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Concept
Perméabilité (matériau)
Résumé
La perméabilité d'un milieu poreux mesure son aptitude à se laisser traverser par un fluide sous l'effet d'un gradient de pression ou d'un champ de gravité. Cette quantité est liée à la loi de Darcy. L'absence de perméabilité s'appelle l'imperméabilité.
Une hypothèse sous-jacente à la définition est que l'écoulement dans le milieu est un écoulement en régime de Stokes. Cette hypothèse est utilisée pour établir l'équation de Darcy à partir de la description de la porosité par la méthode de prise de moyenne volumique ou par homogénéisation. La perméabilité est une propriété du milieu et donc indépendante du fluide qui le traverse, liquide ou gaz. Ceci est à nuancer par le fait que des phénomènes physiques spécifiques aux gaz peuvent apparaître dans les milieux à faible porosité, phénomènes décrits par l'équation de Darcy-Klinkenberg. De la même façon la viscosité d'un liquide pourra jouer pour des débits importants, ceci dépendant du nombre de Reynolds formé avec la dimension caractéristique de la porosité. Cette correction à la loi de Darcy est contenue dans la loi de Darcy-Forchheimer.
Pour un matériau poreux isotrope traversé par un écoulement le coefficient de perméabilité k est une valeur scalaire définie à partir de la loi de Darcy donnant le débit massique q ou la vitesse moyenne dans le milieu V f (vitesse de filtration) d'un fluide de masse volumique ρ, de viscosité cinématique ν sous l'influence d'un gradient de pression ∇ p et d'un champ gravitationnel g :
k a la dimension d'une surface. L'unité standard de perméabilité est donc le .
Pour un matériau isotrope mais non homogène à l'échelle de la porosité le coefficient de perméabilité est une distribution statistique dont on ne retient généralement que la moyenne.
Pour un matériau homogène mais non isotrope, le coefficient de perméabilité est un tenseur défini par la même équation que ci-dessus.
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