dossier spécial : le château de sable

COMMENT OPTIMISER LA RESISTANCE D' UN CHATEAU DE SABLE ?



Annexes

Annexe 1 : lexique

Grand Larousse Universel

Edition : Larousse - Grand Dictionnaire Encyclopédique Larousse- Paris - 1997

 

- Amphibole : famille de silicates**, classés en fonction de leur composition chimique (ferromagnésienne, calcite, calco-sodique, sodique, d’apparence en général très allongée)

 

- Angle d’avalanche : ou « angle de mouvement » ou « angle maximum d'inclinaison »est l’inclinaison maximale d’un milieu granulaire au-delà de laquelle un écoulement est provoqué.

 

- Angle de talus : ou « angle critique »  ou « angle de repos »  est l’angle formé à la suite d’une avalanche de grains : il est plus petit de 2 ° que l’angle d’avalanche (référence CNRS).            

 

- Argile : en géologie et science du sol, roche sédimentaire souvent meuble dont l’ensemble des minéraux présentent une taille inférieure à 2 µm.

 

- Basalte : roche volcanique de couleur foncée, de densité voisine de 3 et composée essentiellement de plagioclase, pyroxène, olivine.

 

- Biotite : minéral mica monoclinique (groupe des silicates) de formule K(Mg,Fe)3(OH,F)2(AlSi3O10), qui se présente en lamelles hexagonales , de couleur noire.

 

Calcite : minéral composé de carbonate naturel de calcium cristallisé de formule CaCO3, constituant principal de nombreuses roches sédimentaires.

 

- Corail : animal de l’embranchement des cnidaires (même famille que les méduses) de l’ordre des corallines (algue rouge calcifiée).

 

- Dilatance : phénomène par lequel un système constitué d’une phase solide et d’une phase liquide soumis à une perturbation mécanique devient plus rigide et capable de supporter des efforts.

 

- Feldspath : minéral appartenant au  groupe d’aluminosilicates naturel de potassium, de calcium et de baryum; ils sont les constituants prédominants de la plupart des roches éruptives et métamorphiques.

 

- Grain : minuscule particule de matière.

 

- Granulat : ensemble des constituants inertes (sables, graviers, cailloux concassés) des mortiers et bétons.

 

- Granuleux : se dit de quelque chose qui est divisé ou aggloméré en petits grains, particules macroscopiques de taille supérieure `a quelques dizaines de µm.

 

- Granulométrie : mesure des dimensions des grains d’un mélange, détermination de leur forme et étude de leur répartition dans différents intervalles dimensionnels, étude de la distribution statistique des tailles d’une collection d’éléments finis de matière naturelle ou fractionnée.    

 

- Gravier : sable assez grossier, granulat de roche compris entre 4 et 20 mm.

 

- Grenat : famille de minéraux du groupe des silicates naturel de composition variable; famille de minéraux du groupe des silicates de composition variables de forme cristalline.

 

Gypse : espèce minérale composée de sulfate** hydraté naturel de calcium se présentant en masse compacte et grenue.

 

- Hydrostatique : mécanique des fluides, principe d’Archimède et de Pascal : entre 2 points séparés par une hauteur h dans un liquide en équilibre de masse volumique l, la différence de pression vaut ∆p = lgh, g étant l’accélération de la pesanteur. Cette relation permet entre autre d’expliquer l’horizontalité de la surface libre d’un liquide.

 

Magnétite : espèce minérale composée d’oxyde naturel de fer magnétique de formule Fe2O4 de couleur noire.

 

- Matériaux composite : matériau formé de plusieurs composants élémentaires dont l’association confère à l’ensemble des propriétés qu’aucun des composants pris séparément ne possède.

 

Matériau granulaire : matériau constitué d'un grand nombre de particules solides distinctes, les grains, qui ne sont pas liés par des liaisons covalentes (c'est-à-dire de liaisons chimiques).

 

- Ménisque : Surface concave ou convexe qui se forme à l'extrémité supérieure d'une colonne de liquide contenue dans un tube, par suite des forces capillaires.

 

- Minéral / minéraux : solide naturel homogène, caractérisé par une structure atomique ordonnée et une composition chimique précise.

 

- Muscovite : variété de mica blanc (minéraux du groupe des silicates hydratés naturels).

 

Olivine : minéral du groupe des silicates; variété de péridot (gemme).

 

- Quartz : variété plus ou moins pure de silice cristallisée, SiO2,  il se présente dans la nature soit en cristaux soit en masses informes, de couleur transparente, incolore ou colorée.

 

Sable monodisperse :du préfixe mono « une seule fois »; donc une matière granulaire où tous les grains ont des dimensions égales ou très voisines est dite monodisperse.

 

- Sable polydisperse : du préfixe poly « nombreux »; donc une matière granulaire où les grains ont des dimensions variables est dite polydisperse.

 

- Silicate : terme désignant l’ensemble des minéraux caractérisé par le motif élémentaire tétraédrique comportant un atome Si au centre et des atomes O aux 4 sommets; constituant essentiel des roches magmatiques et métamorphiques; ils constituent 97 % de la croûte terrestre.

 

- Silice : dioxyde de silicium SiO2, que l’on trouve dans un grand nombre de minéraux, de forme cristalline ou amorphe (atomes ne respectant aucun ordre).

 

- Sulfate : sel de l'acide sulfurique H2SO4.

 

 

 

Annexe  2 : détails de certaines expériences

 

1- Détails des résultats de l’expérience : «un rapport optimal entre proportion d’eau et granulométrie ?» :

Evolution de l’angle de talus de la pyramide en fonction de la proportion d’eau et du diamètre du sable 

                                    

 

2- Détails des résultats de l’expérience : «qu’est-ce que le sable ?» 

                       

                        

               

 

3- Détails des résultats de l’expérience : évolution de la masse des grains en fonction de la hauteur de la colonne :

 

                                      

 

4- Détails de l’expérience : évolution de la masse  des grains en fonction de la hauteur d’une colonne tapissée d’un matériau glissant

       

5- Détails de l’expérience : la forme optimale du moule

                             

 

 


6- Détails de l’expérience : le volume idéal du moule

                             

 

 

7- Détails de l’expérience : la compression idéale

                             

 

8- Détails de l’expérience : la vitesse de soulèvement du moule

                          

 

9- Détails de l’expérience : la nature du support

                          

 

10- Détails de l’expérience : la température

                        

 

 

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