Développement d’une formule de calcul du taux d’évaporation avec prise en compte de la fissuration

Dans ce chapitre VI, le taux d’évaporation potentiel PE est d’abord calculé pour le séchage 3 et le séchage 4. Les rapports AE/PE sont ensuite établis et étudiés. On s’efforce ensuite d’identifier l’effet de la fissuration sur l’évaporation et cet effet est considéré dans le calcul du rapport AE/PE. Une comparaison est effectuée entre les résultats de calcul avec et sans prise en compte de la fissuration. Finalement, on étudie la possibilité d’utiliser les résultats du séchage 4 en termes de variations de succion et de teneur en eau pour déterminer les profils de succion, la succion à la surface du sol puis le rapport AE/PE dans le séchage 3. La formule [V.15] développée dans le chapitre V est d’abord utilisée pour calculer le taux d’évaporation potentiel PE pour le séchage 3 et le séchage 4. Ensuite, les rapports AE/PE sont établis pour ces deux séchages. Les variations de AE, PE, AE/PE du séchage 3 et du séchage 4 sont présentées sur la Figure VI.1 et sur la Figure VI.2, respectivement. On observe une augmentation générale du taux PE pour les deux séchages. En effet, pour le séchage 4, le taux PE augmente de 1,7 à 2,5 mm/jour, et celui du séchage 3 augmente de 1 ,7 à 1,9 mm/jour, l’augmentation du taux PE du séchage 4 étant plus importante que celle du séchage 3. En fait, cette augmentation est due à la diminution de l’humidité relative de l’air dans la zone proche de la surface du sol, ha. Plus la durée du séchage est longue, plus l’humidité relative ha est faible (Figure III.19 pour séchage 4 et Figure III.14 pour séchage 3), et plus le taux PE est grand.

Pour le séchage 4, où la première phase d’évaporation (évaporation maximale) est clairement observée sur l’évolution du taux AE, on constate également une phase de stabilisation sur le taux PE qui a la même durée de temps que la première phase du taux AE. En effet, quand le taux AE commence à diminuer, l’augmentation du taux PE débute. Il semble que pendant la phase d’évaporation maximale, un équilibre d’humidité entre le sol et l’air à l’interface est établi et comme il n’y a aucune diminution de l’humidité relative dans l’air (Figure III.19), le taux PE reste constant. Les allures des courbes AE/PE du séchage 3 et du séchage 4 sont similaires à celles de leurs courbes respectives AE. Néanmoins, on observe une tendance de diminution plus prononcée des courbes AE/PE. En comparant les courbes AE/PE entre le séchage 3 et le séchage 4, on observe que la similitude avec le taux AE est plus nette pour le séchage 4. En fait, l’évolution du rapport AE/PE se divise clairement en trois phases : stabilisation et proche de 1, diminution et stabilisation à la valeur minimale. Ces trois phases correspondent bien aux trois phases identifiées sur la courbe AE. D’autre part, pour le séchage 3, on note une grande diminution du rapport AE/PE à la fin du séchage (t = 30 jours) qui correspond aussi à une chute importante relevée sur l’évolution du taux AE du séchage 3.

La diminution plus importante du rapport AE/PE par rapport à celle du taux AE correspondant est liée à l’augmentation du taux PE dans le temps, notamment pour le séchage 4. Pour ce séchage, le taux AE diminue de 50% : de 1,7 à 0,8 mm/jour, tandis que le rapport AE/PE diminue de 70% : de 1,0 à 0,3. Il en va de même pour le séchage 3, le taux AE diminue de 1,6 à 1,3 mm/jour (19%), tandis que le rapport AE/PE diminue de 0,95 à 0,65 (32%). La teneur en eau massique mesurée à la surface du sol à la fin du séchage 4 est de 5% (Figure III.24). Grâce à la courbe de rétention d’eau par la formule de van Genuchten (III.1.3.1), la succion correspondante est déterminée, elle est de 170 MPa qui correspond à une humidité relative de 37% (Ts = 30°C).