Les écoulements granulaires sont des processus qui se rencontrent dans la nature, mais également dans de nombreux procédés industriels. En laboratoire ils sont souvent étudiés en utilisant des matériaux modèles comme des billes de verres. Quand des particules de différentes tailles sont misent en mouvement, on observe un phénomène de ségrégation qui amène les particules les plus grandes à la surface de l'écoulement, et les plus petites au fond. On parle de ségrégation par taille ou "Brazil nuts effect". On peut également induire une ségrégation en utilisant des particules de même taille, mais de densités différentes, les particules les plus denses se retrouvant en bas de l'écoulement.

En utilisant des expériences et des simulations numériques (DEM), nous nous avons obtenu des écoulements ségrégés stables : grandes particules à la surface ou particules plus denses au fond de l'écoulement. Mais, en combinant les rapports de taille et de densité nous avons également obtenu des écoulements où la ségrégation granulaire est instable dans l'espace et dans le temps. Par exemple, si l'on part d'une situation initialement ségrégée avec des particules denses en surface et des particules moins denses en bas de l'écoulement, on obtient un pattern de bandes très analogue à une instabilité de Rayleigh-Taylor bidimensionnelle.

En modifiant les rapports de taille et de densité entre particules, la proportion de chaque espèce et l'épaisseur de l'écoulement, nous verrons comment est influencée, ou non, la longueur d'onde et la vitesse de déstabilisation du pattern de ségrégation. Pour cela, nous montreront comment nous avons mesuré la longueur d'onde la plus instable dans un écoulement granulaire qui est, par nature, "bruité".

Nous verrons également comment le système s'organise aux temps longs et sous quelles conditions une recirculation secondaire stationnaire s'établit. Nous montrerons que le moteur de cet écoulement secondaire est la ségrégation granulaire.