Non , il y a plein de choses " qui cassent au bout d'un certain temps " , la plupart d' ailleurs , même après avoir été bien calculées .
Fatigue des métaux , propagation des défauts , des fissures ...Par exemple : https://fr.wikipedia.org/wiki/Fatigue_(matériau)
Salut,
Il est à noter que les contraintes exercées (y compris pour le béton) varient dans le temps (un bloc de béton tout seul, c'est pas très utile). Par exemple le poids et les vibrations dû aux véhicules sur les piliers d'un pont.
De plus il y a un vieillissement normal : oxydation des métaux (barres de béton armé par exemple), altération chimique (due à l'humidité, aux polluants)...
Donc ça finit toujours par se fissurer, se casser. Le processus n'est jamais instantané. Ainsi, les ponts sont régulièrement examinés visuellement et par radiographie afin de détecter la présence de fissures.
Exemple plutôt d'actualité : un pont en mauvais état vient d'être fermé près de chez moi, risque d’affaissement. Résultat : le tour de France ne passera pas dans ma commune (grosse déception des commerçants et de nos élus. Et de mon chien, moi je m'en fout mais lui aurait bien aimé les voir passer).
A noter que les pays les mieux équipés ne sont pas les mieux lotis. Les USA et le Canada sont réputés pour leur manque de contrôle des ponts.... dont au moins un s'effondre par an !!!!!
(faut dire que l'administration des ponts et tunnels est en réalité occupée par les Men In Black
)
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Je n' en sais rien .Envoyé par andretou
Je n' ais pas vu le film .
Toi qui l' as vu , tu devrais savoir .
Je suis d'accord qu'avec le temps tout finit par s'altérer et par céder à un moment ou à un autre...
Aussi, je vous propose 2 expériences de pensée dans les conditions idéales d'un laboratoire :
- test 1 : on reprend l'expérience de compression du bloc de béton et on arrête d'augmenter la pression juste avant qu'il ne cède ; on sait alors que le bloc de béton ne cédera pas quel que soit le temps d'attente malgré la pression constante qui s'exerce sur lui ;
- test 2 : on prend un câble que l'on soumet à une tension croissante, et juste avant d'atteindre la tension critique (à laquelle cèdent des câbles identiques) on arrête d'augmenter la tension ; dans un certain nombre de cas, le câble finit par céder après quelques secondes...
Selon vous les scénarios de ces 2 expériences sont-ils cohérents ?
Si oui, le problème serait alors que dans le cas du câble, la tension continue à produire un travail alors qu'elle reste constante ! Ce serait comme si un crayon un fois posé sur une table continuait à exercer un travail...
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Salut,
Ca tombe bien, j'ai participé à l'université à des tests de compression de béton avec une presse hydraulique
Ainsi qu'à des tractions d'éprouvettes en acier.
Et ça convient bien à la réflexion car ces machines sont capables d'imposer des élongation ou des écrasements donnés à vitesse donnée ou des pressions/tractions constantes (c'est vraiment des machine impressionnantes, d'ailleurs c'est pas moi qui l'actionnait mais un technicien spécialisé car ce n'est pas sans danger)
Pas d'accord. Il va s'altérer (ou pire, par simple agitation thermique et diffusion, augmentation de fissures déjà créées. Ca peut aller très vite. Les fissures mêmes microscopiques se propagent étonnamment facilement dans un matériau "fragile" comme le ver ou le béton) et finir par craquer même à pression constante.
Avec ton câble, ok.
Et contrairement à ce que tu dis, la pression ou la tension constante n'a pas besoin de fournir de travail (certaines altérations peuvent se faire à énergie constante et pour d'autres ça peut être fournit par l'extérieur, comme avec les vibrations). Par contre une fois que ça casse, là où il y a travail fourni (si la pression ou la tension restent constant, selon la loi W = F.d, travail = force * déplacement).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Le mécanisme de rupture d'un brin métallique est bien plus complexe que ça.
C'est le sujet de la résistance des matériaux, dont vous semblez avoir oublié au passage la structure atomique ainsi que la présence de défauts.
Il faut que vous fassiez une petite recherche sur ces sujets. On trouve des cours, par exemple http://mms2.ensmp.fr/mat_paris/defor...eformation.pdf ou http://perso.ensta-paristech.fr/~mbo...551/mec551.pdf sur les mécanismes de déformation et de rupture des matériaux (réels).
Not only is it not right, it's not even wrong!
