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Séminaire général du Département de physique

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Mouvement et chant des dunes
Stéphane Douady (CNRS)

23 novembre 2006

Le sable est un milieu étrange toujours à la frontière entre solide, liquide et gaz. Son étrangeté est souligné par le fait que, bien que matériau commun, et malgré les grands progrès de ces dernières années, il reste du travail à faire pour comprendre comment il se déplace. Les dunes, grands tas de sable formés par le vent, en sont un exemple: emporté par le vent, le sable vole et collisionne (gaz); déposé au sommet, il s’écroule en avalanches (liquide) et s’accumule (solide) pour former la dune. La dune ainsi formée obéit à une sorte de logique interne. Celle-ci peut être bien démontrée dans le cas le plus simple de la Barchane, à l’aide de simulations numériques et d’expériences de laboratoires, qui permettent pour la première fois de reproduire les dunes à l’échelle 1/1000e. On peut ainsi non seulement la voir se déplacer, mais aussi comprendre comment elle est capable d’avancer tout en gardant sa propre forme, par une auto-régulation du flux de sable.
Ces dunes ont aussi des interactions complexes, qui sont nécessaires pour expliquer les ensembles observés.
Certaines dunes, chantantes, émettent aussi un son puissant et monotonne lorsqu’il se produit une avalanche. Pourquoi un tel son, alors qu’une avalanche de sable n’en fait d’habitude aucun ? S’il est clair maintenant que le son provient de la synchronisation du mouvement des grains, il reste encore des débats pour expliquer pourquoi ces grains là se synchronisent Et ce qui fait que ce sable est encore plus étrange : il est musical.

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