Introduction

Le tas de sable, c'est un nom commode pour désigner les matériaux granulaires. Chaque fois qu'on entasse plusieurs centaines de milliers d'objets, et que les interactions entre ces objets sont semblables à celle qui existent entre des blocs durs, on a affaire à un matériau granulaire. La taille des grains est variable : ça peut aller de poudre aussi fines que du talc, à des boulets de charbon dépassant souvent les dix centimètres. Ces matériaux si divers possèdent des comportements universels, qu'on peut facilement observer, mais dont la compréhension échappe quelquefois aux analyses les plus fines tentées actuellement.

Et il y a de quoi faire ! L'essor des techniques a permis d'envoyer des voyageurs sur la lune, ou près du fond des océans, de maîtriser certaines réactions nucléaires... Mais quand un cantonnier interroge les scientifiques pour qu'ils réussissent à lui épargner du travail, ça bloque... on sait mal décrire les comportements universels des matériaux granulaires, qui mobilisent pourtant un bon tiers de l'énergie produite dans le monde, pour moudre, mélanger, triturer, stocker, déstocker, transporter, pousser, décolmater, etc. Et même quand on sait en décrire le comportement, peu d'entreprises savent appliquer ce savoir à réaliser des économies d'énergie et à améliorer des procédés.

Le travail du groupe Dune du lycée Jean Bart de Dunkerque ne consistait pas à découvrir des explications nouvelles du comportement des matériaux granulaires, mais plutôt à se familiariser avec quelques principes de base de la physique de ces matériaux, et à apprendre à communiquer ces quelques idées élémentaires.