Projet Matériau IUNG LEGARREC HERMANT Tutrice Mme.BRUYERE
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Hermant Samuel 2014 Iung Alexandre Le Garrec Lo
Tutrice : S. Bruyre
Projet matriau Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire La physique des milieux granulaires
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
EEIGM
Sommaire
Introduction
Quest-ce que le sable ?
Notre problmatique
Prliminaire
I. le sable, liquide ou solide ?
1. Les caractristiques liquides
2. Les caractristiques solides
3. Les matriaux granulaires ; une dualit solide-liquide
4. Caractrisation dun sable par le critre de Mohr Coulomb
II. Proprits physiques du sable et applications
1. Le modle de Jannsen
2. Ecoulement du sable et loi de Beverloo
3. La dilatance de Reynolds
4. Le filtrage par le sable
5. Le frittage
Conclusion
Bibliographie
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
EEIGM
Le sable et son transport en tant que matire premire
Le sable est la troisime ressource la plus utilise dans le monde aprs leau et lair. Cette
matire premire est prsente en trs grande quantit sur notre plante et notamment dans
les fonds marins. Nous en utilisons 15 milliards de tonnes par an. LHomme utilise le sable
dans des domaines trs varis tels que la filtration de leau,la construction de btiments
mais aussi dans les usines en tant quabrasif. De nos jours le sable ou plus prcisment la
silice est utilise dans les composants lectroniques (circuits lectroniques).
En ralit, le sable est cr partir de lrosion des pierres et surtout du dtachement des
minraux de celles-ci. Au fils du temps, tous ces dbris sagrgent et forment de milliers de
petits grains oscillant entre une taille de 0,0625 mm et 2 mm Tous ces grains peuvent
provoquer des accumulations exploitables vers les ocans.
Chimiquement, le sable de formule SiO2 est compos de silice (la silice tant les grains de
quartz du sable) et de dioxygne O2.Pour les industriels la silice est un lment trs
important, donc ils lextraient du sable pour obtenir le produit le plus pur possible. La poudre
de silice donne une rsistance labrasion mais aussi aux attaques chimiques. Cest pour ces
proprits quon ajoute cette poudre dans des plastiques des peintures et mme dans des
caoutchoucs.
Le sable est un matriau qui possde galement de nombreuses proprits physiques
particulires. Sur notre plante, nous pouvons lobserver en tant que sol sur nos plages.
Dans les carrires, lamas de grains de sable a tendance avoir une forme pyramidale. Il est
aussi prsent dans des sabliers en tant que fluide pour des raisons particulires que lon
dveloppera dans notre compte-rendu.
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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Notre projet rpondra une question que nous nous sommes poss :
Quel est ltat de matire du sable et quelle peut-tre son utilit ?
Pour rpondre cette problmatique nous expliqueront quel tat de la matire le sable
fait partie puis dans un second temps quelles sont les proprits physiques du sable ainsi
que ses applications sur notre plante grce la particularit de ses proprits.
Synthse
A travers cette tude, notre but a t tout dabord de mettre en avant la subtilit de la
structure du sable et limpossibilit de classer son tat de phase dans lun des trois tats
classiques de la matire car il rentre dans plusieurs de ces tats. Il a t important pour
nous de dabord cerner lidentit physique du sable particulire grce diffrentes mises en
situations, ce qui nous a permis de le classifier et dinsister sur certains points pour ensuite
expliquer certains phnomnes quon peut apercevoir dans la vie de tous les jours ou qui
sont utilis dans des domaines industriels. Le sujet tant trs vaste, nous avons plutt opt
pour un catalogue de diffrentes applications et proprits qui dcoulent de ces
caractristiques physiques.
Synthesis
Through this study, our goal was first of all to push forward the subtlety of the sands
structure and the impossibility to classify his state in one of the three main states of matter.
