Les PROPRIETES DES ROCHES vis à vis de l'eau
Deux notions:  la porosité et la perméabilité

1) La porosité est une notion difficile à saisir pour les élèves .... et pour de nombreux adultes:
De très nombreux termes ont qualifié cette porosité qui est devenue au fil des temps,  matricielle, intergranulaire, vraie, totale, réelle, résiduelle, efficace, utile, ...
Nous garderons l'idée simple que:
La porosité, exprimée en pourcentage, est le volume des vides (pores) dans la roche par rapport au volume total de la roche, du sédiment.
Certains sédiments sont très poreux, comme les sables, les graviers, d'autres roches, telles que le granite, sont non poreuses
Exemples: Un sable a une porosité importante de 30-40%,  il absorbe 300 à 400 litres d'eau par m3
                   Une argile est une roche ...... très poreuse, .... eh oui, car elle peut absorber 400 à 450 l/m3

En résume pour tester la porosité d'une roche:
  - si l'eau est absorbée par la roche, celle-ci est poreuse,
  - si l'eau n'est pas absorbée, elle est non poreuse                                   >>>>  Calcul de la porosité
2) La perméabilité est la capacité d'un sédiment ou d'une roche à se laisser traverser par les fluides qui se trouvent dans les pores. C'est donc une vitesse de circulation de l'eau libre entre les grains (l'eau "pelliculaire" "collée" autour des grains reste immobile).
Quelques valeurs moyennes de la perméabilité
    Gravier et sables grossiers:   1 cm/s  soit 1000 m/j   >>>>> très bonne perméabilité
    Sable: 10 -2 cm/s   soit 0,1 mm/s ou 10 m/jour            >>>>> perméabilité moyenne à médiocre
    Argile: 10 -9 m/s    soit  0,1 mm/jour ou 3-4 cm/an        >>>>> considérée comme "imperméable"
 

En résumé pour tester la perméabilité d'une roche:
   - si l'eau traverse l'échantillon, la roche est perméable,
  - si l'eau ne traverse pas, elle est imperméable                                   >>>>  Calcul de la perméabilité
3) Attention: Ne pas confondre perméabilité en grand et en petit,
En effet une roche peut être imperméable en petit (sur un échantillon), mais être perméable en grand grâce aux fissures ou diaclases qui parcourent le massif;
C’est souvent le cas des calcaires (aquifère karstique) et des granites
En résumé, sur le terrain, pour l'hydrogéologue, dans sa recherche d'eau souterraine en pays calcaire ou granitique, la fracturation à toutes les échelles devient le facteur dominant qui détermine la quantité d'eau disponible contenue dans la roche et les circulations possibles (notamment l'orientation de la fracturation facilite la mise en place des drains karstiques)
POROSITE & PERMEABILITE PERMETTENT DE DISTINGUER  3 GROUPES DE ROCHES:
  • les roches poreuses mais imperméables: Les roches argileuses, par exemple, malgré leur gonflement en présence d'eau, restent quasiment imperméables.
     
  • les roches poreuses, perméables: Ces roches meubles telles que sables, graviers, alluvions, sédiments volcaniques,... ou cohérentes comme les grès sont de bons réservoirs. La circulation de l'eau entre les grains est importante et rapide
     
  • les roches non poreuses, perméables "en grand": Ces roches, pratiquement imperméables à l'échelle de l'échantillon,  sont parcourues par de nombreuses fractures (microfissures,  fissures, diaclases, failles,.. ). Ce sont la craie, le granite, les grès très cimentés , les calcaires.
    Dans ce dernier cas, la dissolution des roches carbonatées a agrandi  les discontinuités naturelles de la roche et donné un aquifère karstique.

Les 3 types
 de perméabilité


 les grains solides sont en ocre,
l'eau de rétention en bleu clair,
l'eau gravitaire libre en bleu foncé

in "Enseigner la géologie,
Nathan, 1992"

ESTIMATION DE LA POROSITE  >>>