Comment fonctionne le monde - La main à la pâte

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Un effet très spectaculaire, que l’on observe si on met la suspension dans un tube à essai qu’on secoue
préalablement pour former une suspension homogène sur toute la hauteur, consiste à incliner le tube
contenant la suspension homogénéisée d’une dizaine de degrés par rapport à la verticale. La sédimentation
est alors beaucoup plus rapide. Ceci est dû au fait que les grains qui tombent et le liquide qui remonte
utilisent des chemins différents (penser à la façon d’améliorer le trafic en séparant les deux sens de
circulation pour des passants circulant dans des directions opposées).
Que peut-on mesurer ?
Mesurer la vitesse à laquelle le front descend.
Quel matériel ?
Un cristallisoir ou un grand tube à essai.
Des grains bien triés de quelques centaines de micromètres (du sable fin). Les grains doivent préalablement
avoir été mouillés pour éviter que de l’air reste entre eux.
Quel déroulement ?
Pour mesurer de la vitesse du front on peut éclairer le tube par le coté et projeter l’ombre du front sur un
papier millimétré.
Attention : Il est délicat de préparer une suspension homogène tout en
maintenant le liquide au repos. En effet tout déplacement du liquide induit un
effet qui se superpose à la vitesse de sédimentation des grains.
Dans la plupart des situations où on s’intéresse à la sédimentation et aux sédiments, les grains qui
sédimentent ont des tailles très différentes. C’est le cas d’un sol, où de plus la nature chimique des
constituants est très variable. Ils sont formés d’empilements de plaquettes de quelques nanomètres
d’épaisseur et de quelques micromètres de taille dans le cas des argiles. Les limons ont une granulométrie de
5 à 50 micromètres. Les grains de sable ont des tailles de 50 à 30 micromètres. En général un sol contient un
mélange de ces trois constituants principaux dont la vitesse de sédimentation diminue lorsque leur taille
augmente. On aura aussi des composants organiques (sol noir) dus à la décomposition des végétaux en
surface.
Que peut-on observer ?
Observer un sédiment dans un endroit calme d’un ruisseau et le fait qu’il est composé de couches
superposées de grains de taille différente, les plus gros étant situés à la base.
Observer le dépôt de sable à l’amont de certaines mares : le même phénomène se retrouve, mais à une
échelle centimétrique.
Que cherche-t-on à faire ?
Observer la formation d’un sédiment à partir d’une suspension d’un échantillon de sol dispersé dans de
l’eau. On pourra aussi en modifier la composition.
Quel matériel ?
Des pots de confitures à bords droits avec leur couvercle.
Des échantillons de sol.