de la membrane est ainsi compris dans le résultat. J'ai trouvé 229′′e,5, ce qui correspond à une sphère de 76 millimètres de diamètre. Après évaporation du benzène qui avait mouillé la vessie pendant cette opération, je l'ai introduite sous une cloche en verre, pleine d'eau, renversée sur une cuve à eau. De cette façon, je pouvais être renseigné sur l'étanchéité de la vessie, car si de l'air avait passé par la ligature, ou par un défaut de la membrane, il se serait montré dans la cloche.

La membrane s'est donc imprégnée d'eau et le sable sec a absorbé cette eau, à mesure, comme si la vessie avait été exposée à une dessiccation intérieure. L'air renfermé entre les grains de sable gonflait lentement la vessie. Au bout de trois semaines, son volume m'a paru stationnaire. En la retirant alors de l'eau, j'ai été étonné de l'état sous lequel se trouvait le sable par la simple palpation, on constatait déjà qu'il formait une masse compacte, solide, au point de ne pas céder sous l'effort de la main, et entourée partout d'une couche de gaz de 2 à 5 millimètres d'épaisseur. L'air s'était donc dégagé uniformément et l'alimentation, en eau, de la masse de sable ne devait avoir eu lieu que par la partie inférieure qui restait au contact de la membrane, grâce à son poids. Le volume total, mesuré cette fois par le déplacement de l'eau, a été de 288 centimètres cubes; il y a donc eu un gonflement de 288 229.5 = 58,5 qui représentent le volume d'eau absorbé par le sable à travers la paroi de la vessie, si l'on ne tient pas compte, bien entendu, de l'état de compression sous lequel se trouvait l'air. Cette compression est, à la vérité, peu importante, et on peut la négliger, car une membrane animale se distend aisément quand elle est exposée à une macération prolongée. Au surplus, en piquant la vessie à l'aide d'une épingle, il ne s'est produit qu'une très faible fuite de gaz.

Il est intéressant de rechercher à quoi correspond ce volume de 58,5.

A cet effet, comparons ce volume avec celui du sable. Il faut déduire, naturellement, des volumes mesurés avant et après l'imbibition, le volume de la membrane gonflée. Ce dernier peut être estimé d'une manière suffisamment exacte par voie de pesée, car la densité de la membrane imprégnée d'eau est très près de l'unité. J'ai donc coupé la vessie sous la ligature et j'en ai retiré le bloc de sable. Le poids de la membrane imprégnée a été de 7,55. Il en résulte que le volume vrai du sable était 229,5-7cc,55, ou 222,15; le volume vrai du sable et de la couche d'air qui l'enveloppait: 288-7,55 280°,65. Or, on sait, d'après les calculs de M. Edm. Van Aubel et du capitaine E. Cuve

lier, que dans un sable idéal, formé de grains sphériques égaux, le volume des vides est indépendant de la grosseur des grains et égal à 26% du volume total. Calculons donc l'espace vide compris dans les 222ce, 15 de sable supposé sec.

Nous trouvons :

222cc,15 × 26

= 57cc,759

100

nombre qui se rapproche d'une manière surprenante des 58,5 trouvés. L'accord est même si grand, étant données les circonstances de l'expérience, qu'on peut regarder le sable comme s'étant totalement imbibe d'eau.

L'exactitude de cette conclusion ressort, d'ailleurs, de l'examen de la masse de sable elle-même. J'ai déjà dit qu'elle était dure et solide au point de résister à l'écrasement sous l'effort de la main. J'ajouterai qu'elle se laissait couper au couteau, en tranches fines, de moins de 1 millimètre d'épaisseur, restant parfaitement debout, comme si elles avaient été de terre plastique; mais ces lamelles ne supportaient pas la flexion; elles étaient cassantes. Jeté dans l'eau, ce sable imbibé s'éboulait en une boue fluide sans laisser se dégager la moindre bulle d'air, point qui prouve la conclusion précédente. Si au lieu de jeter ce sable dans l'eau, on dépose seulement une goutte d'eau sur une des tranches débitées au couteau, surtout sur les bords, on constate un foisonnement et aussitôt la solidité de la masse est détruite; le sable devient boulant. Je crois utile d'insister sur la solidité qu'avait cette masse de sable imbibé, parce qu'on peut y trouver l'explication de quelques phénomènes souvent observés dans la nature, et peut-être aussi une définition du boulant. La masse ne renfermant que l'eau exactement nécessaire pour mouiller les grains et en remplir les intervalles, était au maximum de solidité qu'elle pouvait devoir aux forces capillaires. Sa compacité était l'expression de la somme de toutes les actions capillaires élémentaires en jeu, entre les grains, sous l'influence de l'eau. Avec moins d'eau, il y aurait eu place pour de l'air, ce qui aurait causé une solution de continuité et, par conséquent, compromis la solidité. Avec plus d'eau, au contraire, les grains n'auraient pas été serrés les uns contre les autres; ils auraient glissé comme s'ils avaient été lubrifiés, et la masse aurait eu la consistance d'une boue épaisse.

Il est très remarquable que l'imbibition du sable, dans les conditions précédentes, s'arrête précisément au moment où les forces capillaires produisent le maximum de leur action. C'est qu'alors l'effort d'absorp

tion exercé par le sable sur la membrane animale imprégnée d'eau est, selon toute apparence, en équilibre avec la force qui fait gonfler la membrane d'eau. Celle-ci n'agit, en réalité, aucunement comme une passoire au travers de laquelle pourrait passer un volume quelconque d'eau si on lui en laissait le temps, mais elle agit d'une manière limitée: elle ne cède l'eau qu'elle a absorbée elle-même qu'à des milieux dont le pouvoir absorbant est plus grand que le sien, de manière que quand le passage apparent du liquide est arrêté, c'est qu'il y a équilibre entre les deux pouvoirs absorbants. En un mot, l'emploi d'une membrane imprégnable est, peut-être, le meilleur moyen, sinon le seul, de faire pénétrer dans une masse pulvérulente ou autre, la quantité d'eau correspondant à la mise en jeu des seules forces capillaires, sans s'exposer à introduire un surplus de liquide.

