Étudier ou simuler des phénomènes naturels au sein d'un laboratoire peut être difficile. «Nous n'avons pas de place pour un barrage de 100 mètres dans nos laboratoires», explique le Dr Einav, professeur de géomécanique. Au lieu de cela, les chercheurs ont utilisé des céréales de riz soufflé comme matériau de substitution à la neige sèche naturelle et aux roches, qui relèvent toutes de la catégorie des supports poreux et cassants..
"C'est le nom scientifique", explique le Dr Einav, "mais je l'appelle du matériel croquant." Le riz soufflé est une excellente alternative, car, comme la neige et le roc, les céréales se cassent sous la pression et se dégradent sous forme de liquide..
Ce n'est pas le premier rodéo des scientifiques avec des Rice Krispies, qui, si vous ne le saviez pas, s'appellent des Rice Bubbles en Australie. (Lors d'une étude précédente, m'a dit le Dr Einav, il a qualifié son collègue américain M. Rice Krispies, qui lui a rendu la pareille en l'appelant M. Rice Bubbles.) Mais jusqu'à présent, les chercheurs avaient principalement travaillé avec des céréales sèches. est utile lorsqu'il s'agit de modeler de la neige sèche ou des roches qui s'effondrent sous la pression. Mais certains événements d'effondrement impliquent de l'eau, comme ceux qui se produisent dans les plateformes de glace, les dolines et les barrages en enrochement lorsqu'ils sont exposés à de grandes quantités de liquide et à une pression élevée. Leur étude est un défi, car elles se produisent incroyablement lentement et à une si grande échelle..
Les chercheurs ont découvert que l'ajout de céréales dans le lait pouvait simuler ces effondrements de manière accélérée et réduite..
Pour créer cet effondrement, les chercheurs ont versé la céréale dans un tube vertical perché sur un filtre granulaire. Ils ont appliqué une pression constante au sommet du tube et ajouté du lait au fond. Ce qui s'est passé ensuite a été une série de claquements, de craquements et d'effondrements, que les chercheurs ont surnommés de manière charmante «tremblements de riz».
Lors de chaque réaction induite par le lait et la pression, les chercheurs ont été témoins de plusieurs tremblements de terre, avec le délai avant qu’ils ne s’allongent avec le temps. Ils ont également noté que chaque tremblement de terre minuscule était accompagné d'un bruit de claquement audible qui, selon le Dr. Einav, ressemble à un son de "métronome en ralentissement".
Selon le Dr Einav, ce qui se passe peut être expliqué très simplement. Il compare l'appareil de Krispies à un train situé à la verticale qui entre en contact avec le liquide au fond. La première voiture qui heurte le liquide se dégrade rapidement et se bloque. Une fois que cela se produit, le liquide remonte, ce qui affaiblit le wagon ou la couche de céréales suivant et finit par provoquer son affaissement sous la pression exercée au sommet (mais plus lentement que la première). Selon le Dr Einav, de nombreux trains assis au-dessus de la base liquide finiront par s’écraser, chaque effondrement prenant de plus en plus de temps..
À partir de cette simulation, les scientifiques ont pu créer une équation mathématique expliquant quand et pourquoi les tremblements de riz se produisent. Bien que M. Einav n'hésite pas à dire qu'il est risqué d'utiliser des modèles pour faire des prédictions dans le monde réel, il suppose que cela pourrait (au moins en partie) expliquer certains phénomènes naturels, tels que les tremblements de glace de marée récurrents de l'Antarctique. «Il y a environ deux quotidiens, chacun d'une magnitude de 7,0, mais ils ont ralenti au fil des ans», dit-il. «Les gens ont expliqué cela de nombreuses autres manières, nombre d’entre eux étant vraisemblablement corrects, mais ils ressemblent beaucoup au phénomène du séisme du riz.»
«À mon avis, nous comprenons maintenant la physique. Maintenant, d'autres personnes peuvent l'utiliser. "
En partie, ces autres personnes seront des géologues ou des ingénieurs, qui pourront développer des technologies permettant, par exemple, de prévoir l’effondrement d’un barrage. Dr. Einav souligne que les autres personnes pouvant utiliser cette recherche pourraient être n'importe qui. Cette modélisation mathématique incroyablement complexe a été élaborée à l'aide d'une expérience de cinq dollars (sans compter le coût du microscope optique, qui, selon le Dr Einav, compte parmi les microscopes les plus coûteux au monde). «Nous devrions donner cela aux enfants pour qu'ils se reproduisent à la maison», dit-il.
Bien sûr, la physique peut parfois être obscure. Mais les docteurs Einav et Guillard nous rappellent que cela peut aussi être extrêmement accessible. Peut-être que tout ce qu’il faut, c’est de la bonne matière croustillante pour rendre quelque chose comme la physique derrière les tremblements de glace et les tremblements de riz, un peu plus facile à digérer.
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