Calculateur de conductivité hydraulique

Appliquez la loi de Darcy pour estimer la facilité avec laquelle l'eau traverse un sol, un sédiment ou une roche.

Conductivité selon la loi de Darcy
Saisissez le débit, la section, la différence de charge et la longueur d'écoulement en unités SI.

À propos de la conductivité hydraulique

La conductivité hydraulique mesure la facilité avec laquelle un fluide circule dans des pores ou fractures connectés sous l'effet d'un gradient hydraulique. Elle a la dimension d'une vitesse et s'exprime couramment en mètres par seconde, centimètres par seconde ou mètres par jour. Les graviers propres et les roches très fracturées présentent des valeurs élevées, tandis que les argiles et les roches intactes peu poreuses ont généralement des valeurs bien plus faibles. Ce paramètre est central pour les eaux souterraines, le drainage, les écoulements de percolation, la filtration et la géotechnique. Ce calculateur réarrange la loi de Darcy pour un essai unidimensionnel en régime permanent. Le débit est le produit de la conductivité hydraulique, de la section transversale et du gradient hydraulique. Ce gradient est la différence de charge divisée par la longueur du trajet. En isolant la conductivité, on obtient le débit multiplié par la longueur, divisé par le produit de la section et de la différence de charge. Des entrées en mètres cubes par seconde, mètres carrés et mètres donnent une conductivité en mètres par seconde. L'outil convertit aussi le résultat en centimètres par seconde et mètres par jour. La conductivité hydraulique n'est pas uniquement une propriété du solide. Elle dépend de la perméabilité intrinsèque du milieu poreux, mais aussi de la masse volumique et de la viscosité dynamique du fluide. La température de l'eau influence donc la mesure, et les résultats de laboratoire peuvent être ramenés à une température de référence. Granulométrie, connexion des pores, compactage, saturation, structure du sol, fractures, stratification et direction de l'écoulement peuvent provoquer de fortes différences. Les formations naturelles sont souvent hétérogènes et anisotropes : une seule valeur d'essai ne représente pas nécessairement tout un site. La loi de Darcy suppose un écoulement laminaire dans un milieu saturé représentatif, un gradient bien défini et des conditions assez stables. Des gradients très élevés dans des milieux grossiers peuvent introduire des effets inertiels non darciens. Les sols non saturés nécessitent une conductivité dépendant de l'humidité, et les milieux fracturés peuvent demander des modèles à fractures discrètes ou à milieu continu équivalent. Vérifiez que le débit mesuré traverse la section indiquée et que la perte de charge correspond à la longueur de l'échantillon. Utilisez le résultat pour vérifier des essais à charge constante ou de terrain, comparer des échantillons et estimer des débits préliminaires. Une conception fiable exige un échantillonnage adapté, des appareils étalonnés, une température contrôlée, des mesures répétées, une analyse d'incertitude et une méthode d'essai adaptée à la plage de conductivité attendue. Les modèles d'eaux souterraines à l'échelle du site nécessitent aussi des conditions aux limites, des propriétés de stockage, la stratigraphie, la recharge et des paramètres répartis dans l'espace. La conductivité peut couvrir de nombreux ordres de grandeur : indiquez des chiffres significatifs adaptés aux mesures sans suggérer une précision irréaliste.

Exemples de conductivité hydraulique

Valeurs de l'essai de DarcyConductivitéInterprétation
Q 0.001 m³/s, A 0.5 m², charge 1 m, longueur 2 m0.004 m/s ou 345.6 m/dayMilieu très perméable
Q 0.0002 m³/s, A 1.2 m², charge 2 m, longueur 5 m0.000417 m/s ou 36 m/dayÉchantillon modérément perméable
Q 0.00001 m³/s, A 0.2 m², charge 0.5 m, longueur 1 m0.0001 m/s ou 8.64 m/dayEssai à débit plus faible

Comment calculer la conductivité hydraulique

  1. Saisissez le débit volumique permanent traversant le milieu testé en mètres cubes par seconde.
  2. Saisissez la section perpendiculaire à l'écoulement et la différence de charge hydraulique mesurée.
  3. Saisissez la longueur du trajet ou de l'échantillon sur laquelle la différence de charge a été mesurée.
  4. Sélectionnez Calculer la conductivité et consultez le résultat dans trois unités courantes.

Questions fréquentes

Quelle différence entre conductivité et perméabilité ?

La perméabilité intrinsèque décrit la structure des pores indépendamment du fluide. La conductivité hydraulique dépend aussi de la masse volumique et de la viscosité du fluide ; elle varie donc avec le fluide et la température.

Qu'est-ce que la différence de charge hydraulique ?

C'est l'écart de charge hydraulique totale entre deux points de mesure. Dans un problème d'eaux souterraines, la charge totale comprend les contributions d'altitude et de pression.

La conductivité hydraulique varie-t-elle selon la direction ?

Oui, les dépôts stratifiés et les roches fracturées sont souvent anisotropes. Dans une même formation, la conductivité horizontale peut être très différente de la verticale.

La loi de Darcy s'applique-t-elle toujours ?

Elle convient à de nombreux écoulements laminaires en milieu poreux saturé. Des écoulements très rapides, des conditions non saturées ou des fractures discrètes peuvent nécessiter des relations plus spécialisées.

Pourquoi la température est-elle importante ?

La viscosité de l'eau diminue quand la température augmente, ce qui facilite l'écoulement dans la même structure poreuse. Les normes d'essai peuvent donc ramener la conductivité mesurée à une température de référence.