It was important for us to first identify the peculiar physics properties of sand, thanks to
different situational examples. Thus we had the ability to classify it and to insist in some
important facts that we would use further to explain some phenomenon we can observe in
everydays life or that can be seen in industrial fields. Our subject was really wide, so we
decided to make a list of some different applications and property that comes from these
specific physics characteristics.
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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Prliminaire
http://www.larecherche.fr/idees/back-to-basic/tas-sable-01-10-1999-69215
Ltude des milieux granulaires pose plusieurs problmes, que lon abordera ci-dessous :
Tout dabord, le nombre trs important de particules de petite taille ne permet pas
un dnombrement prcis du nombre de particule, et floute une donne qualitative, qui
pourrait savrer primordiale.
Ensuite, les variations de temprature sont trs ngligeables, en effet celles-ci ne
sont effectives que pour des particules dont la taille et infrieure 1m. De trop grosses
particules impliquent que le mouvement Brownien nagit pas ! Ce mouvement explique que
lorsque de trs petites particules sont dans un liquide, elles ralisent des mouvements
incessants et alatoires. Ce phnomne est d lagitation thermique.
De plus, les particules sont observables lchelle macroscopique, ce qui pose
problme tant donn que la distinction entre chelle macroscopique et microscopique est
dlicate. On remarque bien que le comportement du sable nest pas le mme selon la
quantit de grains quon observe : ses proprits ne sont souvent pas intrinsques.
De surcroit, les milieux sont fortement dissipatifs : le milieu granulaire en gnral
absorbe la majorit de lnergie qui lui est transmise, par exemple, un objet lourd qui
rebondirait en temps normal sur un sol dur type bton, tel quune boule de ptanque,
neffectue aucun rebond sur du sable.
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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[Source : http://iusti.polytech.univ-mrs.fr/~pouliquen/publiperso/polyDEA01.pdf]
I. Le sable, entre liquide et solide :
Lorsquil sagit de classer un tat de la matire, nous avons pour habitude de les classer
dans un des trois tats qui sont ltat solide ltat liquide ou ltat gazeux. Les diffrents
tats de la manire sont dues a lorganisation des atomes qui composent cette matire
mais aussi lagitation molculaires qui la composent.
Chaque tat de la matire possde ses propres proprits chimiques et mcaniques.
1. Les aspects solides du sable
Un solide : tat de la matire compos de molcules lies les unes aux autres. A lchelle
macroscopique un solide se distingue par une forme qui lui est propre.
Mcaniquement un solide est un corps dont les diffrents points restent des distances
constantes les uns par rapport aux autres quel que soit la position qui lui est donn. Cette
forme peut tre modifie si celui-ci est soumis des contraintes.
Au premier abord nous avons pour coutume de voir du sable sous forme de solide, sur les
plages nous pouvons marcher sur le sable sans pour autant couler dans celui-ci.
Autre phnomne important le sable sentasse de telle sorte former une pyramide qui est
caractristique dune proprit dun tat solide.
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2. Les aspects liquides du sable
Un liquide : est un tat de la matire dans laquelle les molcules sont en contact mais avec
des mouvements importants. Un liquide na pas de volume propre lui, celui-ci pouse les
formes de son contenant et son volume ne varie pas sauf par laction de la temprature. La
surface dun liquide est toujours plane.
Prenons lexemple dun sablier, nous utilisons du sable car il possde des proprits dun
liquide. Il peut se dformer pour passer dans des espaces dont la taille est trs petite mais
qui doit excder la taille dune particule de sable pour viter lobstruction de lespace libre
car une seule particule nest pas dformable. Le sable se comporte comme un liquide
lorsque les particules qui le composent glissent les unes par rapport aux autres entrainant la
mobilit des couches de particules. Les particules glissent les unes par rapport entres elles
lorsque langle de la pente des couches par rapport un axe horizontal devient important.
Limites : A ltat molculaire le sable ne possde pas de liaisons chimiques ce qui le
diffrencie galement dun liquide.
