| Focus 2/2 | Le sable : fluide ou solide ?

Qu’est-ce que la dilatance du sable ?

Encyclopédie environnement - dilatance du sable
Manifestation du phénomène de dilatance, que l’on peut observer couramment lorsque l’on marche sur un horizon de sable saturé en profondeur.

Avez-vous remarqué un phénomène étrange lorsque vous marchez sur la plage, dans la frange saturée ? Curieusement, lorsque vous posez le pied au sol, le sable s’assèche autour de votre pied. Ce phénomène est dû aux propriétés de dilatance du sable, dont la description est due au physicien irlandais O. Reynolds (1842 – 1912), à la fin du 19ème siècle. De quoi s’agit-il ? Lorsqu’on cisaille un matériau granulaire, son volume tend (généralement) à augmenter ; ce qui signifie que le volume des espaces vides entre les grains du squelette augmente. C’est une propriété tout à fait remarquable, et c’est cette propriété que vous activez lorsque vous posez le pied au sol. Sous l’effet de votre poids, le sol s’enfonce, créant un cisaillement au sein du sable dans la direction verticale. L’augmentation du volume des espaces vides induit une baisse de pression et donc une migration du liquide depuis la surface vers cette région sur quelques centimètres de profondeur (Figure).

On retrouve cette propriété de dilatance dans de nombreux exemples de la vie quotidienne, impliquant des matériaux granulaires autres que le sable.

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