En fait, que se passe-t-il à l'intérieur du bloc de béton quand on lui applique une pression constante ?
Je suppose que la pression constante qui s'exerce sur le bloc de béton va d'abord provoquer un échauffement interne.
Mais si la pression reste constante et qu'aucune déformation externe du bloc ne se produit, est-ce que la température à l'intérieur du bloc va redescendre ou se maintenir ?
Autrement dit, sous l'effet d'une pression constante et en l'absence de déformation externe, est-ce que le bloc de béton est dans un état d'équilibre interne statique (pas de mouvements moléculaires) ou dynamique (les molécules de béton se repositionnent continuellement) ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Salut,
Non. Tu vas avoir un (faible avec du béton) échauffement au moment où on applique la pression. Mais ensuite cette chaleur se dissipe et tant que la pression reste constante : pas de chaleur.
Donc, oui, c'est en équilibre (heureusement sinon les piliers de ponts finiraient par être de vrai radiateurs
Mais comme dit plus haut, avec ou sans pression, le béton s'altère au cours du temps. Mais évidemment s'il s'altère et qu'une pression existe : ça finit par craquer.
Tu peux même faire l'expérience mais avec du métal. Prend une latte en fer, suffisamment fine pour que tu puisses la plier. Plie là et déplie là rapidement, trois ou quatre fois. Touche la pliure : c'est brûlant. Puis maintient là pliée avec une force appliquée constante (par exemple en posant des bouquins dessus). Dix minutes après, touche la pliure : c'est froid.
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Mais si on remplace le bloc de béton par un cylindre contenant du gaz et qu'on le compresse tel un piston qui s'enfonce jusqu'à - disons - mi-hauteur, est-ce que la température du gaz va se maintenir tant que la pression restera constante ?
A priori je dirais oui, puisque PV = nRT et T = PV/nR ; donc si P, V, n et R sont constants, alors T se maintient...
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Non. L'isolation thermique n'étant jamais parfaite, la température va baisser jusqu'à température ambiante. Et si la pression est constante, tu vas juste avoir une baisse du volume en même temps.
(évidemment, le béton lui ne subit pas une aussi forte dilatation thermique, mais ça n'empêche qu'il ne faut pas le négliger : voir les joints de dilatation. Mais c'est plutôt pour les jours de canicule, pas pour l'augmentation de T avec la pression. Ca ne chauffe quand même pas tant que ça.
EDIT Ah oui, c'est bête à dire, mais avec le béton, pas de PV=nRT, ce n'est pas un gaz parfait).
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Ce que je n'arrive pas bien à comprendre, c'est l'effet de la force de pression sur la matière.
Si on remplace le bloc de béton par un cylindre en cristal (supposé parfait), avec piston, à l'intérieur duquel on a du gaz sous pression, est-ce que le cylindre peut exploser après un certain temps à pression constante ?
- Si oui, cela signifierait qu'une pression constante travaille ?
- Si non, pourquoi une pression constante ne travaille pas alors qu'une tension constante travaille (cas du câble qui finit par céder après un certain temps sous l'effet d'une charge constante) ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Salut,
Oui.
Non. Pas sans changement de volume.
Parce que les matériaux vieillissent pour d'autres causes : l'agitation thermique peut provoquer ou déplacer des défauts dans la structure cristalline. L'humidité peut s'infiltrer et attaquer les matériaux (rouilles, formation d'acide carbonique dans les matériaux contenant du carbonate, etc...). La pollution en particulier attaque beaucoup le béton et encore plus les constructions en calcaire (une plaie en Grèce : certains monuments vieux de plus de deux mille ans ont été fortement altérés en moins d'un siècle !!!!)
Au fur et à mesure le matériau devient moins résistant jusqu'à ce que le seul de rupture devienne inférieure à la pression constante dont on parlait. Et là, crac (et dès que les fissures, ou les déformations plastiques pour un câble, commencent ça va très vite. Ca craque pratiquement d'un coup).
Ca a déjà été dit plusieurs fois plus haut. C'est vraiment très simple. Je ne comprend pas ce qui t'échappe.
Je vais te faire une comparaison.
Comparaison (zut, je voulais faire un tableau mais je ne souviens plus des tags)
Je pose une bille sur une table <=> Je pose un camion sur un pont.
