Arbre ramifié de fissures créé naturellement en injectant de l'air dans du sable humide 1. Crédit :Campbell, Ozturk, &Sandnes (2017). Examen physique appliqué
Des chercheurs du Complex Flow Lab de l'Université de Swansea ont exploré les formes complexes qui émergent lorsque de l'air est injecté dans le sol. Publié dans Examen physique appliqué , ces découvertes pourraient un jour être utilisées pour accélérer la décontamination des friches industrielles, dont le Royaume-Uni en compte actuellement plus de 400, 000 hectares de.
Les expériences sont d'une simplicité trompeuse, avec de l'air comprimé injecté dans des cellules de verre étroites qui sont étroitement emballées avec du sable et saturées d'eau. Pas aussi simple cependant, sont les structures spectaculairement complexes qui apparaissent. Alors que l'air fend le sable humide, un motif rappelle des branches d'arbres sur un ciel d'hiver ou le réseau de vaisseaux sanguins du corps.
Responsable du Complex Flow Lab et professeur agrégé au Collège d'ingénierie de l'Université de Swansea, Dr Bjornar Sandnes, a déclaré :« Il est surprenant de voir que des systèmes très différents peuvent produire des modèles qui se ressemblent étrangement. C'est souvent parce que, profondément sous la surface, ils partagent un certain principe directeur mathématique."
Mis à part les schémas complexes, le principe qui régit la formation des branches de fracture s'avère étonnamment simple.
Dr James M. Campbell, Chercheur postdoctoral à l'Université de Swansea tout au long du projet, explique : « Les fractures remplies d'air empruntent le chemin de moindre résistance et elles poussent le matériau de côté à mesure qu'elles avancent. Cela crée une région plus dense autour de la fracture qui agit comme un bouclier, en gardant les autres fractures à distance."
Sélection des modèles de fracture obtenus en faisant varier la vitesse à laquelle l'air est pompé dans la cellule. Crédit :Campbell, Ozturk, &Sandnes (2017). Examen physique appliqué
Dr Bjornar Sandnes, a déclaré:"Nous étudions ces modèles d'abord et avant tout parce que nous sommes curieux de découvrir quels mécanismes physiques façonnent la forme et la fonction de ces belles structures, mais aussi parce que ces processus sont importants dans de nombreux systèmes naturels et industriels".
Un exemple de ceci serait lorsqu'un sol est contaminé et doit être nettoyé. L'oxydation chimique in-situ (ISCO) est une technique où le sol est inondé d'un produit chimique qui réagit avec le polluant, et le rend inoffensif. Le problème avec l'ISCO est que cela prend beaucoup de temps parce que les flux dans les sols sont si lents. En fracturant le sol, des voies à haute conductivité peuvent être générées pour l'échange de fluides, accélérer le processus de nettoyage, et réduire les coûts pour l'opérateur.
