obstacle absolu au passage de l’eau. Ces molécules se trouveraient donc , en partie , dans un état anormal , et il n’y aurait pas lieu, à mon avis, d’admettre pour de pareils mélanges une autre loi de perméabilité ou une autre constante.
Comme nous le verrons plus loin, le calcaire reste fidèle à la loi entre des limites beaucoup plus larges ; mais , en dehors de ces limites, il s’en écarte dans le même sens que l’argile.
Les mélanges argileux qui renferment plus d’eau que ceux des trois premières séries d’expériences s’écartent aussi de la loi, dans un sens opposé. La perméabilité y montre donc un accroissement anormal , parce que , dans ces mélanges à consistance plus ou moins liquide , les molécules argileuses se déplacent pendant le passage de l’eau.