Lorsque lon amasse des grains de sable, cet ensemble forme une pyramide, un tas de sable;
ce qui va lencontre dun fluide car ce dernier possde une surface plane.
3. Les matriaux granulaires : une dualit liquide-solide
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Dfinition : Une matriau granulaire est un milieu form de particules macroscopiques ayant
une taille suprieure 100 ym et qui interagissent entres elles seulement par contact sans
former de liaisons chimiques a la diffrence des solides et des liquides qui ont des molcules
de la taille de lordre du nanomtre.
Le manque de liaison entres particules et leurs tailles leves confre aux matriaux
granulaires des proprits semblables des liquides mais aussi des solides.
Prenons lexemple dun sablier pour illustrer la dualit du sable,
nous pouvons observer que dans la partie suprieure le sable se creuse au centre du tas du
sablier lorsque celui-ci scoule a la diffrence dun fluide dont sa surface reste toujours
plane lors dun coulement.
Second point dans la partie basse du sablier nous constatons que le sable ne se rpartit pas
uniformment linverse dun fluide qui pouse les formes de son contenant, il cre une
forme de pyramide, les grains de sable sont alors en quilibre.
Troisime point important est la vitesse dcoulement des grains car celle-ci reste constante
durant lcoulement des grains. Cette vitesse dcoulement ne dpend en rien de la hauteur
du tas de sable A contrario un liquide na pas le mme dbit dcoulement car celui-ci
depend de la pression exerc par le volume de fluide.
pour le sable la pression du tas naltre en rien son coulement a condition que le diamtre
de la fente de passage entre les deux parties du sablier soit grand devant le diamtre des
grains de sable mais petit devant la hauteur du tas de sable.
Un point important pour comprendre les matriaux granulaires est la formation de voute au
sein de celui-ci que nous dfinirons dans la partie suivante.
En raison de la faiblesse, voire de l'absence de forces cohsives*, les grains sont libres de se
dplacer les uns par rapport aux autres. Mais les forces de frottement et la rigidit des grains
permettent galement un milieu granulaire de se maintenir en quilibre statique et de
garder une forme propre. Bien que ce double comportement, tantt comme un liquide,
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tantt comme un solide, soit souvent voqu, le vrai caractre des milieux granulaires est
rest quelque peu mystrieux, dans la mesure o les tats liquide et solide sont, par
dfinition, deux tats distincts de la matire
Mcaniquement, c'est le mode de transmission des contraintes dans le milieu qui caractrise
son tat.
Lorsque lon applique une force il est important de savoir les diffrences de forces selon les
surfaces. Dans notre cas prcis nous devons savoir sy nous pouvons introduire un doigt dans
un tas de sable et si la pression du tas de sable est la mme tout au long de
lenfoncement.(bon indicateur pour le diffrenci dun liquide).Il existe une relation qui
divise la force appliqu par la surface. Cette relation nous donne la pression et cette pression
au sein dun matriau constitue les contraintes principales. Par dfinition, la pression p vaut :
F est la force en newtons (N),
S est la surface en m,
p sexprime en pascals (Pa), qui sont des N/m.
Dans un milieu granulaire sans cohsion, la contrainte dviatorique est gnralement non
nulle. Mais celle-ci ne peut pas tre arbitrairement grande. Au-del d'une valeur limite,
proportionnelle la pression moyenne, le milieu s'coule. Au voisinage d'une surface libre, la
pression est trs faible, et donc il est trs facile de dformer un milieu granulaire. Si l'on
appuie avec le doigt sur la surface libre d'un tas de sable, il s'enfonce sans peine, comme
dans un fluide. Mais au fur et mesure que l'on s'enfonce dans le sable, la pression due au
poids des grains augmente et il devient de plus en plus difficile de progresser, le sable
devenant de plus en plus solide . Au-del de cet exemple simple c'est le mme principe
qui est exploit pour donner des fondations solides un btiment en l'appuyant sur des
pieux profondment enfoncs dans le sol.
