Porozitatea este setul de goluri (pori) dintr - un material de solid, aceste goluri sunt umplute cu fluide (lichid sau gaz). Este o mărime fizică între 0 și 1 (sau, în procente, între 0 și 100%), care condiționează capacitățile de curgere și de reținere ale unui substrat (vezi și legea lui Darcy ).
Porozitatea este, de asemenea, o valoare numerică definită ca raportul dintre volumul golurilor și volumul total al unui mediu poros:
sau:
Porozitatea poate avea diverse origini, specifice materialului și evoluția acestuia în timp, ceea ce duce la pori de dimensiuni și geometrie diferite, mai mult sau mai puțin interconectați.
Noi Astfel facem distincția între porozitatea porilor (sau „ porozitatea primară ”) și porozitatea fisurilor (sau „ porozitatea secundară ”);
Putem distinge porii după dimensiune, astfel încât IUPAC definește următoarele porozități:
„Porozitatea multimodală” este cea a solidelor care conțin două tipuri de porozitate (de exemplu, micro-mezoporoasă).
În cazul porilor aferente, fluidul conținut în porii curge mult mai repede în pori mari, formând macroporozitate (debitul de apă), decât în cele mici, formând microporozitate (forțele de capilaritate de retenție a apei). Macroporozitatea favorizează aerarea solului și alimentarea cu oxigen a organismelor vii din sol , microporozitatea constituie un rezervor de apă și schimb de nutrienți pentru aceste organisme. Apa gravitațională (numită și apă liberă sau apă de saturație) conținută în spațiile lacunare (între agregate) care curge prin gravitație către pânza freatică, împrumută macroporozitatea și curge vertical la viteze în funcție de diametrul porilor. Punctul de ștergere (cantități maxime de apă pe care le poate reține solul) corespunde sfârșitului fluxului de apă prin gravitație și apei care poate fi utilizată de plante (noțiunea rezervei utile de apă a unui sol ). Se obține atunci când apa capilară (numită și apă funiculară) care umple golurile din mezoporozitate este îmbibată abundent de precipitații, udare sau irigare . De obicei durează 2 până la 3 zile după ce o ploaie inundă solul cu apă în soluri permeabile cu structură și textură uniforme. Rădăcinile absorb această apă până la punctul de ofilire temporară (caracteristică speciilor de plante și a fiecărui soi), reversibilă, apoi la punctul de ofilire permanentă care se atinge atunci când forța de reținere a apei de către particulele din sol (apa pielii reținută în formă de pelicule foarte subțiri în jurul particulelor) este egală cu forța maximă de aspirație exercitată de plantă. Cantitatea de apă utilizabilă teoretic este diferența de umiditate dintre punctul de înmuiere și punctul de ofilire.
De pedologi distinge porozitate biologică sau tubulară (biopores generate de activitatea biologică), al porozitatea texturale (microporozitate create prin asamblarea particulelor) și porozitate structurală (macroporozitate între agregate , care încorporează porozitatea fisurii, sau chiar „origine culturală biologică).
În contextul exploatării resurselor subterane, distingem:
Pot captura și stoca gaze sau lichide. Se spune că sunt „ roci de rezervor ”. Acest fluid poate fi gaz natural , petrol , bitum sau apă ; este posibil să fi ajuns în mod natural (rezerve naturale de petrol sau gaze) sau să fi fost injectat de om ( depozitare subterană ).
Modelele statistice constau în definirea unei funcții a punctelor f (M), unde M este un punct în funcție de coordonatele spațiilor.
Apoi atribuim valoarea 1 funcției dacă punctul M este situat în vid, iar valoarea 0 dacă punctul este în solid.
Aceste modele permit modelarea porozității unui material în spațiu. Cu toate acestea, ele dau rezultate calitative slabe.
Acest model face posibilă modelarea porozității, dar și a permeabilității . Acesta constă în definirea unui anumit număr de capilare drepte care traversează materialul. Acest model este satisfăcător din punct de vedere conceptual, dar în practică reprezintă slab realitatea. Într-adevăr, capilarele sunt drepte și nu comunică între ele.
Rose și Bruce îmbunătățit acest model prin luarea în considerare a „Τ“ sinuozității a capilarelor.
Pentru a măsura porozitatea, pot fi determinați trei parametri:
Distingem:
Există o singură metodă care se numește „însumarea fluidelor”. Aceasta implică acoperirea probei (de exemplu cu parafină) la ieșirea din carotaj, astfel încât fluidele prezente în porozitate să nu scape.
Volumul de aer este măsurat folosind un porosimetru cu mercur. Volumele de apă și hidrocarburi sunt măsurate prin distilare fracționată la temperatura camerei.
Măsurarea porozității pe probe prelucrateÎn laborator, probele trebuie să fie în aceeași stare fizică înainte de efectuarea măsurătorilor, ceea ce înseamnă că trebuie pregătite. Fluidele trebuie mai întâi extrase din probă, cu, de exemplu:
Aceasta implică injectarea unui volum de mercur în probă sub presiune.
Mercurul umple golurile unei probe din materialul uscat anterior. Rămâne doar să ne uităm la volumul de mercur injectat pentru a obține volumul porilor, precum și distribuția mărimii porilor.
O sondă trimite neutroni într-o fântână. Acestea sunt reflectate de hidrogenii din apă și revin la un receptor încetinit. Senzorul ia în considerare numărul de neutroni returnați. Această metodă nu este fiabilă pentru solurile care conțin o fracțiune prea mare de argile. În plus, are dezavantajul presupunerii că solul este saturat cu apă.
Măsurarea rezistivității la solCu excepția argilelor, materialele obișnuite ale solului sunt izolante, dar electricitatea circulă în faza umedă a solului.
Prin urmare, presupunând soluri saturate cu apă, rezistivitatea solului va fi o funcție a porozității.