Répondre à la discussion
Affichage des résultats 1 à 10 sur 10

Fissure dans une bille en verre



  1. #1
    thiboo

    Fissure dans une bille en verre

    Bonjour,

    je voudrais réaliser l'expérience suivante :
    je place des billes en verre dans un four et je les chauffe de 5°C en 5°C. Je les plonge ensuite dans un cristallisoir d'eau dont la température reste fixe à 20°C.
    Je cherche ainsi à déterminer expérimentalement le DeltaT (°C) critique qui provoque la fissuration... ça reste expérimental
    Ma question est donc de savoir comment prévoir le résultat par des calculs ?

    D'après mes premières recherches, il faudrait déterminer le champ de température dans la bille et aussi le champ de contrainte qui provoque la déformation et le fissure.
    Cependant, je comprend certes le processus : il y a une modification du champ de température qui entraine une modification des contraintes d'où la fissure mais c'est justement le lien, le passage de l'un à l'autre que je ne saisis pas.


    Je vous remercie par avance des réponses et commentaires que vous pourrez apporter

    -----


  2. Publicité
  3. #2
    skeptikos

    Re : Fissure dans une bille en verre

    Citation Envoyé par thiboo Voir le message
    Bonjour,
    Ma question est donc de savoir comment prévoir le résultat par des calculs ?
    Essayons d'abord de prévoir le résultats expérimentaux en analysant ce qui se passe.
    Les billes à la température élevée se sont dilatées. Plongées brusquement dans l'eau à 20°c elles se contractent, mais uniquement à la périphérie, comme le cœur reste dilaté cette périphérie subit une élongation qui mène à la rupture. Il parait logique de penser que la profondeur de la rupture sera proportionnelle à la différence de température et qu'il sera très difficile à apprécier à l'œil nu à quelle température le phénomène de la rupture commence.
    Si je devais aborder ce problème par le calcul, je partirais du coefficient de dilatation du verre et de son allongement à la rupture .
    Il devrait y avoir rupture sur une hauteur périphérique infinitésimale quand la longueur linéaire dilatée deviendra plus grande que l'allongement à la rupture. Mais le résultat expérimental sera nécessairement différent puisque nous considérons le changement de température en périphérie comme instantané, l'allongement à la rupture est variable suivant la "vitesse" d'application de la contrainte, ect...
    Bon courage et bonsoir.

  4. #3
    LPFR

    Re : Fissure dans une bille en verre

    Bonjour.
    Je pense que même si on fait le calcul théorique avec une valeur de contrainte de rupture plus ou moins valide, on pourra difficilement se fier à ce calcul.
    Le verre se fracture plus facilement en présence d'eau (fragilisation par l'eau). Mais il pressente aussi des comportements surprenants comme celui des "larmes bataviques" ("batavian tear") qui sont des goûtes de verre fondu qu'on laisse tomber dans de l'eau et qui se solidifient. Elles sont extrêmement résistantes, sauf que si on casse la queue de la goûte ou on la trempe dans de l'acide fluorhydrique elle explose violemment.
    Alors, je ne sais pas si pour le calcul théorique le jeu vaut la chandelle.
    Au revoir.

  5. #4
    skeptikos

    Re : Fissure dans une bille en verre

    Je suis tout à fait d'accord avec LPFR, j'ai connu les verres (à boire) "Duralex" qui subissaient ce type de trempe, et qui, si vous les laissiez tomber par terre, rebondissaient une première fois sans dégât mais qui au second rebond éclataient en multiples morceaux comme le verre trempé des anciens pare-brise. Il est probable qu'il y aura donc dans cette expérience une phase transitoire de ce type et il est possible que la température nécessaire pour avoir la rupture directe soit telle que les billes se colleront entre elles.
    @+

  6. #5
    thiboo

    Re : Fissure dans une bille en verre

    Bonjour

    merci à vous trois pour vos réponses.

    J'ai réalisé l'expérience hier, c'est plutôt concluant dans le sens où j'arrive à mettre en évidence le phénomène. L'objectif de cette première expérience est donc rempli; mais j'en ferais une autre avec un four plus précis pour essayer de trouver la température limite.

    Pour la partie théorique, je pense effectivement travailler sur le coefficient de dilatation du verre et je pense aussi qu'il faut que je me penche sur une équation de la chaleur et la loi de Fourier

    Cela dit ... deux semaines de vacances donc je m'y remet à mon retour

    Merci de nouveau pour votre aide

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    thiboo

    Re : Fissure dans une bille en verre

    Je viens de découvrir la fonction pièce jointe

    Voilà les photos des billes
    La première n'a aucune modif, la seconde s'est brisée (sans doute à cause du choc thermique couplé à un défaut initialement présent dans la bille) Sur les 3 dernières photos, on voit clairement (même si le rendu des photos est moyen) les fissures.
    Comme je l'ai dit, cette expérience n'était pas très précise, je ne peux donc pas donner d'indication de température.
    Images attachées Images attachées

  9. Publicité
  10. #7
    LPFR

    Re : Fissure dans une bille en verre

    Bonjour.
    Apparemment la validation a eut des effets secondaires: les pièces sont validées mais elles ne sont plus là.
    Au revoir.

  11. #8
    Jaunin

    Re : Fissure dans une bille en verre

    Bonjour, Thiboo,
    Ci-joint quelque lien qui j'espère pourront vous aider dans vos testes, si vous ne les avez pas déjà vus.
    Bonjour, LPFR,
    Je viens de cliquer sur les pièces jointes, pour moi ça marche.
    Cordialement.
    Jaunin__
    http://www.jcge2008.ec-lyon.fr/web_J...PIETRANICO.pdf
    http://www.si.ens-cachan.fr/accueil_...ssource&id=108
    http://books.google.ch/books?id=LOyU...age&q=&f=false

  12. #9
    LPFR

    Re : Fissure dans une bille en verre

    Citation Envoyé par Jaunin Voir le message
    Je viens de cliquer sur les pièces jointes, pour moi ça marche.
    Cordialement.
    Jaunin__
    Bonjour Jaunin.
    J'ai regardé à nouveau en utilisant cette fois Internet Explorer et effectivement, on voit les pièces jointes, alors que sous Mozilla Firefox, elles n'y sont pas. C'est peut-être une des options ou un anti-spyware qui sévit. Je n'ai pas cet effet sur d'autres pièces jointes.
    Cordialement,

  13. #10
    Jaunin

    Re : Fissure dans une bille en verre

    Bonjour, Thiboo,
    Je ne sais pas si vous avez déjà vu ce document.
    Cordialement.
    Jaunin__
    http://mms2.ensmp.fr/mms_paris/minip...herm/bille.pdf

Sur le même thème :

Discussions similaires

  1. Réponses: 36
    Dernier message: 28/06/2014, 14h31
  2. ph dans une fissure métallique
    Par Xcom dans le forum Chimie
    Réponses: 0
    Dernier message: 10/06/2007, 09h45
  3. Une reaction dans un verre d'eau
    Par piloul dans le forum Chimie
    Réponses: 3
    Dernier message: 04/01/2007, 10h45
  4. le gel dans une bouteille en verre
    Par fred01 dans le forum Physique
    Réponses: 1
    Dernier message: 03/03/2005, 22h30
  5. détection de fissure ds le verre
    Par ced dans le forum Électronique
    Réponses: 4
    Dernier message: 30/03/2003, 12h13