La tenue du sable

Nous observons à côté de ces somptueux édifices, des enfants qui courent à la mer chercher du sable humide et qui construisent des pâtés de sable. C'est alors que nous commençons à regarder ces enfants et nous nous demandons en quoi l'eau est-elle si importante.

Les forces qui entrent en jeu

Chaque grain de sable est solide, mais un ensemble de grain de sable se comporte comme un liquide. Et ce, seulement lorsqu'il est sec. Car quand il est légèrement mouillé, il se comporte comme une sorte de pâte à modeler: façonnable et capable de servir de matériau de construction comme il l'est dans les festivals de sculptures sur sable. Mais quand cet ensemble contient beaucoup d'eau il devient plutôt vaseux.

Tant qu'il n'y a pas d'humidité, les grains de sables glissent les uns sur les autres. Une légère quantité d'eau va lier les grains en créant des ponts liants entre eux. Les forces d'attraction microscopiques de Van der Waals vont alors s'exercer entre les molécules d'eau de ces ponts liants et aussi entre les molécules d'eau et la surface siliceuse du grain de sable. Dès cette application de ces forces, l'eau va chercher le plus grand contact possible avec les grains et le plus petit possible avec l'air sans pour autant chasser l'air présent. Plus les molécules sont lourdes et plus les distances séparant les molécules sont grandes, plus les forces sont fortes. Les molécules d'eau se disposent entre les les grains et forment autant de lien possible.

Une autre force entrent aussi en jeu, la force capillaire. Le lien entre deux grains crée comme une force de succion suffisante pour suspendre l'un des grains à l'autre s'ils sont assez petits. C'est cette force qui fait que le sable mouillé reste collé à nos pieds, c'est également cette force qui fait que l'eau remonte un peu sur les parois d'un verre. Cette force de succion s'exerce sur la surface des grains et joue un rôle important dans la tenue du sable.

Schéma représentatif des forces s'exerçant sur deux grains de sable