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Concept
Loi de Darcy
Résumé
La loi de Darcy est une loi physique qui exprime le débit d'un fluide incompressible filtrant au travers d'un milieu poreux. La circulation de ce fluide entre deux points est déterminée par la conductivité hydraulique ou le coefficient de perméabilité du substrat et par le gradient de pression du fluide. Dans le cas d'un cours d'eau ou d'un réservoir alimentant une nappe, ce gradient est lié à la hauteur de l'eau.
Cette loi a été établie en 1856 par Henry Darcy, après qu'il eut réalisé diverses expérimentations visant à déterminer les lois régissant . Les bases expérimentales de Darcy ont ensuite pu être confirmées par exemple par le traçage isotopique et justifiées par la théorie par la méthode de prise de moyenne volumique ou par homogénéisation comme correspondantes à un écoulement de Stokes en milieu poreux.
Un an plus tard, dans une seconde publication, Darcy propose une interprétation de la loi en termes d'ensemble de microcanaux, anticipant ainsi les modélisations ultérieures de la perméabilité.
150 ans plus tard, la loi de Darcy et ses dérivées jouent encore un rôle majeur en hydrogéologie et notamment dans le domaine de l'hydraulique souterraine. Elles ont d'abord été utilisées pour évaluer les propriétés hydrauliques de différents types de substrats, les débits potentiels d'écoulements souterrains de l'eau (ou d'un autre liquide), verticalement à travers le sol ou une couche géologique (stratifiée ou karstique notamment) par exemple vers une nappe phréatique sous-jacente ou vers un captage d'eau dont on voudrait savoir à partir de quel débit il risquerait de ne plus être alimenté, ou de manière générale au travers d'un milieu poreux (par exemple une roche calcaire, du sable ou au travers d'un barrage en terre, ou dans la terre située sous un barrage). Elles ont ensuite notamment été utilisées pour déterminer les d'aires d'alimentation (et le cas échéant de protection) de captage d'eau souterraine.
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