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4 Caractrisation dun sable par le critre de Mohr Coulomb
Le sable est un matriau tant trs complexe dfinir, en revanche il est possible de
lassocier de nombreux critres qui caractrisent ses proprits.
Le caractre de Mohr Coulomb permet de dfinir pour des matriaux granulaires quel
moment le matriau passe dun tat statique un tat de glissement.
Pour un tas de sable, il est possible de prvoir la chute des grains de sable en surface pour
devenir un matriau qui peut scouler comme un fluide.
Pour cela, prenons une ligne lintrieur du sable. Pour tous les points M de cette ligne on
associe un vecteur n normal et un vecteur m tangent cette ligne et langle que forme ces
vecteurs avec laxe (x,z)
Cette ligne sera une bande de glissement si le cisaillement nm dpasse en module la
tangente de langle de friction (correspondant langle maximal dun tas de sable par
rapport au sol, cette valeur varie en fonction de la taille des grains mais en general cette
valeur est de 35) multipli par la pression normale a cette ligne nm :
nm tan nm
Cette ingalit nest vrifie que pour les matriaux sans cohsion comme les grains de
sable.
Ce passage de ltat statique vers un tat de mouvement varie galement en fonction du
types de roches qui forment le sable mais plus particulirement dpend de la taille des
grains qui composent le sable.
Ce modle est bien adapt pour observer une rupture entre ltat de solide et ltat de
liquide mais il ne permet pas de dcrire le comportement du sable avant cette bande de
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glissement ; il nous est impossible de savoir quelles dformations cela peut entrainer.
Dautres modles comme le modle de Janssen permet de dcrire le sable, ce modle sera
dtaill dans la seconde partie de notre projet.
Le modle de Mohr Coulomb entraine galement une variation de volume comme nous
pouvons lobserver ci-dessous.
http://www.geologie.ens.fr/~adeline_pons/public/doc/projet-sable.pdf
Le sable, un matriau complexe
Ltude ltat du sable nous a conduit a le caractrise comme un matriau granulaires et non
un fluide ou un liquide ou mme un gaz qui sont les 3 tats de la matire fondamentaux. Le
sable tant trs complexe il est aussi difficile de le classer seulement dans les matriaux
granulaires car dans cette partie nous pouvons lassoci au modle de Mohr Coulomb qui ne
sapplique pas tous les granulats.
Apres avoir tudi son tat trs ambigu, nous devons maintenant pouvoir en tirer parti pour
trouver des proprits qui lui sont propres et tre capable dutiliser ses proprits pour
usage bien spcifique tel les sabliers ou les silos.
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2 Proprits physiques et applications
Le Modle de Jannsen
Lorsquon stocke de grandes quantits de sable dans des silos (rcipient cylindrique), il se
peut que le silo implose de faon imprvisible. Ce phnomne qui est un risque majeur pour
les industries est d laccumulation locale de contraintes et est provoqu par le fait mme
que le sable est un matriau granulaire.
Il est donc primordial dtablir un modle pour dcrire ces rpartitions inhabituelles de
pression dans un systme, cest celui de Janssen qui nous intressera ici. Ce modle est
valable pour tous types de grain, et sexpliquera par les proprits intrinsques de ces
milieux granulaires.
On peut modliser un silo rempli de sable comme un cylindre de hauteur H ou il serait
entirement rempli de sable. Le milieu est soumis la force de son poids, quon peut
reprsenter par un vecteur vertical dirig vers le bas. Contrairement aux matriaux non
granulaires, les tas de sable ont tendance ne pas rpartir de faon quitable les forces de
pression par exemple auxquelles elles sont soumises.
Ceci sexplique par le fait que les points ou surfaces de contact entre les grains varient
beaucoup, chaque grain va transmettre la force verticale comme il le peut selon son
environnement ; les disparits sont grandes. On observe alors des pressions locales qui
varient grandement malgr lhomognit apparente du milieu du fait de cette organisation
imprvisible des grains entre eux
Si lon observe larrangement des grains lchelle microscopique quand on les verse dans
un rcipient, on remarque quils se rpartissent en formant des votes de quelques grains.
