Bonjour, cliquez-ici pour vous inscrire et participer au forum.
  • Login:



+ Répondre à la discussion
Page 1 sur 2 1 DernièreDernière
Affichage des résultats 1 à 15 sur 28

Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

  1. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    bonjour ;

    ayant eu un problème pratique à résoudre ( lestage par du béton d'une cuve enterrée en présence d'une nappe phréatique ) j'ai dû me documenter un minimum et si je comprends bien , enfin je l'espère , l'utilisation de Archimède dans le calcul par contre dans le cas des sables mouvants ( j'en suis venu là par curiosité ) les explications de la poussée subie que j'ai pu lire me semblent bizarres . J'aimerais bien un avis sur mes raisonnements ( j'espère qu'ils ne sont pas trop en dehors des clous ) .

    1) terre saturée d'eau et cuve enterrée : les particules de terre en phase solide n'échangent aucune quantité de mouvement avec la cuve et donc ne contribuent en rien à une éventuelle poussée verticale par contre les molécules d'eau qui s'agitent sont responsables de la fameuse résultante dite poussée d'Archimède

    2) sables mouvants : laissons de côté les types n°1 qualifiés de "secs" observés dans le désert où Archimède ne sévit pas et prenons le cas n°2 des deux autres types (2 et 3) en milieu aqueux ( eau salée et eau salée ou douce en courants ascendants ) .
    Comment justifier que tous les raisonnements que j'ai pu consulter font intervenir une poussée verticale calculée avec à la base une densité de 2 ( environ ) et non pas de 1 ( celle de l'eau uniquement ) comme dans le cas du mélange "terre,eau" ? Cela suppose donc que le milieu ( sable + argile +eau ) se comporte exactement comme un liquide de densité 2 et que donc les particules solides participent à un échange de quantité de mouvement dont la résultante verticale vers le haut s'ajoute à la vraie poussée d'Archimède due à l'eau , résultante que les " calculateurs " qualifient de poussée d'Archimède . Que se passe-t-il donc dans ce type de sable qui puisse justifier cette action verticale ? Quid des particules d'argile , "poussent"-elles elles aussi vers le haut ?

    -----

    Dernière modification par mazda2 ; 23/12/2017 à 15h33.
     


    • Publicité



  2. Dynamix

    Date d'inscription
    août 2014
    Messages
    10 367

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Citation Envoyé par mazda2 Voir le message
    les particules de terre en phase solide n'échangent aucune quantité de mouvement avec la cuve et donc ne contribuent en rien à une éventuelle poussée verticale par contre les molécules d'eau qui s'agitent sont responsables de la fameuse résultante dite poussée d'Archimède
    Que vient faire la quantité de mouvement dans la poussée d' Archimède ?
    La poussée d' Archimède est due uniquement au gradient de pression statique .
     

  3. Resartus

    Date d'inscription
    octobre 2007
    Messages
    3 153

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Bonjour,
    Votre point 1 est faux.... particules solides ou liquides ou mélange des deux exerceront toujours une poussée d'archimède sur le corps qui y est plongé, et proportionnelle en effet à la densité du milieu composite.

    La seule différence est qu'on risque d'observer un phénomène d'arcboutement des particules solides. Cette tendance à l'arcboutement peut être modélisée de diverses manières selon les questions qu'on veut résoudre (stockage de grains dans les silos, fluides non newtoniens, etc.) mais cela reste assez empirique.

