Les dunes de sable sont capables de «communiquer» et d’interagir les unes avec les autres, selon une étude de l’Université de Cambridge.
Ils peuvent être des objets inanimés, mais cela ne signifie pas qu’ils ne sont pas dynamiques – les chercheurs ont constaté qu’ils se déplacent mais aussi interagissent avec et repoussent leurs voisins.
Cette interaction, que l’université décrit comme les dunes communiquant, implique qu’elles façonnent le flux d’air autour d’elles afin qu’elles repoussent les autres plus loin.
Un « circuit » expérimental a été utilisé pour tester deux dunes identiques, et bien qu’elles aient commencé à se rapprocher, elles se sont éloignées au fil du temps.
« Cette interaction est contrôlée par des tourbillons turbulents de la dune en amont, qui repoussent celle en aval », ont déclaré les chercheurs.
Le sable forme une forme de dune lorsqu’il est exposé à l’écoulement du vent ou de l’eau, puis commence à se déplacer en aval avec cet écoulement.
Que ce soit dans les déserts ou les fonds marins, les dunes se produisent rarement isolément mais se développent en grands groupes, formant des modèles connus sous le nom de champs de dunes ou de couloirs.
« Il est bien connu que les dunes de sable actives migrent », ont déclaré les chercheurs.
« D’une manière générale, la vitesse d’une dune est inverse de sa taille: les petites dunes se déplacent plus vite et les grandes dunes se déplacent plus lentement », ont-ils ajouté.
Cependant, la relation entre les dunes dans un champ de dunes ou un couloir particulier n’est pas entièrement comprise.
« Il existe différentes théories sur leur interaction : l’une est que les dunes de différentes tailles vont entrer en collision et continuer à entrer en collision, jusqu’à ce qu’elles forment une dune géante, bien que ce phénomène n’ait pas encore été observé dans la nature », a déclaré Karol Bacik.
« Une autre théorie est que les dunes pourraient entrer en collision et échanger des masses, comme des boules de billard qui rebondissent les unes sur les autres, jusqu’à ce qu’elles soient de la même taille et se déplacent à la même vitesse, mais nous devons valider ces théories expérimentalement », a déclaré M. Bacik, de Département de mathématiques appliquées et de physique théorique de Cambridge.
Les recherches de M. Bacik et de ses collègues suggèrent que les deux théories sont problématiques.
« Nous avons découvert la physique qui ne faisait pas partie du modèle auparavant », a déclaré le Dr Nathalie Vriend, qui a dirigé la recherche.
Les chercheurs ont commencé avec deux dunes de même volume et de même forme.
Alors que le flux dans l’hippodrome se déplaçait à travers les deux dunes, ils ont également déclaré bouger.
« Puisque nous savons que la vitesse d’une dune est liée à sa hauteur, nous nous attendions à ce que les deux dunes se déplacent à la même vitesse … Cependant, ce n’est pas ce que nous avons observé », a déclaré le Dr Vriend, qui est basé à la BP Institute for Multiphase Flow.
Initialement, la dune avant s’est déplacée plus rapidement que la dune arrière.
Mais alors que l’expérience se poursuivait, la dune avant a commencé à ralentir jusqu’à ce que les deux se déplacent à presque la même vitesse.
Les chercheurs ont découvert que le modèle d’écoulement à travers les dunes était différent. La dune avant a dévié le flux et généré des « tourbillons » sur la dune arrière, la repoussant plus loin.
« La dune avant génère le modèle de turbulence que nous voyons sur la dune arrière », a déclaré le Dr Vriend.
« La structure d’écoulement derrière la dune avant est comme un sillage derrière un bateau et affecte les propriétés de la prochaine dune. »
Les chercheurs affirment que la prochaine étape de leurs recherches a consisté à trouver des preuves d’une migration des dunes complexe et à grande échelle dans les déserts, à l’aide d’observations et d’images satellites.
« En suivant des amas de dunes sur de longues périodes, nous pouvons observer si les mesures visant à détourner la migration des dunes sont efficaces ou non. »
Leurs recherches sont publiées dans la revue Physical Review Letters.
