Succion cryogénique
◊ Lors du gel d’un sol, il y a dissipation d’énergie thermique lors du changement de phase eau-glace. Dans le cas d’une alimentation continue en eau (ex : nappe phréatique avec un certain débit), à l’interface eau-glace, la glace pousse contre la matrice.
◊ Hormis les caractéristiques intrinsèques du matériau telles qu’une porosité favorable, quelques éléments conjoncturels sont nécessaires à la présence de cryosuccion dans les sols.
◊ D’abord, il y a la présence d’eau non gelée qui approvisionne en eau la croissance des lentilles de glace, et en amont une alimentation en eau continue et ouverte.
◊ Ensuite le gradient de température doit être suffisamment faible pour éviter une diminution trop rapide de la perméabilité.
◊ Si la pression des terrains est trop importante, il n’y a aucune formation de lentilles de glace, celles-ci se forment en général parallèlement au front de gel. En effet, pour qu’une lentille de glace se forme, il est nécessaire que la pression effective devienne nulle.
◊ Considérons un échantillon de sol comportant une extrémité gelée et l'autre non gelée, avec une alimentation en eau (schéma ci-dessous), la section intermédiaire comporte une cohabitation de deux phases appelée frange gelée.
◊ Une zone de formation de lentilles de glace se trouve à l'interface de la frange gelée et de la zone entièrement gelée.
◊ L'eau liquide est mobile et peut s'écouler de la zone non gelée vers la zone la plus froide, là où la pression de succion est la plus élevée. Il y a donc aspiration de l'eau par le front de gel.
◊ La quantité d’eau apportée au front de gel sera dépendante du taux d’écoulement dans la partie non gelée et dans la frange gelée.
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