Suite à la période estivale, le moment est particulièrement approprié pour aborder le sujet du sable et de ses différentes caractéristiques à travers le monde. Aujourd’hui, il ne s’agit pas de discuter directement de forme et de texture, mais de son. Selon une récente étude, le sable des différentes plages a son propre son unique.
Pour un oeil non entraîné, tous les sables de plage (pour autant que ce soit le même type, par exemple du sable fin) se ressemblent fortement, mais ils contiennent pourtant des produits chimiques carbonatés différents dans chaque cas, laissés par les coquilles de créatures marines mortes depuis longtemps, comme les mollusques.
Après l’eau, le sable et le gravier sont les matériaux naturels les plus utilisés dans le monde. Mais une pénurie mondiale imminente a conduit à une forte augmentation de l’extraction clandestine de sable, et même au vol. En Inde notamment, les autorités se battent contre une « mafia du sable » qui approvisionne l’industrie de la construction par le dragage illégal des rives.
Arborez un message climatique percutant 🌍
Grâce à cette nouvelle méthode de détection, il est possible de faire la distinction entre des échantillons de sable prélevés (légalement) sur neuf sites en bord de mer le long de la côte néerlandaise. Grâce à ces informations comme outil de référence, les chercheurs ont pu déterminer de quelle plage un échantillon de sable donné provenait. De la même manière, la méthode rend donc possible la détection de sable illégalement extrait, selon sa provenance.
Méthode et technique de mesure
La concentration en carbonate varie en fonction de la géologie locale. Saskia van Ruth, chercheuse à l’Université de Wageningen aux Pays-Bas, et ses collègues, expliquent que cela donne à chaque lot de sable son propre « son » distinctif unique.
Pour déterminer d’où provient un échantillon de sable, les chercheurs le déposent dans un acide qui décompose les produits chimiques carbonatés du sable (provenant des coquilles d’animaux marins) en bulles de dioxyde carbone. À l’aide d’un dispositif d’écoute sensible, ils mesurent ensuite la manière dont ces bulles modifient la façon dont le son se déplace dans le mélange, produisant une fréquence unique.
Les scientifiques ont utilisé une technique appelée Broad Acoustic Dissolution Spectroscopy analysis (BARDS). Elle consiste en un dispositif d’écoute sensible qui détecte les changements de propriétés acoustiques. Les changements chimiques, y compris la décomposition des carbonates en dioxyde de carbone, libèrent des bulles qui augmentent la compressibilité du liquide et ralentissent ainsi le passage du son à travers celui-ci. Après quelques minutes, tout le carbonate est décomposé, la production de gaz ralentit et s’arrête. En réponse, la fréquence du son traversant le liquide revient à la normale. Cela donne à chaque échantillon de sable deux mesures distinctes : la vitesse à laquelle le son change de hauteur, et la mesure dans laquelle il change de hauteur.
Sur le même sujet : Des ingénieurs défient les lois de la physique en créant des « bulles » de sable
Dara Fitzpatrick, chimiste à l’University College Cork, qui a mis au point la technique BARDS, explique que le passage des notes aiguës aux notes graves et inversement, peut être entendu lorsque de nombreux éléments se dissolvent, un phénomène connu par les physiciens sous le nom « d’effet chocolat chaud » ou « effet allassonic ».
Son équipe vend un kit de mesure aux laboratoires pharmaceutiques pour une analyse plus rapide et moins coûteuse des poudres. Il a également été utilisé pour distinguer le sel de table himalayen de haute qualité des contrefaçons de qualité inférieure.
Dans le cas du sable, plus il y a de carbonate pour produire du dioxyde de carbone gazeux, plus le décalage acoustique est important. C’est ce qui permet aux scientifiques d’en localiser la source. Ils peuvent également capter des influences plus subtiles, y compris l’effet des restes de coquilles de formes différentes, en raison des variations d’épaisseur et de vitesse de surface, ou de la lenteur de la libération du gaz.
Lorsque des scientifiques ont écouté des échantillons de sable provenant de plusieurs plages différentes aux Pays-Bas, ils ont constaté que chacun avait une signature unique, ont-ils rapporté dans la revue Applied Acoustics. Les résultats de l’étude pourraient étendre certaines techniques médico-légales et fournir un moyen rapide de déterminer la source d’un sable impliqué.