Bien comprendre l’écoulement de l’eau dans les milieux poreux (sable, gravier) est essentiel pour gérer et protéger les eaux souterraines. Pour y arriver, plusieurs méthodes de calcul existent dont la plus connue, la loi expérimentale de Darcy (1856).

Henry Darcy, un ingénieur français né à Dijon en 1803, dirige les travaux d’adduction d’eau à la ville de Dijon. Des lits de sable étaient utilisés pour filtrer l’eau qui devait alimenter les fontaines et les résidents de la ville aux prises avec plusieurs maladies reliées à la piètre qualité de l’eau. Pour arriver à bien construire son système, il devait arriver à calculer la vitesse d’écoulement de l’eau dans un milieu poreux. Pour ce faire, il construit un montage expérimental pour analyser le comportement de l’eau au travers un massif sableux. L’expérience consistait à faire passer un volume d’eau sous pression dans un tuyau vertical rempli de sable et de mesurer la différence de pression (h₁ – h₂) à l’entrée et à la sortie de la colonne de sable ainsi que le volume d’eau sortant. La formule suivant découla de cette expérience :

Où :

Q = débit (m³/jour)

A = section perpendiculaire à l’écoulement (m²)

h₁ et h₂ = gradient hydraulique

L = longueur du tuyau (m)

K = conductivité hydraulique (m/jour)

 Image : Hydrogéologie, Multiscience Environnementale Des Eaux Souterraines – p 196

Cette formule permet donc de mesurer la conductivité hydraulique de différents types de sol et ainsi  de mesurer la vitesse d’écoulement dans un milieu poreux. Des paramètres essentiels pour mieux comprendre le patron d’écoulement de l’eau souterraine et de mieux protéger cette ressource indispensable. La conductivité hydraulique est très variable, dans les argiles elle atteint des valeurs d’environ 0,000001 m/jour (1 micron/jour) alors qu’elle peut atteindre 10 000 m/jour (10 km/jour) dans un gravier. Les sédiments à fine granulométrie (argile) sont alors considérés comme des formations aquicludes alors que les graviers constituent des formations aquifères fournissant un débit très intéressant.

Henry Darcy est considéré comme un des pères de l’hydrogéologie et plusieurs formules utilisées fréquemment aujourd’hui sont grandement inspirées de cette formule. D’autres fiches informatives traiteront de ces formules.