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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Cette configuration est la plus stable nergtiquement et permet dvacuer la force verticale
descendante en dautres contraintes horizontales en direction des parois.
Schmatisation des voutes formes par action dune force
Maintenant en regardant lchelle du silo et en prenant en compte cette modlisation du
sable, on peut en dduire quune partie importante de la contrainte impose par le poids du
systme est dvie vers la surface du silo. Larrangement chaotique du sable peut parfois
entraner des forces verticales plus leves qui vont dpasser le seuil de contrainte que le
silo peut supporter : il clate. Une autre consquence de cet arrangement en vote des
grains est le fait que le poids apparent des grains si on les pse depuis le sol du silo est plus
faible que le poids total des grains insrs.
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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Une partie de la force de pesanteur est en fait transmise sur la surface du silo du fait des
voutes ; et napparatra pas sur la balance du fond, bien quelle sexerce quand mme dans
le systme. La masse apparente est donc plus faible que la masse relle:
Masse de grains pese par la balance en fonction de la masse relle verse
On constate qu partir de 10 grammes verss, lallure de la courbe nest plus linaire et elle
commence converger vers une masse critique denviron 19 grammes. La diffrence de
poids est considrable et tmoigne bien de lintensit de la divergence de la force du poids
vers la verticale.
Le modle de Janssen est utile pour le stockage du sable car il nous informe sur la quantit
de sable maximale quun silo peut supporter selon sa rsistivit aux contraintes et sur les
gnes supplmentaires quapporte le transport et le stockage dun matriau granulaire
comme le sable.
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Ecoulement du sable et loi de Beverloo
Si lon sintresse lcoulement du sable travers la sortie dun silo, quon considrera
comme un orifice de petite taille par rapport la base. Dans le cas dun liquide, lisotropie du
milieu toutes les chelles entraine un coulement fluide selon la viscosit ; et le dbit varie
linairement avec la hauteur de leau. Mais contrairement ce que lon pourrait imaginer, le
dbit dcoulement du sable est constant selon le temps. Autrement dit, quel que soit la
quantit de grains restant dans le silo, le sable scoulera vitesse identique travers
lorifice. Cest en vertu de cette proprit que lon utilise le sable pour mesurer le temps
avec un sablier. Mais comment lexpliquer ?
Nous avons vu prcdemment que les grains qui subissent les plus fortes contraintes
forment des votes pour assurer une stabilit maximale et une conomie dnergie. Au
voisinage de lorifice du silo, ces votes recouvrent des grains qui ne subissent que leur poids
puisque laction du poids des autres grains est vhicule sur les parois par les votes. Alors,
Quel que soit la quantit de sable contenue au-dessus des grains sous la vote, laction
mcanique quils subissent sera constante ; et lorsquils scouleront, les votes auront
tendance scrouler et les remplacer, et ainsi de suite.
Comportement granulaire du sable proximit dun orifice
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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En somme, les grains qui se situent proximit de lorifice ne supportent pas le poids de la
totalit du silo, des grains qui les surmontent grce lvacuation de la force de pesanteur
par les rseaux de votes, donc ils scouleront toujours dbit constant. Ce dbit variera
selon le milieu granulaire (taille des grains, homognit) et la taille de lorifice et peut tre
modlis par la loi de Berverloo :
Q (g)(D k*d)5/2
Q : Dbit (m3/s)
: Nombre de grains par unit de volume (m-3)
D : Taille de lorifice (m)
d : Taille des grains (m)
g : acclration de la pesanteur la surface de la terre (m/s)
k : coefficient voisin de 1 sans dimension
Il est important pour les industriels de prendre en compte cette loi lorsquil sagit de faire
des vidanges de silo ou pour rguler la quantit de sable que lon veut transmettre des
units de transport ou de stockage.
