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Concept
Matériau granulaire
Résumé
thumb|Tanins en poudre.
Un matériau granulaire est un matériau constitué d'un grand nombre de particules solides distinctes, les grains (voir aussi l’article grosseurs de grains), qui ne sont pas liés par des liaisons covalentes (c'est-à-dire des liaisons chimiques). Cette division en éléments multiples entraîne des comportements particuliers de ces matériaux, beaucoup de propriétés à grande échelle étant ainsi indépendantes des propriétés individuelles des grains.
Ce type de matériau se rencontre dans beaucoup de domaines, aussi bien naturels (sable et dunes, roches dans une coulée de boue, avalanches) qu'industriels (préparation de médicaments, fabrication de bétons, peintures, granulés, granulats) ou même agroalimentaires (grains de maïs, de blé).
Les matériaux divisés sont constitués de grains distincts, dont les collisions sont dissipatives du point de vue énergétique.
Au niveau des grains, le terme de matériau granulaire ne s'applique plus lorsque ceux-ci sont soumis à l'agitation thermique et au mouvement brownien. Ainsi, lorsque les grains ont des tailles caractéristiques de l'ordre du micromètre ou moins, on parle de colloïdes. Il n'y a en revanche pas véritablement de limite supérieure à la taille des grains, puisqu'on peut aussi parler de granulaires lorsque l'on étudie la formation de planètes à partir d'astéroïdes dans l'espace. Les grains peuvent avoir différentes formes, voir être déformables. Une suspension où tous les grains ont la même taille est dite monodisperse, dans le cas contraire on parle de polydispersité.
Le fluide qui se trouve entre les grains a aussi une grande importance. On pense généralement à l'air, mais il peut d'agir d'eau (exemple du sable sous la mer ou dans une rivière), ou d'un autre fluide (huile, polymères). On parle alors de matériaux granulaires immergés. Il faut noter que si la densité des grains est proche de celle du fluide, on parle alors de suspension, car les grains ne sédimenteront pas dans le fluide.
La compacité indique le rapport entre la quantité de grain dans un volume donné et le volume total du matériau granulaire.
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Particules en suspension
Les particules en suspension sont toutes les particules (solides ou en aérosols) portées par l'eau ou par l'air, quantifiables par filtration ou par d'autres procédés physiques. Les matières particulaires ou PM (acronyme de particulate matter en anglais) sont les particules en suspension dans l'atmosphère terrestre (aérosols atmosphériques). Un taux élevé de particules fines et ultrafines dans l'air est un facteur de risque sanitaire (maladies cardiovasculaires, altération des fonctions pulmonaires, cancer du poumon), induisant une nette diminution de l'espérance de vie.
Particule matérielle
Le terme « particule matérielle » (material particle en anglais) désigne une petite portion d'un corps, de matière solide ou fluide, constituée d'un nombre suffisamment grand de particules élémentaires. La matière est pleine de vide. Un corps de matière solide ou fluide est un domaine discontinu de particules composites (protons, neutrons), elles-mêmes composées de particules élémentaires. Les dimensions des particules élémentaires sont très petites devant les distances qui les séparent.
Essai triaxial
L’essai triaxial est une méthode de laboratoire courante pour mesurer les caractéristiques mécaniques des matériaux granulaires, en particulier celles des sols (par ex. le sable, l’argile), des roches et des poudres. Il existe plusieurs variantes de cet essai, aujourd'hui entièrement normalisé. vignette|L'essai danois. vignette|Enregistrement typique d'un essai triaxial. vignette|Bandes de cisaillement dans une argile verte.