Le sable qui compose le désert est un matériau plus surprenant qu'il n'y paraît… Bien que manipulé par l'homme depuis très longtemps, on ne sait toujours pas le décrire simplement.
Sables musicaux et chant des dunes
Il reste encore bien des phénomènes à observer, comme les dunes plus complexes, ou surprenants, comme les sables musicaux et le chant des dunes. En effet, quand la congère s'écroule en avalanches certaines dunes émettent un son puissant et monotone. On sait maintenant que cela provient justement du mouvement des grains, qui non seulement sont tous semblables, mais en plus se synchronisent pour émettre ce son à l'unisson.
Mais comment se synchronisent-ils ? Il reste encore à comprendre les racines de ce phénomène collectif et à comprendre pourquoi ces grains de sables, contrairement aux autres, ont la particularité d'être musicaux, c'est à dire d'émettre des sons dès qu'on les triture de manière adéquate…
Le chant des dunes est un phénomène naturel qui a longtemps éveillé la curiosité des hommes du désert, on en retrouve des témoignages dans de nombreux récits de voyage, tels ceux de Marco Polo, Charles Darwin et Lord Curzon.
Les observations scientifiques du XXeme siècle ont montré que le son est émis par la vibration cohérente de la surface libre d'un écoulement de ces grains chantants, et que ce son est soumis à un phénomène de seuil qui dépend de beaucoup de paramètres.
Certaines dunes de sable peuvent « chanter ».
De nombreuses hypothèses ont été avancées pour tenter d'expliquer ce phénomène, des plus farfelues (djinns courant dans les dunes, esprits frappant sur des tambours, rivières coulant sous le sable…) aux plus sérieuses (vibration individuelle des grains, résonance de la dune dans son entier, intervention du vent…). Mais, à vrai dire, ce chant n'avait jusqu'à présent jamais vraiment été étudié car il se produit rarement, de façon imprévisible et dans très peu d'endroits.
En avril 2001, une équipe du laboratoire de physique statistique de l'École normale supérieure de Paris, en mission au Maroc, découvre par hasard des dunes qui chantent très facilement soit lors d'avalanches naturelles, soit lors d'avalanches provoquées en poussant le sable le long de la pente. Les chercheurs ont donc pu mener sur place toute une série d'expériences en écoutant les sons produits grâce à des micros enfouis.
Ils ont même procédé à des études en laboratoire après avoir rapporté du sable du Maroc. Ils ont ainsi pu remarquer que la couche en mouvement est épaisse de 10 centimètres au minimum, que c'est elle seule qui produit le chant et qu'elle engendre aussi une onde sismique.
ur la base de ces observations, l'équipe de l'E.N.S. propose le mécanisme suivant : pour rouler les uns sur les autres, les grains s'écartent puis retombent ; ils dilatent puis compriment ainsi l'air emprisonné dans les interstices. 10 centimètres de sable correspondent environ à 500 couches de grains, soit autant de couches d'air qui sont successivement aspirées puis expirées.
Ce serait le fait que tous les grains se mettent en mouvement de façon synchrone qui entraînerait la production d'un son très puissant de basse fréquence. Il reste à comprendre ce processus de synchronisation.
Dans l'avalanche, les grains roulent les uns sur les autres. Soumis à l'accélération due à la gravité, ils s'entrechoquent avec la fréquence typique qui ne dépend que de leur taille.
Une résonance À priori, les chocs entre grains se produisent de manière aléatoire.
Chaque choc produisant une onde sonore locale, nous n'entendrions qu'un bruit de haute fréquence et de faible puissance, si les grains ne se déplaçaient pas ensemble.