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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3.La dilatance de Reynolds
Intressons-nous maintenant un autre phnomne li la structure propre au sable : la
dilatance de Reynolds
Grace lexprience ralise [1 : http://www.universcience.tv/video-jerome-et-le-sable-6-
2212.html], la dilatance de Reynolds est dfinie de telle sorte quelle explique le phnomne
du sable mouill devenant sec lorsquune pression est exerce dessus. Tout dabord avant
lintervention de la pression, les grains sont organiss de la mme manire que le dcrit le
schma suivant :
Schma du sable humide lchelle granulaire
Les grains sont disposs de telle sorte que des molcules deau et des particules dair
peuvent venir sinsrer dans la structure, dans lespace laiss vacant entre les grains de
sable.
Au moment de lexercice dune pression, la structure dcrite prcdemment se modifie.
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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En effet, les grains de sable sarrangent de sorte occuper un minimum de place dans
lespace, les grains coulissent et rendent linterstice dans lequel se glissaient les particules
deau et dair par ces dernires trop petit pour permettre une quelconque insertion. Ainsi,
on obtient une conformation diffrente, puisque les molcules deau et les particules dair
sont jectes de la structure.
Le rsultat macroscopique final de cet effet se traduit par un asschement local du sable au
niveau du point dapplication de la pression
Le schma suivant explicite la nouvelle conformation des grains de sable au moment de la
pression.
Etat du sable aprs application dune pression
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La filtration par le sable
Lorsquon veut obtenir une eau pure et exempte de particules indsirables ou dimpurets
pour par exemple une eau de piscine ou dans une station dpuration ; il est ncessaire de la
filtrer plusieurs niveaux. On fait alors appel diverses techniques de filtrage dont celle
faisant recours au sable.
Le principe repose sur une filtration physique : Leau traverse le sable en traversant les
cavits du milieu granulaire et toutes les impurets qui ne peuvent pas passer travers le
sable sont retenues en hauteur. Leau ressort donc purifie travers une membrane qui ne
laisse pas passer le sable (les trous ont un trs petit diamtre). Lorsque le filtre sature en
impurets, il est possible de les vacuer en inversant le sens de circulation de leau, et en
ouvrant grce des vannes une sortie vers les gouts.
http://www.acheter-piscine.com/entretien-piscine/filtre-a-sable/principe-de-
fonctionnement-du-filtre-a-sable.html
Lavantage de ce procd est quil est trs peu couteux ; le rapport qualit/nergie dpense
est lev et les matriaux utiliss sont rentables et ne demandent pas tre souvent
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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renouvels. Cependant ce nest pas la technique de filtration la plus efficace, elle pas retenir
de particules indsirables de taille infrieure 40-30 microns (cela varie selon le sable utilis
et la qualit du filtre).
Cest pour cela quil est courant dutiliser ce que lon appelle des floculants. Ce sont des
particules (souvent des polymres) qui ont la capacit de boucher les cavits prsentes dans
les milieux granulaires en se glissant travers les grains. Cela a pour consquence
daugmenter la densit du sable et sa capacit filtrer des lments de circonfrence plus
petite.
Le frittage
Le frittage est un procd qui consiste transformer un matriau granulaire en matriau
cohrent, compact, le plus souvent en le soumettant une hausse de la temprature. On
appelle ainsi les liaisons cres entre les diffrents grains, des fritts [Du sac de billes au tas
de sable,E.Guyon,J-P.Troadec]. Le sable soumis une haute temprature se transforme en
verre, mais avant de redevenir solide, le sable doit passer a ltat liquide, cest cet tat que
lon observe sur limage suivante :
Source :[ http://www.geocyclab.fr/blog/markus-kayser-limprimante-3d-du-desert/]
(Exemple :[http://www.youtube.com/watch?v=t6FmKQnHVkA])
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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Cette technique est notamment utilise dans limprimante 3D solaire dveloppe par un
designer industriel allemand, Markus Kayser [ http://www.techniques-
ingenieur.fr/actualite/high-tech-thematique_193/l-imprimante-solaire-3d-fonctionne-au-
sable-article_88614/]. Le concept de cette invention consiste reproduire les fonctions
dune imprimante 3D classique mais, cette fois en utilisant la technique du fritt.
