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vendredi 6 février 2015

La loi de Darcy

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Si je vous dis « Darcy », à quoi ou à qui pensez-vous? Si vous aimez la littérature et que vous vous intéressez à la littérature anglaise, alors le nom de Jane Austen ne vous est pas inconnu et il est fort à parier que vous pensiez à Mr Darcy of Pemberley, Debyshire. Et pourtant, un autre Darcy est lui aussi connu, dans le domaine des sciences et de l'ingénierie cette fois, M. Darcy qui a donné son nom à la fameuse Loi de Darcy.

La première fois que j'ai rencontré cette loi de Darcy était au détour de pages de mon cours d'algèbre l'année passée. C'était dans un exercice qui voulait illustrer un exemple concret d'application de recherche de vecteurs propres et de valeurs propres dont voici l'énoncer : 


Eric J.M.Delhez, MATH0013-1 : Algèbre, Ulg, Janvier 2013, Question I  (lien)

Le nom de Darcy m'avait interpellée et je me suis demandé tout d'abord si cela avait un lien avec Orgueil et Préjugés. Malheureusement pour moi, j'ai vite découvert qu'il n'y en avait aucun. Littérature et mathématiques constituent trop souvent deux mondes à part. Cependant, aussi tordu que cela semble être, se pourrait-il que notre héros de papier soit apparenté à cet autre Darcy? Apparemment non, vu que les deux personnages ne sont contemporains ni dans le temps ni dans l'espace. (Angleterre début XIX ème siècle pour le premier ; France milieu XIX ème siècle pour le second).

Alors que j'avais eu le temps d'oublier cette loi de Darcy, celle-ci est réapparue, dans le cadre du cours de géologie cette fois-ci. Nous l'avons étudiée plus en détail. Parce que je trouvais l'homonymie curieuse, je vous en livre ici un résumer.

Henry Darcy (1803-1858) est un ingénieur français, qui, sur base de mesures expérimentales, a énoncé ce qu'on appelle aujourd'hui la Loi de Darcy. Cette dernière permet de prédire le débit d'un fluide (par exemple, l'eau) à travers un milieu poreux (par exemple, du sable). 

 
Alain Dassargues, Génie de l'environnement – Partie Géo-ressources/Géo-risques, Chapitre 3 : Eaux souterraines, Ulg, 2014-2015
 
L'unité mesurant la perméabilité d'un milieu est le darcy. Elle a été baptisée ainsi en l'honneur de M. Darcy. Une perméabilité de 1 darcy permet un débit de 1 cm³/s pour un fluide avec une viscosité de 1 mPa·s sous un gradient de pression de 1 atm/cm agissant sur une section 1 cm². Ainsi, oui, il est tout à fait justifié de compter les darcys !

La loi de Darcy a de multiples applications. Elle permet, entre autres, de déterminer la direction d'écoulement des eaux souterraines. D'autres exemples sont expliqués sur la page Wikipédia de la loi de Darcy.

>>Plus d'infos :
Deux ressources accessibles à tout un chacun, sans connaissance scientifique ou mathématique préalable pour en savoir plus sur la loi de Darcy.

* Fluid Flow in the Subsurface (Darcy's Law), Fracfocus, GWPC & IOGCC (en anglais)

* Loi de Darcy sur Wikipédia (en français)

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