Géologie
1- Différents types de sables mouvants :
Sur Terre on peut trouver différents types de sables mouvants :
- Les sables mouvants secs sont surtout présents dans les déserts, comme le Désert d’Arabie : le sable forme une structure aérée ; les grains forment des voûtes et des trous grâce au vent, qui, sous une pression suffisante, peuvent s’effondrer. Les grains de sable ne sont donc pas en suspension. Les sables mouvants secs sont exclusivement composés de sable et d'air. Les grains formant ce type de sable mouvant sont extrêmement fins, de l’ordre de 10 à 20 microns (autour de 1/100 à 1/150 de mm de diamètre), grains qui se déposent aléatoirement et forment une dune de sable très fine et pleine de trous. À la moindre pression, cette dune pleine d'air s'effondre sur elle-même. Le sable reprend alors brutalement une structure normale. Cela engendre un affaissement du sol.
Schéma expliquant le principe du sable mouvant sec
- Les sables mouvants mouillés eux sont formés lors de séismes ou autres phénomènes entraînant des vibrations dans un sol saturé d’eau. Ces sables sont composés majoritairement d'eau et de sable mais sont dépourvus d'argile. L’eau présente dans les interstices du sable est chassée par l'onde sismique, ce qui va désorganiser l’édifice. C’est un processus dit de “liquéfaction des sols”, on en trouve beaucoup au Japon. Comme lors du séisme de Kobe en 1995.
Liquéfaction des sols au Japon,
durant le séisme de Niigata en 1964
- Les sables mouvants classiques sont dus à leurs sols qui contiennent de l’argile. Ces derniers ont une consistance argileuse voire vaseuse, de l’extérieur ces sols ont l’air de sols standards dont la structure solide devient liquide au moindre mouvement. Les exemples les plus connus sont les mouvants du Mont Saint-Michel
Ainsi nous avons vu que de nombreux types de sables mouvants différents sont présents à divers endroit du monde : certains formés avec de l’argile, d’autres formés grâce au vent, tous avec pour seul point commun le fait de passer d’un état solide à un état liquide très rapidement à la moindre vibration, les rendant ainsi dangereux.
Sable mouvant classiques du Mont Saint-Michel
Nous nous intéresserons au cas des sables mouvants dits « classiques ».
Les sables mouvants classiques sont composés d'environ 40% de sable fin, 50% d'eau salée et 10% d'argile. Ce sont les sables mouvants les plus présents sur notre planète et c'est donc ceux que nous allons étudier.
2- La formation des composants géologiques :
Les composants des sables mouvants classiques viennent du cycle des roches appelé la diagènese.
Le cycle des roches comporte 4 phénomènes : l'érosion, l’altération, le transport et le dépôt.
Explication cycle des roches
C'est grâce a l'érosion que les sables, argiles et autres substances sont transportés par les rivières et les fleuves vers les mers ou les océans.
L’érosion est la transformation d’un matériel géologique en matériel dégradé et la décomposition d’une roche en ions solubles et grains solides. L'érosion se divise ensuite en 3 types d'altération : physique, chimique et biologique.
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l'altération physique (ou mécanique), qui par l’action du gel, du dégel (cryoclastie) et des racines des arbres fractionne les roches. Ces actions fragmentent la roche en morceaux plus petits.
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l'altération chimique qui modifie la composition des roches par le biais de l’action de l’eau qui, elle-même dissout les minéraux dans l’eau (hydrolyse), les minéraux sont donc en solution. Certains minéraux comme les feldspaths subissent une transformation et deviennent des argiles
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l'altération biologique, elle modifie la roche par l’action de certains animaux ou plantes comme les lichens qui vont chercher les minéraux dont ils ont besoin dans les roches.
Enfin arrive l’étape du dépôt. La sédimentation a lieu lorsque l’agent de transport (eau, vent, gravité …) perd sa capacité à déplacer les particules, ce qui crée une accumulation dans un « bassin de sédimentation » (bassin marin) et la formation d’un dépôt.
