VI] Conclusion 1) Explication physique Un
VI] Conclusion
1)
Explication physique
Un cisaillement suffit à provoquer une liquéfaction
subite du fluide, entraînant les corps en surface à s’y enfoncer (application
du phénomène de dilatance).
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 = 2Vg Avec m masse
du corps
= 2mg p la masse
volumique du corps
=
2P P le poids
π la poussée
d’Archimède
La densité du corps humain est 2 fois inférieure à la
densité du mélange. Donc la résultante P+ π est dirigée vers le haut : le
corps remonte.
2) Mouvement dans le sable mouvant
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 d’un facteur un
million : on s’enfonce.
3) Coincé dans le sable mouvant
Après la
liquéfaction de l’argile, le sable tombe au fond et l’eau surnage. La densité
de la couche de sable est telle que les pieds sont complètement coincés. Pour
sortir du sable mouvant, il faut soulever le pied. Ceci nécessite d’introduire
de l’eau dans le sable pour le liquéfier. Le problème est que la force
nécessaire pour soulever un pied est comparable à celle nécessaire pour
soulever une voiture. Par conséquent on est bloqué.
4) Se noyer dans le sable mouvant
On a
démontré qu’on ne peut se noyer dans les sables mouvants : la densité des
hommes et des animaux est identique 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 égale au double du poids) fait qu’on ne peut pas
s’enfoncer davantage.
5) 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.
6) Conclusion « pratique »
Ecartez le plus possible bras et jambes et essayez de faire la planche !