Démonstration de la fluidisation d'un sable gorgé d'eau sous l'effet dune vibration. Arnaud LEMAISTRE, médiateur scientifique au département sciences de la Terre du Palais de la découverte, montre sur une maquette que le « sable mouvant » ainsi obtenu perd toute cohésion. Une maison, modélisée par une petite maquette en bois, se couche avec beaucoup de facilité. Ceci ne se produit pas pour un sable sec (tant que l'amplitude des vibrations n'est pas trop grande). Ces modèles aident à comprendre les mécanismes des « effets de site » sur des sols sableux ou argileux qui ont conduit à des catastrophes. Par exemple, en 1985 à Mexico, des bidonvilles ont été anéantis parce qu'ils étaient installés sur des déblais qui se sont fluidisés à la suite d'une secousse sismique importante causant un grand nombre de victimes.GénériqueRéalisation : Jean-François Ternay Image : Luc Ronat, Claude Delhaye Son : Christophe Gombert Production CNRS Images/media Diffuseur : CNRS Diffusion vidéothèque, photothèque (lhoste@cnrs-bellevue.fr) © CNRS Images/media - 2003
Mot(s) clés libre(s) : effet de site, géotechnique, liquéfaction de sol, mécanique des sols, milieu granulaire, sable mouvant, saturation en eau, secousse sismique, tremblement de terre

Forte de sa maturité, la mécanique des solides n'en est que plus sollicitée par de nombreux défis à relever dans le futur. Les enjeux sont multiples : depuis la connaissance fondamentale, jusqu'à la conception et la caractérisation de nouveaux matériaux, en passant par la maîtrise de l'hétérogénéité de milieux à comportement complexe, en passant par l'exploitation de l'imagerie bi voire tridimensionnelle via l'analyse de champ, ou encore la prédiction de la variabilité ou de la fiabilité des solides et des structures. Dans toutes ces dimensions, physique et mécanique sont indissociablement liées, s'interpellant et dialoguant pour affronter plus efficacement ces challenges. Sur le plan expérimental, les mesures physiques, de plus en plus finement résolues spatialement, permettent d'aborder directement des réponses mécaniques inhomogènes, liées au désordre constitutif des matériaux ou à leur comportement non-linéaire dans des sollicitations complexes. Sur le plan de la modélisation numérique, l'ère du progrès purement algorithmique est sans doute révolu, pour laisser place à des approches performantes exploitant les problèmes multi échelles avec discernement. Enfin, en ce qui concerne la théorie, les progrès majeurs accomplis dans le passé dans l'homogénéisation des milieux élastiques permettent de mesurer les difficultés qui sous-tendent l'abord de l'hétérogénéité pour des lois de comportement complexes (plasticité, endommagement, et rupture, matériaux amorphes, milieux divisés ou enchevêtrés, …).
Mot(s) clés libre(s) : contrainte, déformation, degré de liberté, élasticité, imagerie, loi de comportement, mécanique des milieux continus, mécanique du solide, milieu granulaire, non-linéarité, physique statistique, science des matériaux, tenseur

Présentation des milieux granulaires en silo, illustrée d'un film sur une colonne de sable.
Mot(s) clés libre(s) : matériau granulaire, sable, bille, colonne de sable, silo, silo de Janssen, poids apparent, chaîne de force, voûte, tas de sable, grain

Les métaux et leurs alliages ont toujours joué un rôle primordial dans le développement de nos sociétés. Ils ont toujours contribué à la résolution de bon nombre de problèmes de société incontournables. Plutôt que de faire un inventaire, on s'efforcera de montrer les diverses étapes à franchir dans le développement d'un alliage métallique destiné à remplir une fonction donnée. On illustrera également les développements des grandes disciplines (Chimie, Physique, Mécanique, Simulation Numérique) qui ont largement contribué à la métallurgie. A cet effet, on rappellera tout d'abord les spécificités physiques des métaux et alliages métalliques. On montrera à ce propos comment il a été possible de profiter de certains traits spécifiques favorables et de surmonter quelques handicaps, comme la densité. Parmi les situations extrêmes envisagées, on se restreindra à celles qui font appel à la résistance mécanique des métaux et des alliages métalliques en traitant successivement le cas des très basses températures (transport de gaz liquéfiés), des très grandes vitesses de déformation (" crash " automobile), des températures élevées (turbines aéronautiques) et celui de l'irradiation aux neutrons (réacteurs électronucléaires). On conclura en envisageant un certain nombre d'applications pour lesquelles le développement de nouveaux alliages métalliques reste un verrou technologique et pose de réels défis scientifiques et techniques.
Mot(s) clés libre(s) : alliage métallique, déformation, irradiation neutronique, métallurgie, physique du solide, plasticité, résistance mécanique, science des matériaux, structure granulaire, température élevée, très basse température

