Composé majoritairement de
sable très fin, d'eau, et d'argile, le sable mouvant est un
matériau thixotropique : il a la capacité de changer de consistance.
Un yaourt qui est solide à l'état normal peut devenir liquide
quand on le touille. Par cette action, on détruit le réseau
de protéines de lait qui assuraient sa fermeté. Dans le cas du sable mouvant, c'est la même chose.
Un milieu instable
Le taux de
viscosité dépend de la force exercée et de la vitesse d'écoulement.
Si rien ne vient perturber le sable, les plaquettes d'argile
ont tendance à s'agglomérer au fil du temps. Mais si on marche
sur le sable, par exemple, la structure en "château de cartes"
de l'argile s'effondre.
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Dans la baie du mont Saint-Michel, toutes les conditions sont réunies pour la formation de sable mouvant : du sable fin, de l'eau et du sel.
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Car le sable mouvant contient en fait assez peu de sable
Prenez
un empilement d'oranges comme au supermarché. Dans cet empilement,
vous avez 2/3 d'oranges et 1/3 de vide. Dans le sable mouvant,
il y a à peine 40% de sable, c'est-à-dire qu'il faudrait retirer
la moitié des oranges pour arriver à l'équivalent ! On comprend
que ce n'est pas un matériau très stable
Mais tous les sables humides ne se transforment pas en sables
mouvants. D'abord, il faut un courant d'eau ascendant qui
circule dans le sable pour maintenir le mélange eau-sable.
Et le plus souvent, le sable mouvant est salé, car le sel
favorise l'agrégation des particules d'argile.
Que faire si vous êtes coincé ?
Passons aux conseils pratiques : Peut-on vraiment rester coincé
dans des sables mouvants ? Oui, et ce n'est pas seulement une
légende. Quand on bouge, le sable se dépose au fond du trou,
et se tasse de plus en plus. Pour peu que l'on ait un pied
coincé, il faut une force équivalente à celle pour soulever
une voiture pour se sortir du trou !
L'astuce consiste à tourner
si possible son pied pour introduire de l'eau entre le sable
et le pied, et fluidifier un peu le milieu.
Par contre, il
est tout à fait impossible de se noyer complètement (voir
les images ci-dessous) : la densité du sable est d'environ 2g/cm³ et celle
d'un humain ou d'un animal de 1g/cm³. Et la poussée d'Archimède
nous apprend que l'on ne peut pas se noyer
dans un milieu plus dense que nous.
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| © Daniel
Bonn |
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La
figurine s'enfonce effectivement dans le sable,
mais s'arrête à un certain seuil,
même si on continue à agiter le sable.
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La légende des noyades provient sans
doute du fait que les sables mouvants se retrouvent fréquemment
au niveau des estuaires des fleuves (comme pour le cas du
Mont Saint Michel). En restant coincé dans le sable, plusieurs
personnes ont ainsi pu périr englouties par la marée montante.
D'autres types de sables mouvants
Il existe des sables mouvants
secs, un cas assez rare. Dans le film Lawrence d'Arabie, on
voit ainsi un personnage s'enfoncer inéluctablement sous
les yeux du colonel, impuissant à le sortir de ce piège. Ce
type de phénomène est du à une structure très aérée du sable,
finement déposé à la surface. Mais dans la réalité, rien à
voir avec le film : on s'enfonce d'un seul coup dans ce type
de sable.
On trouve aussi des sables mouvants sans argile
"pâte à modeler" (qui s'agglomère). Ce type d'argile est tout
aussi dangereux : il suffit de 1% d'eau en plus pour réduire
de 100 000 fois la viscosité du matériau. Le village de Roquebillière
(Alpes Maritimes) a ainsi été enseveli en 1926, et en 1964
au Japon, des maisons se sont enfoncées dans un sol devenu
liquide en l'espace de quelques secondes.
» Voir aussi : La
conférence vidéo de Daniel Bonn, physicien
à l'Ecole Normale Supérieure (format Quicktime)
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