Le dispositif consiste utiliser la lumire du soleil en tant qunergie pour raliser
laugmentation de temprature du sable. En effet, on capte les rayons lumineux dans un
puits de lumire. Ce puits fonctionne de telle manire quil est recouvert dun film
hautement rflchissant qui limite labsorption de la lumire et ainsi obtenir une quantit
trs faible de perte lumineuse. Le puits va orienter la lumire vers une lentille de Fresnel, qui
est une lentille faisant converger la lumire en un point de focale. Lintensit lumineuse
tant trs forte, le sable situ sous la lentille va subir un frittage, et donc se solidifier.
(schma non dfinitif)
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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On ralise les diffrentes couches des motifs souhaits en enlevant le sable au niveau des
couches dj solidifies. Ceci est une alternative trs conomique et cologique qui
ncessite de se trouver dans un dsert, car le sable y est abondant et le Soleil fournit une
forte nergie solaire. Des objets et des outils peuvent facilement tre conu sans apport
dnergie ncessaire par lHomme, avec comme seule matire premire le sable. Les essais
de cette imprimante ont dailleurs t effectus dans le dsert marocain.
On obtient alors des objets de ce type :
[Source : http://www.geocyclab.fr/blog/markus-kayser-limprimante-3d-du-desert/]
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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Conclusion :
Le sable peut tre considr en tant que solide, mais galement en tant que liquide et
possde galement des analogies gazeuses. Ces diffrentes proprits montrent quaucune
caractrisation exacte nest possible, ainsi le nom le plus appropri pour ce matriau est
fluide non-newtonien.
La structure du silicium est la mme que celle du diamant, savoir une forme drive de la
structure CFC (cubique face centre).
Le sable appartient la grande famille des matriaux granulaires, qui du fait de leur
structure particulire, savoir, entre autres, labsence de liaisons covalentes entre les
particules, se distinguent des autres matriaux.
Malgr ces contraintes, et cette particularit, le sable est la troisime ressource la plus
utilise de par le monde. En effet, il existe de trs nombreuses applications au sable, comme
videmment la fabrication de verre et le BTP, qui sont les applications les plus clbres de ce
matriau. Le sable est prsent dans le bton arm, et souvent en grande quantit : titre
dexemple, 30 000 tonnes de sable sont ncessaires pour construire un kilomtre
dautoroute. Cependant, il existe dautres utilits moins connues mais tout aussi
importantes, en effet le sable est utilis dans les systmes de freinages des trains, les
composants lectroniques, ou encore dans les peintures et les colles. Il est logique de
constater alors que plus de 40 milliards de tonnes de granulats soient produits tous les ans.
En France, cette production slve environ 380 millions de tonnes, ce qui reprsente
environ 7 tonnes par habitant.
En somme, le sable est impliqu dans la majorit des objets du quotidien, et malgr sa
grande complexit, a su simposer comme un matriau indispensable pour lHomme.
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Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire
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BIBLIOGRAPHIE
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[8] PERGE, Christophe. Contraintes et dbit lors de la vidange d'un silo de grain. Rapport de stage, Sciences. 2010-2011, Universit Claude Bernard Lyon 1. [en ligne].[Consult le ]
[9] http://www.geocyclab.fr/blog/markus-kayser-limprimante-3d-du-desert/
[10] E.GUYON, J.TROADEC, Du sac de billes au tas de sable. Editions Odile Jacob.1994. 312 p. ISBN 9782738102676
Bibliographie non complte, terminer