La bille à cause de son poids exerce une pression <=> Le camion à cause de son poids exerce une pression
sur la table <=> sur le béton
Tout est immobile <=> Tout est immobile
Est-ce qu'un travail est fournit ? <=> Est-ce qu'un travail est fournit ?
Non, évidemment, rien de change <=> Non, évidemment, rien de change
(donc pas d'énergie produite) <=> (donc pas d'énergie produite)
J'enlève la table <=> Mère nature abime le béton
Quand il n'y a plus de table sous la bille <=> Quand le béton est devenu fragile
la bille tombe <=> le béton craque
BOUM <=> CRAC
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour,
N'y aurait-il pas une inversion?...
Cordialement
Bien vu
Alors voila l'expérience ultime qui devrait m'éclairer une fois pour toutes sur la question de la pression !
1/ Soit une plaque d'acier de 10cm d'épaisseur et une boule de titane de masse 100 tonnes ; je pose la boule sur la plaque ; au bout de 1 an, je retire la boule et je mesure la déformation de la plaque et de la boule.
2/ je refais la même expérience avec une plaque et une boule neuves (identiques aux précédentes), mais cette fois je retire la boule au bout de 10 ans, et je mesure la déformation de la plaque et de la boule.
Les déformations des plaques et des boules sont-elles identiques au bout de 1 an et au bout de 10 ans ?
ps : on suppose que l'expérience se déroule dans les mêmes conditions en 1/ et en 2/.
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Eh bien justement ! Le premier brin ne cassera pas si la tension reste constante et ne dépasse pas ... le point de rupture
Pour exemple : les ponts à haubans. Il y a toujours une tension constante dans le câble mais elle reste acceptable, le câble ne cassera pas.
Lorsque la tension ne sera plus acceptable (=trop de charges pour le cable) un premier brin cèdera. Mais pourquoi lui et pas un autre ?
Et bien une légère faiblesse à cet endroit par rapport aux autres brins par exemple, un tout petit point de rouille ... (donc une faiblesse par rapport aux autre brins quoi)
La suite :
Le premier brin casse, la même charge doit passer par le même câble mais avec un brin de moins = c'est trop pour lui.
Donc un deuxième brin casse ...
Et les autres suivent ...
Et c'est le drame !
Mais qu'il y ait ou non une faiblesse dans l'un des brins, pourquoi le point de rupture du câble n'est-il pas atteint dès la mise en charge ?Eh bien justement ! Le premier brin ne cassera pas si la tension reste constante et ne dépasse pas ... le point de rupture
Pour exemple : les ponts à haubans. Il y a toujours une tension constante dans le câble mais elle reste acceptable, le câble ne cassera pas.
Lorsque la tension ne sera plus acceptable (=trop de charges pour le cable) un premier brin cèdera. Mais pourquoi lui et pas un autre ?
Et bien une légère faiblesse à cet endroit par rapport aux autres brins par exemple, un tout petit point de rouille ... (donc une faiblesse par rapport aux autre brins quoi)
La suite :
Le premier brin casse, la même charge doit passer par le même câble mais avec un brin de moins = c'est trop pour lui.
Donc un deuxième brin casse ...
Et les autres suivent ...
Et c'est le drame !
Si on prend un câble qui n'est constitué que de 1 seul brin, ce brin cédera-t-il forcément dès la mise en charge, ou peut-il céder après un temps d'attente plus ou moins long ?
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Apartée : Je suis nouveau sur le forum j'espère que j'utilise correctement les balises sinon .. mea culpaAlors voila l'expérience ultime qui devrait m'éclairer une fois pour toutes sur la question de la pression !
1/ Soit une plaque d'acier de 10cm d'épaisseur et une boule de titane de masse 100 tonnes ; je pose la boule sur la plaque ; au bout de 1 an, je retire la boule et je mesure la déformation de la plaque et de la boule.
2/ je refais la même expérience avec une plaque et une boule neuves (identiques aux précédentes), mais cette fois je retire la boule au bout de 10 ans, et je mesure la déformation de la plaque et de la boule.
Les déformations des plaques et des boules sont-elles identiques au bout de 1 an et au bout de 10 ans ?
ps : on suppose que l'expérience se déroule dans les mêmes conditions en 1/ et en 2/.
Si on prend quelques hypothèses simplificatrices :
- On oublie le fluage des matériaux (plutôt pas de fluage pour l'acier mais il y en a pour le béton)
Il n'y aura aucune différence entre 1/ et 2/.