    Si on plonge le corps en partant du haut, cet arcboutement fera que la poussée exercée vers le haut par le fond de l'objet, et partiellement aussi par ses cotés (résistance du milieu au cisaillement) sera alors supérieure à celle attendue pour un liquide
    Et l'inverse peut se produire quand on essayera de soulever le corps immergé
    Dernière modification par Resartus ; 23/12/2017 à 16h09.
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast
     

  4. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Citation Envoyé par Dynamix Voir le message
    Que vient faire la quantité de mouvement dans la poussée d' Archimède ?
    La poussée d' Archimède est due uniquement au gradient de pression statique .
    hum ! cf par exemple Perez mécanique p 393 " pression dans un fluide au repos "
     

  5. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Citation Envoyé par Resartus Voir le message
    Bonjour,
    Votre point 1 est faux.... particules solides ou liquides ou mélange des deux exerceront toujours une poussée d'archimède sur le corps qui y est plongé, et proportionnelle en effet à la densité du milieu composite.
    peut-être mais alors comment expliquer la densité de 1 utilisée dans les calculs dans le cas d'une cuve enterrée ? La densité du mélange ( terre + eau ) n'est pas égale à 1 car densité de la terre , variable certes , mais de 1,8 si sèche et 2,1 environ si humide .
     


    • Publicité



  6. Resartus

    Date d'inscription
    octobre 2007
    Messages
    3 153

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Bonjour,
    Tout dépend de la question posée : si le mélange eau/terre reste fluide, la poussée d'Archimède sera toujours celle liée à la densité totale.
    Mais dans le cas où, une fois l'objet installé, il y a par exemple une infiltration d'eau qui repousse l'objet, et que la terre soit supposée rester collée au fond du trou, il n'y aurait alors que de l'eau au contact de l'objet et la terre n'interviendrait plus dans le calcul de la force verticale...

    Citation Envoyé par mazda2 Voir le message
    peut-être mais alors comment expliquer la densité de 1 utilisée dans les calculs dans le cas d'une cuve enterrée ? La densité du mélange ( terre + eau ) n'est pas égale à 1 car densité de la terre , variable certes , mais de 1,8 si sèche et 2,1 environ si humide .
    Dernière modification par obi76 ; 11/01/2018 à 12h28. Motif: quote
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast
     

  7. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Citation Envoyé par Resartus Voir le message
    Bonjour,
    Tout dépend de la question posée : si le mélange eau/terre reste fluide, la poussée d'Archimède sera toujours celle liée à la densité totale.
    Mais dans le cas où, une fois l'objet installé, il y a par exemple une infiltration d'eau qui repousse l'objet, et que la terre soit supposée rester collée au fond du trou, il n'y aurait alors que de l'eau au contact de l'objet et la terre n'interviendrait plus dans le calcul de la force verticale...
    on peut toujours imaginer qu'une mince pellicule d'eau entoure la cuve ( laissons le béton de côté ça ne ferait qu'éloigner le pb sans le dissiper ) et alors la cuve étant seulement en contact avec l'eau Archimède prend d = 1 pour calculer sa poussée . C'est ce qe j'ai d'abord pensé mais étant incapable de justifier cette mince pellicule j'ai cherché ailleurs et en revenant à l'origine de la pression statique dans un fluide visqueux ou pas j'ai cru avoir trouvé une explication dans le cas ( eau + terre ) . Mais bon ... attendons d'autres réactions éventuelles .
     

  8. trebor

    Date d'inscription
    février 2005
    Localisation
    En Wallonie ( Hainaut Belgique )
    Âge
    64
    Messages
    11 508

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Bonjour à tous,

    Lorsque la densité massique d'un corps est plus faible que celle du liquide dans lequel il est plongé = ça flotte, si c'est plus lourd ça coule.

    Le problème d'une cuve enterrée est lorsque la terre est remise autour elle n'est pas tassée suffisamment, l'eau peu ainsi s'infiltrer dans les creux et diluer la terre qui s'y trouve non tassée.
    La cuve se trouve dans de l'eau ou plutôt de la boue plus ou moins épaisse et fluide.

