Un milieu poreux est une substance qui contient des pores ou des espaces entre un matériau solide à travers lesquels un liquide ou un gaz peut passer. Des exemples de milieux poreux naturels comprennent le sable, le sol et certains types de pierre, tels que la pierre ponce et le grès. Les éponges, les céramiques et les mousses réticulées sont également fabriquées pour être utilisées comme supports poreux. Les applications possibles de ces matériaux dans la science, l’industrie et la vie quotidienne sont vastes, bien qu’ils soient peut-être le plus souvent utilisés comme filtres.
Physiquement, un milieu poreux se distingue des autres matériaux – y compris d’autres milieux poreux – par sa porosité ou la taille de ses pores. Les matériaux à faible porosité sont moins perméables et ont généralement des pores plus petits, ce qui rend plus difficile le passage du gaz ou du liquide, tandis que les matériaux à porosité élevée ont de gros pores et sont facilement perméables. La porosité est une considération importante dans le filtrage, car si les particules doivent être éliminées par un milieu poreux, les pores doivent être suffisamment petits pour les piéger efficacement. Les géologues tiennent également compte de la porosité de la pierre et du sol environnants lorsqu’ils effectuent des observations de réservoirs de pétrole et de gaz naturel. Le gaz naturel emprisonné dans la pierre à faible porosité est appelé gaz étanche et est plus difficile d’accès que les autres réserves.
La porosité varie d’un faible pourcentage dans le schiste dense et le grès à environ 50 % dans le sable et jusqu’à 70 % dans l’argile. Les matériaux synthétiques peuvent être encore plus poreux. Par exemple, la mousse réticulée, un milieu poreux utilisé dans les filtres de climatiseurs et les applicateurs cosmétiques, a une porosité allant jusqu’à 98 %.
L’une des applications les plus courantes des milieux poreux dans la science et l’industrie est la filtration. Dans les usines de fabrication, ces matériaux peuvent être utilisés pour filtrer des gaz ou des liquides soit mécaniquement, en piégeant les particules, soit chimiquement, en éliminant sélectivement certains composés. La substance à filtrer est filtrée à travers le milieu poreux et se purifie au fur et à mesure qu’elle traverse les pores du matériau. Des exemples d’utilisations industrielles de cette méthode comprennent le traitement de l’eau et le raffinage du pétrole.
Les milieux poreux sont également souvent utilisés dans les systèmes d’aquaculture et d’aquarium domestique. Les filtres à charbon, constitués de charbon actif poreux, sont utilisés dans les aquariums pour absorber les composés organiques et les métaux indésirables de l’eau. Le charbon actif est un exemple de filtration chimique, mais la filtration mécanique est également une option possible. Dans ce dernier système, une éponge poreuse filtre mécaniquement les particules, créant un environnement plus propre pour les organismes dans le réservoir.