Dilatance
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Le phénomène de dilatance d'un sol décrit la variation de volume que l'on observe dans les matériaux granulaires lorsqu'ils sont soumis à un cisaillement[1],[2]. Cet effet a été décrit scientifiquement pour la première fois par Osborne Reynolds en 1885-86[3],[4].
Contrairement à la plupart des autres matériaux solides, un matériau granulaire compacté tend à se dilater (à s'expandre en volume) lorsqu'on le cisaille. Cela vient de l'enchevêtrement des grains à l'état compacté : ces grains n'ont donc pas la possibilité de se réarranger par simple glissement. Lorsque l'amas de grains est chargé, il se produit un phénomène d'arc-boutement entre grains voisins, qui produit une expansion de l'échantillon. D'un autre côté, lorsque l'on comprime un matériau granulaire initialement lâche, il commence par se compacter au lieu de se dilater sous cisaillement. Un matériau granulaire est dit dilatant si son volume augmente sous cisaillement croissant, et contractant si son volume décroît lorsque le cisaillement augmente[5],[6].
La dilatance est une propriété commune aux sols et aux sables. On peut en voir la manifestation aux traces qu'on laisse en marchant dans le sable. L'empreinte s'élargit au gré du séchage et l'eau interstitielle vient combler l'espace entre les grains de sable.
La dilatance est un objet d'étude pour les rhéologues, mais fait partie du champ plus général de la mécanique des sols.