    Si la densité de cette boue (~2 kg/dm³ "sable saturé d'eau") et supérieur à la densité volumique ou massique de la cuve (suivant son poids et son volume extérieur), la cuve sortira plus ou moins hors de terre.
    Exemple :
    Une cuve cylindrique (citerne) aux dimensions extérieures de 2,75 mètres de diamètres et de 1,7 mètres en hauteur.
    Volume : 1,375²*3,14(pi)*1,7 = 10m³
    Poids de la cuve 1000 kg.
    Densité de la cuve : 1000/10 = 100 kg/m³ soit 100 grammes le dm³, la cuve va flotter dans la boue et pas qu'un peu.
    Pour ne pas flotter la densité massique de la cuve doit être supérieur à 2 kg/dm³.

    Mettre de l'eau à l'intérieur, mais en quelle quantité afin que la citerne ne sorte de terre ?

    Voyons l'avis des matheux ?
    il vaut mieux supprimer la cause que ses effets
     

  9. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    question calcul je vais prendre mon cas ( résultat validé par deux professionnels = l'installateur et le vendeur de la cuve )

    * poids cuve = 80kg
    * volume ext = 550l environ
    * poussée de ( terre + nappe ) = 550kg avec d = 1 = poussée du liquide uniquement
    * poids de béton à prévoir = 550 - 80 = 470 kg
    * densité du béton maigre utilisé = 2 dans l'air soit 1 environ en milieu aqueux ( ou zéro selon les théories ci-dessus il me semble )
    * volume à prévoir = 470/1 = 470 l

    l'installateur en a coulé 700 l car il m'a expliqué que les quantités chez le fournisseur étaient "quantifiées" ( il n'a pas dit ça comme ça bien sûr mais bon ..)

    ** si poussée = densité du milieu ( 2.1 ) x volume déplacé alors densité apparente du béton < 0 et volume à utiliser = ??????

    correct ou pas ?

    PS : ma cuve a subi 4 remontées de nappe et ne bouge pas d'un pouce
    Dernière modification par mazda2 ; 23/12/2017 à 18h29.
     

  10. FC05

    Date d'inscription
    janvier 2005
    Messages
    3 728

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Il a coulé 700 L dans une cuve de volume extérieur 550 L ?
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick
     

  11. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Citation Envoyé par Resartus Voir le message
    Bonjour,
    Votre point 1 est faux.... particules solides ou liquides ou mélange des deux exerceront toujours une poussée d'archimède sur le corps qui y est plongé, et proportionnelle en effet à la densité du milieu composite.
    je n'ai pas abandonné ce sujet et en considérant le milieu comme une suspension lors de la phase d'enfoncement ( l'eau se faufile entre les grains de sable et les disperse il me semble ) j'ai trouvé une étude sur " On buoyancy in dispersion " à https://www.sciencedirect.com/scienc...0925090500850X

    il ne s'agit malheureusement que d'un court abstract mais comportant , à mon avis, une information intéressante sur la densité effective à considérer pour le calcul de la poussée : selon la nature de la suspension et selon le corps qu'on y plonge ( critères = ? ) cette densité effective varie et est donnée par (1-f)*(rho)f + f*(rho)m avec (rho)f = fluide = eau et (rho)m = mixture ( eau + particules solides ) où "f" varie entre 0 et 1 ( si j'ai bien compris ) .

    en revenant à un sol saturé d'eau qui peut servir d'exemple pour cette formule :
    * une nappe phréatique ne met pas la terre (normalement) en suspension dans l'eau et densité effective = densité de l'eau ( utilisé pour une citerne enterrée )
    * dans le cas d'une boue la terre est en suspension dans l'eau et alors densité effective = densité de l'ensemble ( eau + particules solides ) densité de la boue ( ex : boue de forage ) .

    peut-être qu'un chimiste pourrait commenter ? Ce sujet serait-il mieux dans la section chimie ?
    Dernière modification par mazda2 ; 11/01/2018 à 11h51.
     