Les particules qui sont devenues des sédiments se déposent alors par couches et formes des paysages stratifiés comme le Grand Canyon aux États-Unis ou le Colorado Provençal en France.
Colorado Provençal
3- Localisation des sables mouvants :
Pourquoi y-a-t-il des sables mouvants à un endroit spécifique ?
Le sable et l'argile sont constitués de granite ayant subi plusieurs traitements tels que l'érosion par l'eau et par le vent, ainsi qu'à certains endroits par le déplacement des glaciers.
A la suite de cette érosion, le granite (morceau de montagne, rocher, caillou) se retrouve à l'état de petits morceaux de roches qui se font déplacer grâce aux fleuves jusqu'à la mer où ils se regroupent et s’entassent afin de former les plages de sables. Par la suite, le temps faisant son œuvre et la nature faisant de savants mélanges entre la mer, la plage de sable et l'argile, on obtient des sables mouvants.
Nous allons maintenant voir où trouver de l'argile, car celle-ci est nécessaire à la fabrication des sables mouvants. L'argile se situe principalement au bord de cours d'eau. On en trouve aussi dans des carrières, utilisées pour récupérer cet argile et l'exploiter, mais dans ce cas il n'y a pas de sables mouvants, ces lieux étant trop fortement anthropiens, trop travaillés par l'homme. Comme on trouve majoritairement de l'argile près des cours d'eau, c'est donc près d’eux qu'il y aura des sables mouvants. Néanmoins il ne faut pas négliger une chose : l'eau doit être salée. C'est pour cela que tous les cours d'eau ne sont pas concernés. De plus, la pression de l'eau dans le sable mouvant doit être suffisante, cela réduit encore les zones où l'on pourrait en trouver.
Plus précisément, il peut y avoir des sables mouvants à peu près n’importe où dans le monde, la seule chose dont ils ont principalement besoin est d’un sol de nature argileuse car leur composition est relativement simple. Le climat n’entre pas en compte puisque l’on peut en trouver en France comme dans le désert.
On peut trouver des sables mouvants en France :
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en baie du Mont St Michel,
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en baie de Somme,
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dans les fonds de baies comme le bassin d’Arcachon ou le golfe du Morbihan car les sables mouvants sont propres aux estuaires.
On trouve au Mont St Michel les plus grandes marées d'Europe et des sables mouvants classiques. Ce sable mouvant est majoritairement composé de minuscules minéraux tels que le quartz ou le mica et les grains de sable mesurent entre 0.01 et 2 mm. Quant à l’argile, elle est composée de minéraux semblables à ceux du sable mais de taille inférieure à 2 µm, bien plus petits que ceux du sable.
Baie du Mont Saint-Michel
Les sables mouvants secs du désert d'Iran:
Situé entre Quom et Téhéran, ce désert est plus dangereux que l’on pense notamment à cause de la présence des sables mouvants. Ces sables sont signalés pour indiquer leur dangerosité.
Les sables sont plus néfastes après des périodes de grandes précipitations car ils sont gorgés d'eau, ils forment un lac d’une superficie de 20 par 40 km, composé de sable plus fin que la moyenne (20 à 40 µm), 10% d'argile et de sel avec une concentration légèrement inférieure à celle de la Mer Morte.
Ces sables mouvants ont une densité de 2g/cm3 bien supérieure à celle de l'homme ce qui l'empêche de s'enfoncer complètement, mais qui peut le rendre prisonnier.
Lac de sable du désert d'Iran
Les sables mouvants du Bec D’Allier en France :
La particularité de cet endroit est que l’on trouve du sable mouvant qui ne contient aucun argile, ce sable est dû aux courants ascendants de la Loire et de l'Allier traversant le banc de sable et fragilisant ainsi la structure. C'est un sable mouvant mouillé, sans argile, composé principalement d'eau, et de sable L'eau se situe au-dessus, en dessous mais aussi sur les côtés du banc de sable et la moindre pression provoque l'enlisement.
Sable mouvant du Bec d'Allier
