Dans Spiderman III, Marko tombe dans une étrange fosse à ciel ouvert qui se trouve à l’intérieur d’un centre de recherche nucléaire en plein milieu de New York. Frappé par un rayon étrange, il se transforme en Sandman, un être composé de gravats et de sable dont les morceaux tiennent difficilement ensemble, mais qui peut aisément se reconstruire en tombant dans un camion de sable ou sur un tas de gravier.
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Pourquoi ce vilain en particulier? C’est que le sable, comme tous les matériaux granulaires — riz, grains, gravier, possède des propriétés particulièrement intéressantes qui continuent à épater les physiciens. Longtemps considérés comme une simple curiosité, les physiciens se sont finalement attaqués aux systèmes granulaires depuis une quinzaine d’années, sans toutefois parvenir à découvrir tous ses secrets. Or, le 3e film de l’homme-araignée utilise ces propriétés avec brio.
Avant d’arriver aux aspects réalistes, il faut bien sûr accepter quelques éléments un peu incongrus. Je doute fort qu’un centre de recherche « nucléaire » ferait des expériences similaires à celles montrées dans le film en plein coeur de New York. Ensuite, on peut se demander comment le tas de sable peut absorber la personnalité du vilain et adopter une forme humaine où la granularité disparaît. Mais, on ne peut pas faire de supervilain sans casser quelques lois de la physique....
Une des propriétés les plus fascinantes du sable est la possibilité pour cet élément de passer d’un état presque solide à un état presque liquide simplement en diminuant sa densité; un petit peu d’aération et le tour est joué! Ça permet à l’homme de sable d’absorber, sans risque, les coups de points de Spiderman. Il lui suffit de s’aérer un peu la poitrine pour que les coups passent sans dommage.
Le sable compact, quant à lui, se comporte en solide. Bien tassé, les grains remplissent les interstices, formant un objet dur et dangereux. Qu’on pense, par exemple, au paquet de café moulu sous vide avec lequel on pourrait facilement assommer son voisin. Un peu d’air dans le paquet lui enlève son côté contondant et le rend aussi inoffensif qu’un brin de vent...
Le sable se comporte aussi étrangement en présence de l'eau. Avec juste assez d'humidité pour mouiller les grains de sable, la tension de surface permet de garder les grains ensemble, permettant la construction d'un château de sable, par exemple. Si on augmente la quantité d'eau, par contre, celle-ci disperse les grains et forme un fluide visqueux (ce qui a d'ailleurs sauvé la vie de notre aimable homme-araignée). C'est le cas des boues, mais aussi des sables mouvants. Ces derniers paraissent solides au repos, mais une légère perturbation est suffisante pour liquéfier le sable, forçant les corps à la surface à s'enfoncer. Il aurait certainement été intéressant de voir Sandman se transformer en sables mouvants afin d'attraper Spiderman.
Finalement, lorsque la densité du sable est vraiment faible, celui-ci s'envole avec le vent et peut voyager sur de longues distances créant, dans plusieurs endroits, des tempêtes de sable qui peuvent être très dangereuses. C'est cette propriété qui permet à Sandman de voyager rapidement au gré des vents.
Si vous pensez tout savoir sur le sable, détrompez-vous! Sandman se contente de sables relativement homogènes. Les choses se corsent lorsque le milieu granulaire est composé d'éléments de tailles différentes, menant à toutes sortes de phénomènes de convection et de ségrégation qui ne sont pas encore compris et causent des maux de tête aux fabricants de médicaments, de moulées et de céréales.
Une carrière en physique ? Si le sable vous intéresse.
