Sonde EC

Pour la mesure de la conductivité électrique du sol

• Mesure continue de la conductivité électrique du sol en fonction de la profondeur
• Donne des informations sur la géologie (sols non-consolidés)
• Facile à utiliser
• Utile pour la détection d’eaux saumâtres
• Incorporée dans toutes les autres sondes Direct Image® de Geoprobe®

Un profil de conductivité électrique EC (à gauche) mis en parallèle avec la vitesse d’avancement (à droite) en fonction de la profondeur. Les premiers 30 pieds (9,2m) du sous-sol sont principalement constitués de grains fins avec des passages à grains plus gros jusqu’à une transition plus franche vers une granulométrie plus importante en dessous des 9,2m (30 pieds).

Les mesures de la conductivité et de la résistivité (inverse de la conductivité) du sous-sol sont utilisées depuis longtemps pour classifier les types de sols. La puissance de cet outil réside dans le fait que, en général, les limons et les argiles présentent une conductivité plus élevée que les sables et les graviers (Fig. 1). Tout comme avec n’importe quel autre outil Direct Image®, il ne suffira que de quelques échantillons de sol obtenus de manière continue (depuis la surface) ou de manière discrète (à un intervalle de profondeur déterminé) afin de confirmer la géologie suggérée par les valeurs de conductivité électrique sur un site donné. Les profils EC sont alors corrélés sur tout le site afin de détecter tout changement dans l’épaisseur ou dans la granulométrie d’une couche d’intérêt particulier.

L’utilisation du profilage EC continue à se répandre car cette technique est particulièrement efficace quand elle est combinée à de l’équipement à percussion très mobile et relativement peu coûteux.

Les sondes EC sont disponibles en 2 configurations : la configuration dipôle et la configuration Wenner, avec le même principe de fonctionnement. Du courant est envoyé dans le sol via 2 contacts. Ce courant est mesuré, tout comme le potentiel qui en résulte (Fig. 2). La conductivité est proportionnelle au ratio du courant sur le potentiel multiplié par une constante. Le résultat est exprimé en milli-Siemens par mètre (mS/m).

La conductivité électrique du sol varie en général avec la granulométrie. Des grains plus fins, comme les limons et les argiles, donnent des signaux EC plus élevés que les sables et les graviers. La Fig. 3 montre que chaque type de sol donne une réponse différente sur un site spécifique, alors que l’on ne peut attribuer des valeurs spécifiques à un type de sol donné. Les sédiments de granulométrie plus grande favorisent la migration des contaminants solubles alors que les sédiments plus fins ont tendance à les piéger.

Fig. 3 : Graphique général des valeurs EC possibles pour les sols. Les valeurs EC sont également influencées par le pouvoir ionique de l’eau interstitielle. Des eaux saumâtres peuvent par ex. exhiber des valeurs EC plus importantes que la gamme des valeurs traditionnellement rencontrées.

Les mesures EC fournissent au consultant des profils en temps réel qui l’aideront sur place dans ses décisions (Fig. 4).

Fig. 4 : Un profil EC montre les changements dans la géologie pendant que la sonde EC est enfoncée dans le sol à l’aide d’une sondeuse Geoprobe^®.  Les valeurs mesurées sont instantanément visualisées sur l’écran de l’ordinateur en surface.

Fig. 5 : Ce graphe montre une série de profils EC mis côte à côte et issus d’un même site via le logiciel DI Viewer. Chaque profil est différent. On voit ici la variabilité des mesures car l’opérateur change d’endroit sur le site.

L’observation de la reproductibilité des valeurs est un bon moyen de vérifier la qualité des données (QC).

Les mesures EC sont couramment utilisées pour cartographier les chemins d’écoulement préférentiels pour les contaminants d’un site donné. Les zones de plus faible conductivité indiqueront une granulométrie plus importante et seront donc plus perméables.

Ce sont ces zones plus perméables qui favoriseront le transport de contaminants (hydrocarbures, solvants volatils chlorés ou COV, métaux…) dans le sous-sol.

La visualisation de manière transversale des données EC est très utile pour déterminer la connectivité de ces chemins préférentiels sur un site donné.

Les 4 profils EC de la Fig. 5 indiquent une granulométrie plus fine en surface avec des zones de grains plus gros entre 10-11 pieds (3,3-3,6m) et 16-24 pieds (4,9-7,3m). Une transition vers une granulométrie plus importante est observée entre 33 et 45 pieds (10,0-13,7m) sur ce site. L’information collectée par le système EC à propos de la géologie peut aider le consultant à comprendre la mobilité et la localisation des contaminants dans le sous-sol. Ces informations aideront également à la mise en place adéquate de puits de surveillance ou de pompage.

L’outil EC combiné avec d’autres techniques de sondage :

La conductivité électrique est également combinée aux techniques de sondage suivantes :

• MIP : Le MIP cartographie la position et la concentration relative des composés organiques volatils (COV) dans le sous-sol pendant que le EC cartographie la géologie. L’information sur la géologie dans laquelle se trouvent les contaminants est très utile.
• HPT : Le HPT montre la pression nécessaire pour l’injection dans le sol d’un débit déterminé d’eau. Ces mesures EC et HPT sont des alliées qui seront souvent le reflet l’une de l’autre, par exemple : des grains plus gros seront responsables d’une pression d’injection plus faible et de valeurs EC inférieures (et donc d’une perméabilité plus importante). Souvent également ces mesures diffèreront l’une de l’autre et donneront plus d’informations afin de mieux comprendre si des interférences ioniques ou d’autres facteurs influençant la perméabilité sont présentes.
• MiHpt : Le MiHpt est la sonde qui combine les mesures MIP et les mesures HPT, avec dipôle EC intégré.
• CPT : Cette sonde combinée permet les mesures CPT grâce à un bloc-support MIP qui intègre un dipôle EC.
• HPT-GWS : Cet outil unique permet la réalisation de sondages HPT et EC et l’arrêt de l’outil afin de prélever un ou plusieurs échantillon(s) d’eau souterraine dans un intervalle bien précis, et dans le même trou.