Sables mouvants

 

 

Etudes du phénomène .

 

 Nous allons maintenant nous intéressé a l’action effectuée sur les sables pour qu’ils deviennent « mouvants ».En effet ce mouvement de sable est dut tout d’abord a la thixotropie quand un corps en mouvement s’enfonce dans les sables. La thixotropie est une  Propriété physique de certaines substances brutes comme la colle de peau de lapin et le yaourt que nous allons étudier dans la partie 3.


Ces fameux sables sont un mélange de sable et d’argile gorgée d’eau. Les grains de sables sont agglomérés par l’argile humide, qui agit comme un ciment très léger.

Au départ, on est généralement en présence de gels tremblotant, à demi liquides en état de repos. Leur point commun est de renfermer, d'entourer - d'emprisonner littéralement - des molécules d'eau au sein de matières non miscible.

Que se passe-t’il alors ?

Nous allons pour cela étudier le shéma qui ce trouve dans l'album photo : http://lessablesmouvants.e-monsite.com/album-cat-1-0.html (il vous suffira de double cliquer sur le schéma pour qu'il s'affiche en grande taille)


Explications du schéma :

 

1 : Les sables mouvants sont un empilement fragile de grains de sables stabilisé par des particules d’argile.

2 : Une légère pression suffit a détruire l’ensemble. Les grains s’effondrent les uns sur les autres. Les particules d’argile se collent entre elles et ne stabilisent plus l’ensemble. L’eau, plus légère remonte.

3 : Le mélange sable+argile forme une pate très compacte au fond dont il est quasiment impossible de s’extraire. L’eau surnage. Le piège s’est refermé sur le personnage.

 



 Comment éviter de couler ?

Les sables mouvants sont, comme on l’a expliqué précédemment, composés de sable ordinaire mêlé à de l’eau qui jaillit du sol, ce qui explique pourquoi il a toutes les propriétés d’un liquide. Cependant, à l’inverse de l’eau, les sables mouvants ne lâchent pas facilement prise. Si vous essayez de dégager un membre, il vous faudra vaincre la résistance du vide ainsi crée.Plus on produit de mouvement à l’intérieur des sables mouvants (en se débattant par exemple), plus leur viscosité augmente. Il est donc essentiel de s’y déplacer très lentement.Le corps humain est aussi dense que l’eau douce, qui l’est moins que l’eau salée. Il est donc plus facile de flotter sur de l’eau salée que sur de l’eau douce et plus facile encore sur des sables mouvants.

 On n'a démontrer que l'on ne peut pas se noyer dans les sables mouvants : la densité des hommes et des animaux est identiques à celle de l'eau ; une fois capturé par le sable mouvant qui est beaucoup plus dense que l'eau, la poussée d'Archimède (dont la valeur est égale au double du poids) fait qu'on ne peut pas s'enfoncer d'avantage.

 

 

 Après cette liquéfaction, la viscosité augmente avec le temps, du fait qu’il y a séparation progressive entre une phase riche en sable et une phase riche en eau. La phase sableuse pouvant contenir jusqu’à 80% du volume de sable, elle agit comme un ciment : c’est ainsi qu’on se retrouve bloqué dans des sables mouvants.

La densité du mélange {sable+eau} est proche de 2. Tout corps ayant une densité proche de 1 (c’est le cas de l’homme) plongé dans un sable mouvant subira une poussée d’Archimède de deux fois son poids :

π = pVg Or pour un être humain, d=1=m/V donc m=V

π = 2Vg Avec m masse du corps

= 2mg  p la masse volumique du corps

= 2P  P le poids

π la poussée d’Archimède

Ce n’est donc pas une bonne idée de bouger lorsqu’on se trouve dans le sable mouvant. Le mouvement liquéfie l’argile, ce qui déstabilise à son tour l’empilement granulaire. La viscosité de l’ensemble peut ainsi diminuer : on s’enfonce.

 Ces changements physiques, bien différents des changements d’états, s’expliquent par la variation de la viscosité des liquides que l’on qualifie de non newtoniens.

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