Vous vous êtes peut-être déjà posé la question. Comment se forment les rides sur les dunes de sable? Elles sont tellement parfaites et régulières qu'on les croirait presque oeuvre d'un artiste. Cette question intrigue les scientifiques, qui se penchent régulièrement sur la question. Une équipe française à résolu l'énigme.
Des chercheurs du CNRS sont en effet parvenus à mettre au point un modèle numérique "capable de reproduire la croissance spontanée des rides observées à la surface des dunes de sable". Les résultats de leurs travaux ont été publiés dans la revue scientifique PNAS ce lundi 20 octobre.
Des grains poussés et des grains pousseurs
Avec le vent, les grains de sable sont emportés, on parle de "saltation". Lorsqu'ils retombent, ils viennent déloger les grains qui sont immobiles. Avec le choc, ceux-ci se déplacent alors en faisant un saut, plus ou moins important. A force, les grains de sable déplacés s'accumulent, jusqu'à former une "bosse", le sommet d'une ride. Et ainsi de suite (voir dans la vidéo ci-dessous).
Légende : Simulation du transport de grains sur un lit de sable ondulé. Le fond coloré représente la vitesse du vent (rouge = grande vitesse; bleu = petite vitesse). L’axe horizontal et vertical sont en unités du diamètre moyen des grains. Les particules sont montrées à l'écran pendant un temps suffisamment long afin de mettre en évidence leurs trajectoires.
Crédits : Orencio Durán, du Center for marine environmental sciences (University of Bremen)
"On était déjà d'accord avec ce principe (les grains de sable sont poussés par le vent et viennent en déplacer d'autres)", explique au HuffPost Philippe Claudin, chercheur au laboratoire Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes (CNRS/ESPCI Paristech/Université Paris Diderot/UPMC) et l'un des trois auteurs de l'étude. "Mais nous avons découvert que c'était un peu plus compliqué que ça. Le mouvement des grains de sable éjectés ne suffit pas pour expliquer de manière réaliste la formation des rides: il faut ajouter à ceci l'impact du lit de sable (le sol modifié par le mouvement des grains) sur les trajectoires des grains en saltation." En bref, lorsque les grains de sable sautent puis retombent sur le sol où des rides se sont déjà formées, ce sol va avoir un impact sur les prochaines trajectoires de ceux-ci.
Les rides formées vont continuer à se former efficacement si la trajectoire des grains correspond à la longueur d'onde des rides. La longueur d'onde, "c'est la distance moyenne d'une crête à une autre", indique Philippe Claudin. En physique, c'est une grandeur qu'on utilise pour caractériser des phénomènes périodiques (voir illustration ci-dessous).
"Sous un vent stable de force moyenne, la longueur d'onde des rides est de l'ordre de 10 centimètres. Partant d'un lit plat, elles naissent plus petites, puis elles se développent jusqu'à atteindre cette taille. Elles avancent également en moyenne de quelques centimètres par minute."
Les simulations montrent que la longueur d’onde des rides ainsi que leur vitesse de propagation sont d’autant plus grandes que le vent est fort, en accord avec les mesures expérimentales et les observation sur le terrain.
Et pourquoi ont-elles l'air si parfaites (ou presque, comme on peut le voir avec ces formes de "Y" dans la photo ci-dessous)? "Elles absorbent les défauts au fur et à mesure qu'elles grandissent", nous précise le chercheur du CNRS.
Crédit: Bruno Andreotti, du laboratoire Physique et mécanique des milieux hétérogènes (CNRS/ESPCI Paristech/Université Paris Diderot/UPMC)
Grâce à cette découverte, plus besoin de se rendre sur place pour évaluer le mouvement des sables. Deux photos suffisent: l'une pour mesurer la longueur d'onde, l'autre, d'un instant différent, pour mesurer la distance parcourue par les rides. Les chercheurs pourront ainsi évaluer le mouvement du sable sur Mars, sans envoyer personne sur la planète.
Désormais, quand vous aurez les pieds dans le sable, vous aurez de quoi réfléchir!
Marine Le Breton
Source : HuffPost Maghreb
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