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EPFL: Les chercheurs de l’EPFL font la Une de « Nature » pour une première prise de température du sable

Lausanne (ots) - Lausanne, le 20 août 2003 (28-sable)

EMBARGO jusqu’à 20h

En première mondiale, des physiciens de l’EPFL sont parvenus à mesurer la température d’un tas de sable. Pour ce faire, le thermomètre ne suffit pas ! Dans ce but, les chercheurs ont mis au point un nouvel appareil. Le dispositif permet d’évaluer la température du sable grâce à la mesure de l’agitation, même infime, des grains. Cette découverte apporte une contribution essentielle à la compréhension des systèmes granulaires (composés de petits grains).

Patrick Mayor, doctorant, présente volontiers le principe de l’appareillage, la « bête » tel qu’il l’appelle familièrement: « Il s’agit d’une tige à pointe conique reliée à une sorte de ressort. Cette pointe est immergée dans un récipient de grains de sable soumis à de légères vibrations. Elle peut capter l’agitation de ces grains en pivotant sur elle-même. Les petites déviations de ce « thermomètre » plutôt inhabituel sont ensuite analysées de façon à déterminer une température. Logiquement, plus les vibrations imposées sont fortes, plus la température est élevée ». L’appareil pallie un manque. En effet, dans un liquide ou un gaz, la température mesure le degré d’agitation des molécules. Dans le cas du sable, les grains sont trop gros pour que la température ambiante ait une influence sur le système. C’est pourquoi cette agitation thermique a dû être simulée en faisant vibrer le récipient. Cette étude a été menée dans le Groupe des Systèmes Complexes, sous la direction du Docteur Gianfranco D’Anna.

Dynamique des grains de sable Les physiciens connaissaient déjà les propriétés des solides, des liquides ou des gaz. Différentes, les caractéristiques des systèmes granulaires, tels que les poudres ou le sable, étaient encore peu connues. Grâce à cette expérience, une étape importante a été franchie dans l’explication de la dynamique de cet état de la matière si particulier. En effet, les chercheurs ont réussi à définir une notion de température pour ces systèmes appelés « dissipatifs » (qui dissipent constamment de l’énergie).

Gestion du trafic Cette nouvelle découverte apporte une contribution essentielle à la connaissance de la matière granulaire, sujet qui fait l’objet de nombreuses recherches depuis quelques années. La maîtrise du comportement de ces systèmes est en effet fondamentale pour comprendre l’écoulement des avalanches, des céréales dans un silo ou la gestion du trafic. Ces résultats ouvrent aussi la voie à une théorie générale des systèmes dissipatifs. Ces systèmes, omniprésents en biologie, donnent du fil à retordre aux scientifiques qui cherchent à les modéliser.

Informations complémentaires Patrick Mayor, assistant, Institut de Physique de la Matière Complexe, 021-693 33 93, 078-823 99 13 Gianfranco D’Anna, docteur en physique, Institut de Physique de la Matière Complexe: 021-693 44 98, 079/253.35.52. Article de la revue“Nature: "Observing brownian motion in vibration- fluidized granular matter", G. D’Anna, A. Barrat, V. Lorento, F. Nori, Nature 424, 909.



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