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

  • 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

  • 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.

  • 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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    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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    [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

  • Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire

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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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    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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    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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    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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    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.

  • 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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    EEIGM

    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

  • 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])

  • 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)

  • Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire

    EEIGM

    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/]

  • Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire

    EEIGM

    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.

  • Le sable, son voyage autour de la plante en tant que matire premire

    EEIGM

    BIBLIOGRAPHIE

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    [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