Perméabilité (fluide)

Perméabilité (fluide)
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La perméabilité d'un matériau (une roche, un tissu, etc.) est une grandeur intrinsèque à ce dernier. Elle mesure sa capacité à laisser passer un fluide, elle est indépendante du fluide. Le terme de conductivité hydraulique (ou coefficient de perméabilité) est le rapport entre cette perméabilité et la viscosité du fluide (généralement le fluide est l'eau). Plus un milieu est perméable plus le fluide s'écoulera vite. La perméabilité K s'exprime généralement en Darcy, ce qui correspond à la dimension d'une surface (m²) (1Darcy=0,98 10^(-12)m²), la conductivité hydraulique s'exprime en m/s.

Sommaire

Aspects théoriques

La perméabilité se manifeste à deux échelles. L'aspect macroscopique, la perméabilité d'un matériau entraîne une perte de charge lors de l'écoulement d'un fluide au travers de ce dernier. Cette perte de charge se calcule au travers de la loi de Darcy:

\vec{\nabla}p=\frac{\mu}{k}\vec{u}+\rho\vec{g}

où μ est la viscosité du fluide(Pa.s), \vec{\nabla}p la perte de charge, k la permeabilité (m2) et ρ la masse volumique du fluide. Dans cette équation, la vitesse \vec{u} n'est pas la vitesse réelle du fluide. Il s'agit de la vitesse de Darcy. Cette dernière est reliée à la vitesse réelle (interstitielle) au travers de la porosité du matériau Φ.

vdarcy = ΦV

La porosité est l'expression du rapport du Volume de vide (pores) sur le volume total du matériau considéré. Une perméabilité élevée exige une bonne porosité mais l'inverse n'est pas vrai. Une roche très poreuse peut avoir une perméabilité très faible (argiles par exemple). Ce genre de phénomènes trouve son explication au travers de l'équation de Kozeny-Carman. Cette dernière relie la perméabilité à la porosité du matériau au travers de grandeurs statistiques décrivant la géométrie et la répartition des pores[1].


Elle ne doit pas être confondue non plus avec la capacité d'absorption d'une matière.

Mesure de la perméabilité

Il n'est pas simple de mesurer la perméabilité. C'est une grandeur statistique du matériau. On peut la comparer à une vitesse d'infiltration et dans ce cas, un infiltromètre est parfait pour faire la mesure.

Imperméabilité

L'imperméabilité, notion inverse de la perméabilité, s'emploie plus couramment dès lors qu'il s'agit d'objets usuels. Le terme s'applique notamment aux matières en contact épisodique mais régulier avec l'eau, par exemple pour désigner la capacité des tissus ou des façades de bâtiments à empêcher la pénétration de l'eau de pluie. Il ne doit pas être confondu avec la déperlance.

On utilise aussi ce terme pour parler de la capacité à empêcher le passage de l'air ou de poussières.

Références

  1. ↑ Jun Feng Wang, « Permeability Prediction of Fibrous Porous Media in a Bi-Periodic Domain », dans Journal of Composite Materials, SAGE Publications, vol. 42, 2008, p. 909 

Voir aussi

v · Forage • Géotechnique • Mécanique des sols • Mécanique des roches • Pédologie • Profil de sol • Texture du sol • Argile • Illite • Montmorillonite • Sable • Limon • Silt • Adsorption • Couche de Gouy • Couche de Stern • Degré de saturation • Diagramme de Casagrande • Indice des vides • Poids spécifique • Porosité • Perméabilité

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Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Perméabilité (fluide) de Wikipédia en français (auteurs)

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