Présentation des propriétés physiques spécifiques des matériaux granulaires, (poudres et grains) dont le comportement est intermédiaire entre celui d'un solide, d'un liquide ou d'un gaz. De plus, ces matériaux présentent des propriétés qui leur sont propres comme leur réaction à des vibrations ou à des déformations. Il s'agit d'un domaine d'étude en plein essor où se posent des problèmes d'ordre fondamental qui interviennent dans de nombreuses applications industrielles ainsi que dans la nature.GénériqueAuteur-Réalisateur : Alexis MARTINET Conseiller scientifique : Etienne GUYON Co-Producteurs : " Institut de cinématographie scientifique " CNRS Audiovisuel (actuellement CNRS Images/media) Diffuseurs : - Institut de cinématographie scientifique (ics@cnrs-bellevue.fr) - et CNRS Diffusion, vidéothèque, photothèque (videotheque@cnrs-bellevue.fr)
Mot(s) clés libre(s) : grain, granulaire, matériaux, poudre

Une conférence de Sébastien Manneville, professeur à l'ENS Lyon. Les lessives liquides, les mousses, les shampooings, les peintures, les boues ou encore le béton sont des fluides « complexes ». En illustrant son propos par quelques travaux et résultats récents, Sébastien Manneville répond à la question "Comment coule un fluide complexe ?", question naturelle qui possède à la fois un intérêt fondamental passionnant et une importance industrielle et commerciale considérable.
Mot(s) clés libre(s) : fluide, fluide complexe, matière molle, rhéologie, savon, mousse, liquide, solide, tensioactif, polymère, cristaux liquides, suspension, ségrégation, granulaire, sable, granulaire humide, colloïde, émulsion, agrégat, mayonnaise, vinaigrette, matériau vitreux, avalanche, coalescence, viscoélasticité, micelle, écoulement, écoulement cisaillé

"Matière molle ou douce, objet fragiles, autant d'appellations diverses d'une science au quotidien qui associe des compétences variées de chercheurs. Par exemple, derrière les exemples à goûter de sauces et émulsions, de soufflés, de gelées, le physico-chimiste reconnaîtra des colloïdes, des effets de surfactants, des polymères enchevêtrés. Le rhéologue étudiera, lui, les propriétés, intermédiaires entre celles d'un solide et d'un liquide, de ces objets facilement déformables. Le physicien s'attachera à une description à différentes échelles de tailles qui vont du constituant élémentaire ou tout en y appliquant ses connaissances sur la matière hétérogène et le désordre. Nous illustrerons quelques caractéristiques de tels systèmes sur l'exemple de la matière granulaire (le tas de sable) en montrant comment, à partir de "" simples "" observations ou expériences on peut en approcher les comportements "" complexes "" et souvent inattendus qui font qu'elle ne se laisse décrire ni comme un solide, ni comme un liquide ou encore ni comme un gaz lorsque les grains sont dilués. Mais, à côté de travaux pratiques sur la plage, les enjeux économiques ou environnementaux de ces études sont considérables qu'il s'agisse par exemple des matériaux de construction ou de la désertification."
Mot(s) clés libre(s) : comportement mécanique, déformation, écoulement, matière molle, mécanique des fluides, milieu granulaire, physico-chimie, physique statistique, polymère, rhéologie, science des matériaux, tas de sable

On a l'habitude de classer la matière en solides, liquides ou gaz. Il existe cependant une classe de matériaux, les pâtes, dont le comportement mécanique et plus généralement les caractéristiques physiques sont en quelque sorte intermédiaires entre celles des liquides et des solides. Cette classe comprend des matériaux très divers : purées, compotes, sauces, yaourt, mousses, crèmes, gels, peintures, vernis, boues, ciment, colles, etc ; mais qui ont au moins un point commun : dans tous les cas il s'agit de fluides coincés, qui ne deviennent liquides que lorsqu'on leur fournit une énergie suffisante, et restent (ou redeviennent) solides si l'énergie fournie est trop faible. Cette propriété est ce qui fait l'intérêt principal de ces matériaux lors de leur utilisation (la mousse à raser reste sur le visage, bien avant de sécher la peinture appliquée sur un mur vertical ne coule plus, la boue argileuse conserve la forme qu'on lui a donnée en vue d'en faire une poterie, etc). En y regardant de plus près on se rend compte que cette transition solide-liquide se produit de manière relativement abrupte : une pâte n'est pas capable de couler à une vitesse modérée en régime permanent : soit elle coule vite, soit elle s'arrête. Ce phénomène conduit à une coexistence des phases liquide et solide dans la plupart des situations d'écoulement, et parfois à des évolutions catastrophiques. En outre des instabilités hydrodynamiques particulières (à vitesse nulle !) se développent avec ce type de matériaux : digitation lors de l'écartement de deux surfaces solides séparées par une fine couche de fluide ; goutte-à-goutte du ketchup ou de la mayonnaise sortant du tube ; compression simple (comme une éponge) ou craquelures lors du séchage ; vieillissement réversible au repos. Ces matériaux fascinants et complexes constituent un champ de recherche encore très ouvert. Une thermodynamique spécifique adaptée à ces fluides coincés peut elle être développée ? Quelles sont les origines microscopiques des comportements observés ? La réponse à ces questions fournira un cadre solide pour la formulation de matériaux industriels innovants (plus légers, plus robustes, contenant moins de produits nocifs, etc).
Mot(s) clés libre(s) : boue, colloïde, comportement mécanique, déformation, écoulement, élasticité, instabilité hydrodynamique, magma, matériau granulaire, mécanique des fluides, milieux pâteux, mousse, pâte, polymère, rhéologie, science des matériaux, viscosité