Écoulement granulaire

Cet article est en cours de réécriture ou de restructuration importante (18 septembre 2026).

Un écoulement granulaire est l'écoulement d'un matériau granulaire, constitué d'un ensemble de particules solides. Les écoulements granulaires sont omniprésents dans la nature et l'industrie, en particulier dans les systèmes impliquant des procédés alimentaires, pharmaceutiques et chimiques. Ils diffèrent notablement de l'écoulement des fluides newtoniens mais peuvent se rapprocher de celui de certains fluides non newtoniens.

Histoire

La première mention écrite connue d'un écoulement granulaire est celle de Lucrèce (98–55 av. J.-C.) : « On peut puiser des graines de pavot à la louche aussi aisément que s'il s'agissait d'eau et, lorsqu'on y plonge la louche, les graines s'écoulent en un flux continu. »^[1].

Lois

Quand la taille des grains est suffisamment petite comparée à celle des récipients, des ouvertures et des obstacles, leur écoulement peut se confondre avec celui d'un fluide newtonien. C'est par exemple le cas des suspensions de microparticules de silice quand leur diamètre est inférieur à 2,8 µm^[2]^,^[3]. Sinon les lois de l'écoulement sont complexes, il apparaît notamment des instabilités, un hystérésis, des zones immobiles par arc-boutement, voire un blocage total^[4].

Notes et références

↑ (en) Jacques Duran, Sands, powders, and grains: an introduction to the physics of granular materials, 27 septembre 2012, 232 p. (ISBN 1461267900 et 978-1461267904).
↑ « À partir de quelle taille des grains peuvent-ils former un tas stable ? », sur Lyon 1 Université, 3 septembre 2026 (consulté le 4 octobre 2026).
↑ (en) Jesús Fernández, Loïc Vanel et Antoine Bérut, « Colloidal Suspensions Can Have Nonzero Angles of Repose below the Minimal Value for Athermal Frictionless Particles », Physical Review Letters, vol. 137,‎ 31 août 2026, article n^o 108201 (DOI 10.1103/hgfn-k4ql).
↑ (en) Hugo Perrin, Cécile Clavaud, Matthieu Wyart, Bloen Metzger et Yoël Forterre, « Interparticle Friction Leads to Nonmonotonic Flow Curves and Hysteresis in Viscous Suspensions », Physical Review X (en), vol. 9,‎ 16 août 2019, article n^o 031027 (DOI 10.1103/PhysRevX.9.031027).

Voir aussi

Bibliographie

(en) Charles S. Campbell, « Granular material flows – An overview », Powder Technology, vol. 162, n^o 3,‎ 14 mars 2006, p. 208-229 (DOI 10.1016/j.powtec.2005.12.008).
(en) K. Rao et P. Nott, An Introduction to Granular Flow, Cambridge University Press, 2009 (présentation en ligne)

Articles connexes

Portail de la physique

[1] (en) Jacques Duran, Sands, powders, and grains: an introduction to the physics of granular materials, 27 septembre 2012, 232 p. (ISBN 1461267900 et 978-1461267904).

[2] « À partir de quelle taille des grains peuvent-ils former un tas stable ? », sur Lyon 1 Université, 3 septembre 2026 (consulté le 4 octobre 2026).

[3] (en) Jesús Fernández, Loïc Vanel et Antoine Bérut, « Colloidal Suspensions Can Have Nonzero Angles of Repose below the Minimal Value for Athermal Frictionless Particles », Physical Review Letters, vol. 137,‎ 31 août 2026, article n^o 108201 (DOI 10.1103/hgfn-k4ql).

[4] (en) Hugo Perrin, Cécile Clavaud, Matthieu Wyart, Bloen Metzger et Yoël Forterre, « Interparticle Friction Leads to Nonmonotonic Flow Curves and Hysteresis in Viscous Suspensions », Physical Review X (en), vol. 9,‎ 16 août 2019, article n^o 031027 (DOI 10.1103/PhysRevX.9.031027).

[1]

[2]

[3]

[4]