Soit il n'y aura eu aucune déformation permanente car on aura pas atteint une charge suffisante. Dans ce cas en retirant la boule les plaques reviendront à leur état d'origine sans déformation.
Soit il y aura eu une déformation permanente car on aura dépassé la phase élastique et dans ce cas en retirant la boule il y aura des déformations résiduelles permanentes. En revanche ce seront les mêmes pour les deux plaques.
CECI n'est vrai que si on "oublie" le fluage du matériau. On le fait dans la construction métallique, on ne prend pas de fluage (y en a il un d'ailleurs ?)
Pour le béton ce n'est pas vrai, avec le temps et soumis à une charge constante il va se déformer d'une façon permanente. C'est à dire que si on lui retire la charge appliqué il ne reviendra pas en position initiale. Donc pour du béton, la déformée au bout de 10 ans aurait été plus importante qu'au bout d'un 1an.
Si la charge dépasse la capacité du câble, le processus de rupture ce mettra en place dès le dépassement de la capacité du câble. Mais il s'agit d'un processus, la rupture d'un acier n'est pas brutale, il y aura plusieurs phases (notamment la striction). Donc même si tu ne vois pas que le premier brin est séparé du reste, dès le dépassement de la capacité le processus de rupture se met en place.Mais qu'il y ait ou non une faiblesse dans l'un des brins, pourquoi le point de rupture du câble n'est-il pas atteint dès la mise en charge ?
Si on prend un câble qui n'est constitué que de 1 seul brin, ce brin cédera-t-il forcément dès la mise en charge, ou peut-il céder après un temps d'attente plus ou moins long ?
Pour du béton, le processus de rupture est très rapide, la rupture est brutale avec peu de signes annonciateurs facilement décelables, peu de déformation avant la rupture. = C'est un matériau dit "fragile". Avec un acier la rupture n'est pas brutale (sauf cas spécifique voir "arrachement lamellaire"). Elle se fait après de grandes déformations, de la striction etc. C'est un matériau dit "ductile".
En espérant avoir répondu a tes questions
PS : je découvre le forum et je le trouve vraiment chouette !
Intuitivement j'aurais parié le contraire ! Merci pour ta réponse et tes différentes explications éclairantes.
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
Salut,
Je suis incapable de répondre. Ca dépend de la vitesse à laquelle la plaque vieilli au court du temps. Je ne connais pas cette vitesse (tout ce que je peux dire c'est que ce sera plus rapide pour du fer que pour de l'acier lui-même plus rapide que l'aluminium). Pour une plaque de 10 cm d'épaisseur dans des condition de climat tempéré, on peut certainement attendre un siècle
Au fur et à mesure que la plaque vieilli (rouille ou autre) à un moment donné, la plaque va devenir assez fragile pour s'enfoncer sous le poids de la boule. Il se peut que ça ne craque pas totalement d'un seul coup car en se déformant, il y a écrouissage (formation de défauts qui s'entremêlent et durcissent le matériau). Si on mettait une caméra on constaterait que la plaque ne se déforme pas (ou peu, légèrement déformation élastique sans plus) puis à un moment donné (disons 30 ans pour l'exemple, je ne connais pas la vitesse) ca se déforme d'un seul coup quand le poids de la boule dépasse la résistance du matériau vieillissant. Puis ça va encore se produire par exemple au bout de 70 ans, 110 ans, etc... (et donc on verrait une différence finale entre 1 et 2 à condition d'attendre assez longtemps) et puis à un moment donné, disons 300 ans, la plaque va se briser (par rupture assez franche, le métal ayant durcit et la rouille étant fragile), crac, la boule va se retrouver par terre. D'un seul coup.
C'est donc une question de vieillissement progressif et de dépassement de seuil.
C'est très différent quand la force varie au cours du temps, la les forces peuvent travailler via les déformations même élastiques. Les vibrations (par exemple les camions) sont une plaie pour les ponts. Ca peut provoquer des fissures. Un exemple : près de l'université où j'ai été il y avait un parcmètre mal bétonné dans le sol, il oscillait légèrement. Beaucoup d'étudiants poussaient en passant dessus, tous les jours, en espérant qu'il finisse par s'arracher du sol. Surprise !!!! Ce n'est pas le socle qui a lâché. Ces poussées périodiques ont finit par faire lâcher le tube en acier du support, c'est la tête du parcmètre qui est tombée !!!!!
Dernière modification par Deedee81 ; 17/05/2019 à 13h14.
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