Influence des variations de température sur les matériaux granulaires

Une assemblee d’objets solides de taille typique d’une fraction de millimetre n’est pas sensible a l’agitation thermique. En effet, ces elements sont trop massifs pour etre mis en mouvement par le chaos moleculaire. Cependant, un tel empilement est susceptible de se reorganiser sous la seule influence des variations de temperature ambiante. Ces dernieres induisent des changements de longueur certes relativement petits (coefficient de dilatation typique de l'orde de 10-5 K-1) mais, compte tenu de la rigidite de ces materiaux (module d’Young de l’ordre de 1011Pa), les deformations associees sont suffisantes pour creer des efforts capables de deplacer des grains de maniere irreversible. Nous etudions experimentalement la compaction d’une colonne de billes de verre soumise a des cycles de temperature. Imposer les variations de temperature par un fil tendu place au centre de la colonne et alimente par un courant sinusoidal de frequence assez haute permet de minimiser les effets de la dilatation du recipient. La dynamique du systeme est etudiee en fonction des caracteristiques du chauffage et des conditions mecaniques. Par ailleurs, d'un point de vue theorique, nous nous interessons aux effets des variations de temperature sur un systeme discret modele, des patins lies par des ressorts en contact frictionnel avec un plan incline. Nous etudions l’influence de l’angle d'inclinaison et des caracteristiques des variations de temperature sur la reptation du systeme. Nous observons que proche d’une amplitude critique, entre mouvement et arret du systeme, ce dernier exhibe une dynamique intermittente.