percolation (théorie de la) l.f.
theory of percolation
Théorie qui permet de décrire la structure et les propriétés d'ensembles formés d'un grand nombre d'éléments, par ex. des molécules, des objets ou des sujets, entre lesquels peuvent s'établir des liaisons.
Son nom vient de l'étude de la traversée d'un filtre par un liquide (Hammersley), la filtration du café, par ex. Un tel filtre est formé d'un enchevêtrement de microcanaux au travers desquels le passage du fluide n'est possible que tant qu'ils sont interconnectés.
En médecine, l'hémofiltration continue est un autre exemple : au fur et à mesure que le filtre se colmate le débit se réduit, 70% environ en 48 h, ce qui nécessite des changements de filtre assez fréquents si l'on veut éviter le blocage.
La fabrication du caoutchouc fournit un autre exemple : elle implique la polycondensation en longues chaînes flexibles de molécules d'isoprène. Le traitement du latex par l'oxygène ou le soufre établit des liaisons entre les chaines qui augmentent la viscosité du latex (vulcanisation du caoutchouc). Quand suffisamment de liaisons sont réalisées, l'interconnexion entre des chaines très éloignées interdit tout déplacement de type liquide, la viscosité est alors infinie : on atteint le seuil de transition de percolation.
Le concept de percolation est utilisé dans de très nombreux domaines où l'on considère des liaisons aléatoires entre des éléments divers permettant ou empêchant la propagation d'un phénomène de proche en proche (ex. propagation épidémique d’infections, des incendies de forêt). Pour établir la théorie on considère un réseau dont les nœuds sont régulièrement disposés : en général, une probabilité de l'ordre de 50% de trouver un élément à un nœud détermine le seuil critique de percolation pour lequel la propagation, d'une maladie épidémique par ex., cesse alors brutalement.
La percolation à travers un filtre est parfois confondue avec la lixiviation, mais dans ce dernier cas la matière constituant le filtre n'est pas neutre, il est lessivé par le passage du liquide qui en extrait le produit actif ; dans la percolation au contraire la matière du filtre n'est pas dissoute.
J. M. Hammersley, mathématicien britannique (1957)
Étym. lat. percolatio : écoulement à travers)
filtration n.f.
filtration, percolation
Processus physique mis en jeu lors du passage d'un fluide hétérogène à travers un filtre : il permet d'arrêter les grosses particules et ne laisser passer que les petites.
Le débit de liquide à travers un filtre est proportionnel à sa surface et à la différence de pression entre ses deux faces (loi de Darcy). L'étude mathématique de la filtration a donné lieu à la théorie de la percolation qui a de nombreuses applications dans divers domaines (physique, chimie, écologie et épidémiologie).
H. Darcy, ingénieur français (1856)
→ filtre, hémofiltration, percolation
[B1]
Édit. 2018