Équipement de polarisation provoquée spectrale pour la mesure de la conductivité complexe des matériaux

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Tous les matériaux terrestres, qu'ils soient naturels (sédiments glaciaires ou fluvioglaciaires) ou crées par l'homme (couvertures de protection sur les sites de contamination, amas de stériles miniers, béton, mortier) peuvent être vus comme un assemblage de grains (la matrice), de minéralogie variée, et de pores. Ces pores sont eux-mêmes remplis d'une phase unique (eau, air, hydrocarbures) ou de plusieurs phases (eau + air + hydrocarbures + autres). La matrice peut contenir ou non des minéraux à grains très fins (silt, et argile surtout) qui ont des propriétés physiques très particulières. Une faible proportion de la matrice peut contenir des métaux (chrome, plomb, mercure, etc) déposés mécaniquement ou précipités chimiquement. Les propriétés électriques des matériaux ainsi constitués sont très dépendantes de la distribution des grains, de leur forme, de leur surface spécifique, de la porosité effective, de la connectivité entre les pores et la forme du chemin que détermine les pores, de la conductivité de l'eau dans les pores, du degré de saturation, du type de minéraux composant la matrice. La conductivité électrique complexe spectrale est la propriété électrique la plus complète mesurable; elle est déterminée par le rapport complexe de la tension développée dans le sol par un courant injecté à diverses fréquences. L'interprétation de cette conductivité mesurée permettrait de déterminer la constitution du matériau, ses propriétés hydrauliques et le degré de contamination par des hydrocarbures et les métaux. L'appareillage demandé, un système de polarisation provoquée spectrale, très flexible et performant, permettrait de déterminer cette conductivité complexe en laboratoire et sur le terrain.