Abstract FR:

Les proprietes de transfert dans les milieux poreux tels que les sols sont intimement liees aux caracteristiques geometriques de leur reseau poreux. L'etude de ces proprietes geometriques comporte a la fois un volet morphologique (forme et taille des pores) et un volet topologique (distribution des pores dans l'espace et connectivite a grande distance). Les proprietes de diffusion gazeuse d'un echantillon de sol argilo-limoneux ont ete etudiees experimentalement par self-diffusion de molecules marquees (#8#5kr). La tortuosite mesuree sur cet echantillon est de 2,3 pour une porosite accessible a l'air de 11,3%. Cet echantillon a ensuite ete impregne de resine polyester puis rectifie en coupes seriees espacees de 100 microns. Une superposition des images de ces differentes coupes a permis de fabriquer une representation tridimensionnelle du reseau poreux avec une resolution de 120 microns dans le plan d'une coupe et de 100 microns entre les coupes. Les images des coupes 2d et le milieu 3d reconstruit ont ete caracterisees par des fonctions stereologiques (fonctions de distribution de cordes, fonctions de correlation) et par distribution des amas connectes et percolants. Nous avons montre qu'une image 2d, dont la porosite est proche de celle de la reconstruction 3d possede des distributions de cordes comparables a celles de l'objet 3d. En revanche, la distribution des amas connectes dans le plan d'une coupe 2d et sur la reconstruction 3d sont tres differentes, car la recherche d'amas connectes ne possede pas de proprietes stereologiques evidentes. Cette recherche des amas connectes dans le milieu reconstruit a montre que 87,6% du reseau poreux etudie a cette echelle, soit 17,7% en porosite, est constitue d'un amas percolant. La simulation numerique du propagateur d'autodiffusion dans cet amas percolant donne acces au calcul de la tortuosite du reseau reconstruit. Celle-ci d'une valeur de 1,75 est proche de la valeur experimentale mesuree sur l'echantillon reel. Cette faible difference s'explique par la resolution a laquelle a ete effectuee la reconstruction. Ce travail ouvre ainsi des perspectives sur les problemes de changement d'echelle dans les milieux poreux hierarchises tels que les sols