La définition du boulant, qui semble se dégager de tout ceci, serait qu'un sable commencerait à fluer à partir du moment où il contiendrait plus d'eau que ne le permettent les seules forces capillaires; la fluidité de ce sable grandirait alors, naturellement, avec la quantité d'eau, du moins jusqu'à une certaine limite supérieure que nous allons voir se dégager des expériences suivantes.

Il serait intéressant de vérifier si l'argile, ou d'autres substances semblables, accusent aussi un maximum d'imbibition dans les conditions susdites.

Il me sera permis de faire remarquer aussi l'analogie de forme qu'ont ces expériences avec celles qui conduisent à la constatation de la pression osmotique, que la chimie physique a su si bien utiliser. Peutêtre l'analogie va-t-elle plus loin que la forme extérieure et l'explication de la pression osmotique se trouverait-elle plutôt dans une faculté d'imprégnation propre aux solutions que dans l'action cinétique des molécules des corps dissous sur le dissolvant, comme on l'admet généralement aujourd'hui, assez gratuitement, il faut le dire. Mais l'examen de cette question s'écartant de notre sujet, je ne m'y arrêterai pas et passerai à la relation d'autres expériences.

§ 3. Du tassement du sable dans des liquides différents.

Je me suis proposé de contribuer à la vérification de la thèse de M. le professeur Höfer, dont il a déjà été question au début de ce travail et qui a déjà fait l'objet d'un examen de la part de M. Feret (1), ainsi qu'il a été dit aussi.

(1) Procès-verbaux des séances du Boulant, 2 juillet 1901, p. 125.

On se souvient que pour M. Höfer, c'est une erreur de croire que le sable boulant se tasse par le drainage; ce savant base son opinion sur des observations faites en grand, dans des localités où, par suite de travaux industriels, on a pu épuiser plus ou moins complètement l'eau que contenaient des couches de sable boulant jamais on n'aurait observé d'affaissement du sol pouvant être rattaché à un tassement du sable.

En réalité, il n'en saurait être autrement si le sable boulant observé ne peut fuir et surtout s'il est chargé d'autres terrains qui le compriment. En effet, alors, les grains de sable doivent se toucher ou être écartés, tout au plus, les uns des autres de l'épaisseur de la mince couche d'eau qui s'étale à leur surface par capillarité. On estime l'épaisseur de cette couche à 1/20 000 de millimètre. Une colonne idéale formée de 20000 grains de sable rangés en file, grandirait donc seulement de un millimètre si de l'eau s'y insinuait par capillarité; dans la réalité, l'agrandissement serait même moindre parce que la disposition des grains est plus compliquée. Étant données les dimensions les plus communes des grains de sable, on calcule facilement que pour produire un affaissement de 1 millimètre seulement, il faudrait enlever l'eau, voire dessécher complètement une couche de sable d'au moins 5 mètres de puissance. Cet affaissement rentre certainement dans les grandeurs dont les géomètres les plus habiles ne sauraient répondre dans un nivellement.

L'opinion de M. Höfer est donc fondée et naturelle. Quoi qu'il en soit, il est toujours utile au point de vue scientifique de modifier les conditions des observations et de s'assurer s'il ne reste plus rien de nouveau à apprendre.

On peut remarquer, par exemple, que si le foisonnement du sable dans un liquide est dû vraiment à l'insinuation de celui-ci entre les grains, il doit être différent d'un liquide à un autre et se trouver peut-être même en relation plus ou moins simple avec les constantes capillaires ou avec les grandeurs moléculaires.

J'ai donc délayé du sable fin, bluté, dans des liquides de nature différente; il y en avait douze en tout, dont les constantes capillaires et les volumes moléculaires étaient connus. La boue fluide a été abandonnée au repos et le dépôt de sable a été mesuré. Pour arriver à des résultats comparables, chaque liquide a été agité avec un poids égal de sable sec, 45 grammes, dans un tube en verre calibré et gradué. Le tableau que nous reproduisons à la page suivante renseigne sur les progrès du tassement du sable avec le temps.

On peut le voir, le résultat a été contraire à toute attente. Le lendemain du jour où les tubes avaient été chargés, les hauteurs du sable différaient d'un tube à un autre au point d'écarter toute pensée d'intervention des forces capillaires ou des grandeurs moléculaires. Avec le temps, les différences de hauteur ont été s'effaçant, de sorte que, le douzième jour (et même avant pour plusieurs tubes), toutes les hauteurs, hormis une, celle du sable dans le benzène, se sont trouvées au même niveau; la dernière a atteint la même valeur peu de temps après.

Il est donc établi que le sable finit par se tasser d'une manière égale dans des liquides différents; la vitesse de tassement, seule, varie beau coup d'un liquide à un autre.

Quelle peut être la cause de ce phénomène inattendu? C'est ce que les expériences suivantes vont nous montrer.

$ 4. Du tassement du sable sec dans le vide et dans des gaz différents. Bien que, dans les expériences précédentes, la durée du tassement ne fût pas en rapport simple avec la viscosité des liquides, il m'a paru utile, néanmoins, de constater comment le sable se comporte dans les milieux