  12. obi76

    Date d'inscription
    mai 2007
    Localisation
    Paris
    Âge
    32
    Messages
    15 348

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Bonjour,

    Citation Envoyé par mazda2 Voir le message
    cette densité effective varie et est donnée par (1-f)*(rho)f + f*(rho)m avec (rho)f = fluide = eau et (rho)m = mixture ( eau + particules solides ) où "f" varie entre 0 et 1 ( si j'ai bien compris ) .
    Oui, en gros ça revient à dire que la densité à considérer se situe entre celle de l'eau et celle du mélange... Rien de nouveau sous le soleil...

    Citation Envoyé par mazda2 Voir le message
    peut-être qu'un chimiste pourrait commenter ? Ce sujet serait-il mieux dans la section chimie ?
    Là on est en plein dans la physique, il n'y a pas de chimie dans ce problème
    Dernière modification par obi76 ; 11/01/2018 à 12h31.
    Des gens qui savent le faire, il y en a plein, des gens qui savent ce qu'ils font, nettement moins.
     

  13. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    Bonjour,

    Oui, en gros ça revient à dire que la densité à considérer se situe entre celle de l'eau et celle du mélange... Rien de nouveau sous le soleil...
    bonjour ;

    bien d'accord que ça ne mérite pas un Nobel mais la question est pourquoi la densité effective varie et selon quels critères ? Le livre doit l'expliquer mas bon .. en médiathèque peut-être .
     

  14. ecolami

    Date d'inscription
    juillet 2006
    Localisation
    Seine & Marne
    Âge
    65
    Messages
    2 119

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Bonjour,
    Quand on mesure avec un densimètre la densité d'une SUSPENSION le résultat équivaut a la densite globale, comme si tout était liquide. C'est assez contre intuitif mais c'est ainsi. Tant que la suspension est stable elle se comporte comme un liquide par rapport a la poussée d'Archimède.
    Si la suspension dépose on mesure alors une densite globale correspondant a ce qui entoure le densimètre, la précision est necessaire parce que sinon avec une partie liquide et l'autre qui ne l'est plus autour du densimètre on a n'importe quoi comme mesure.
    Dans mon travail de tri et caractérisation de déchets chimique je mesurais toujours les densités et j'ai observé ce comportement dont je n'ai pas l'explication.
    En effet cette constatation s'oppose a ce qu'une personnes soit engloutie par les sables mouvants. la densité d'un corps est voisine de 1 (selon que les poumons soient remplis ou non (pour simplifier).
    Dernière modification par ecolami ; 11/01/2018 à 13h13.
     

  15. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    donc si je comprends bien , dans une suspension stable , si je plonge un densimètre que j'ai au préalable entouré d'un filtre dont les pores arrêtent les particules solides mais laissent passer le liquide je mesurerai la densité du liquide uniquement et avec un autre densimètre placé juste à côté mais sans filtre je mesurerai une autre densité = ( liquide + solide en suspension ) .
    Dernière modification par mazda2 ; 11/01/2018 à 14h06.
     


    • Publicité







Sur le même thème :


    301 Moved Permanently

    301 Moved Permanently


    nginx/1.2.1



 

Discussions similaires

  1. TPE Sables-mouvants
    Par Qwo dans le forum TPE / TIPE et autres travaux
    Réponses: 3
    Dernier message: 03/03/2016, 19h01
  2. TPE Sables mouvants
    Par Marianne75 dans le forum TPE / TIPE et autres travaux
    Réponses: 2
    Dernier message: 12/01/2011, 11h09
  3. TIPE sur les sables mouvants
    Par mout-BCPST2 dans le forum TPE / TIPE et autres travaux
    Réponses: 0
    Dernier message: 14/01/2008, 14h14
  4. TPE sables mouvants : echantillon ?
    Par kekeke4 dans le forum TPE / TIPE et autres travaux
    Réponses: 5
    Dernier message: 11/11/2007, 22h07
  5. Sables mouvants
    Par piggybuta dans le forum TPE / TIPE et autres travaux
    Réponses: 3
    Dernier message: 22/11/2006, 15h38