Thixotropie

 THIXOTROPIE


La thixotropie est la propriété physique de certaines substances brutes, elle concerne certaines matières.

Plus explicitement c’est le phénomène par lequel certains mélanges passent de l’état de gel à celui de liquide par une légère agitation. L’état liquide étant ensuite atteint, il suffit de la laisser au repos pour qu’elle se transforme à nouveau en gel.

Dans le cas des sédiments gorgés d’eau, c’est le phénomène qui  provoque l’enlisement dans les sables mouvants.

Prenons le cas des sédiments et vases (dont les particules mesurent entre 1 et 20 micromètres), des sédiments visqueux et homogènes que l’on retrouve au fond des lacs, des étangs, des canaux de rivières et dans les grands étendues du plateau oriental.

Ces boues renferment beaucoup d’eau. Ce sont des corps dont la rigidité dépend de la teneur en eau du milieu où il se trouve. Leur comportement de solide peut  dépasser la limite de liquidité avec un simple mouvement. La masse solide deviendra immédiatement fluide.

La thixotropie est donc définie pas sa propriété à changer d’Etat selon l’énergie que l’on va communiquer (onde sonore, champ électrique, mouvement de jambe).

Quatre phénomènes différents permettant d’obtenir des sables mouvants :

 

•Dans les déserts, le sable a parfois une structure aérée où grâce au vent, les grains forment des voûtes qui peuvent, sous une pression suffisante, s’effondrer. Le sable reprend alors brutalement une structure compacte, ce qui provoque l’affaissement du sol.

 

Ils sont localisés sur les bords des cours d’eau ou des océans. Des infiltrations d’eau sous des bancs de sables créent une circulation d'eau qui liquéfient le sable et fragilise sa structure granulaire. De même que dans les sables mouvants aérés, plus les grains sont fins plus il y a des risques d'enlisement.

Lors de séismes ou d’autres phénomènes entraînant des vibrations dans un sol saturé d’eau, l’onde de pression chasse localement le liquide présent dans les interstices du sable, ce qui va désorganiser alentour l’édifice. C’est le processus dit de “liquéfaction des sols”.  

       

 

Niigata après le séisme de 1964

 

•Certains sols de nature argileuse ou vaseuse peuvent avoir un comportement thixotrope : à la moindre agitation mécanique, c'est à dire un mouvement, la masse solide devient liquide. Parmi de tels sols, citons la Baie du Mont-St-Michel que nous reverrons plus loin sur le site (lien ici).

 

•Une circulation d’eau au sein d’un édifice granulaire, en écartant les grains, peut le fluidifier. Nous pouvons cependant noter qu’à l’inverse, si la quantité d’eau n’est pas suffisante, la structure est renforcée grâce à la force de capillarité qui rassemble les grains.

 

 

L'origine physico-chimique: 

Un solide thixotrope est le plus souvent constitué de macromolécules qui sont des dipôles électriques. L'argile, qui est présente dans la baie du Mont Saint Michel en est un très bon exemple. En effet, c'est un assemblage macromoléculaire linéaire de motifs silicates : c'est-à-dire des motifs élémentaires tétraédriques (SiO4) comportant un atome de silicium au centre et des atomes d'oxygène aux quatre sommets. Ils sont très avides d'eau, elle aussi un petit dipôle électrique. Au repos l'ensemble silicate-eau adopte une structure ordonnée, à cause de l'interaction électrostatique qui agit entre les dipôles; sa consistance est alors ferme. Lorsqu'on l'agite, ou que l'on y met un objet, on détruit ces interactions et la structure ordonnée, qui devient complètement anarchique: la consistance devient liquide. Au bout de quelque temps, la structure ordonnée se remet en place et la fermeté initiale est reconstituée.

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