Etude de la conductivite hydraulique des pates de kaolinite en fonction de l'enthalpie libre ΔG du systeme argile-eau

L’étude de la conductivité hydraulique de pâtes de kaolinite obtenues à partir d’une suspension placée sur un filtre et soumise à des pressions gazeuses P croissantes (dispositif analogue à celui décrit par RICHARD (1941)), montre que la loi de DARCY s’applique au système étudié. On estime, comme dans le cas de l’hectorite-Na (PROST, 1979), que le rayon hydraulique r calculé à partir des relations de DARCY et de POISEUILLE apporte des indications sur l’arrangement des particules dans les pâtes de kaolinite. Les résultats obtenus montrent en outre que la relation proposée par Low & MARGHEIM (1979), P + 1 = B eα/θ, entre la pression appliquée P (pression de gonflement pour ces auteurs) et la teneur en eau θ, n’est pas vérifiée sur tout le domaine de teneurs en eau considéré. Ceci implique que la relation générale proposée par Low (1979), J = J0 eβ/θ où J est une propriété de l’eau associée à l’argile, Jo la même propriété pour l’eau liquide, θ la teneur en eau pondérale, β un coefficient, est également mise en défaut. On précise enfin que le concept de pression de gonflement ne s’applique pas au cas étudié et qu’il est préférable d’exprimer la teneur en eau des échantillons en fonction de l’enthalpie libre ΔG de l’eau dans la pâte. Cette grandeur macroscopique présente en effet l’avantage d’intégrer de manière rigoureuse l’ensemble des relations eau-cation-feuillet du système.

The study of hydraulic conductivity of kaolinite pastes obtained from a suspension poured on a filter and submitted to increasing gas pressures (the device used is similar to that described by RICHARDS (1941)), showed that DARCY's law applies to this system. As for Na-hectorite (PROST,1979), the hydraulic radius r calculated from DARCY and Poiseuille's law gave information about the fabric of kaolinite pastes. Besides, the results obtained showed that the relationship put forward by Low & MARGHEIM (1979), P + 1 = B eα/θ, between the applied pressure P (swelling pressure for these authors) and the water content θ is not valid throughout the range of water contents studied. This implies that the general relationship put forward by Low (1979), J = Jo eβ/θ ; where J is a property of water associated with clay, Jo the same property of bulk water, θ the water content and β a coefficient, is no longer valid. We have also shown that the concept of swelling pressure does not apply to this system and that it is better to express the water content of the samples versus the free enthalpy ΔG of water in the paste. This macroscopic variable has the advantage that it integrates rigorously all the relationships between the clay sheet, exchangeable cations and water.