Plouf

[invite779a3019]

Bonjour,
Je suis perdu au fond du mexique et j ai une operation speciale a realiser:Je dois mettre des gros tubes a la mer. Je ne peut pas approcher du bord du quai avec ma grue car le quai n a pas la portance necessaire.
Je vais donc installer des poutre en pente pour les faire rouler jusqu'au bord du quai et tomber a la mer.
Mon sujet est le suivant : je voudrais calculer de combien le tube va s'enfoncer dans l'eau. Les hypotheses sont les suivantes :
Tube : Diametre 2.8 m Longueur 36 m poids 105 tonnes Volume 221 m3 (ils flottent bien quand meme )
Hauteur de chute : 4 m
On peut considerer que le tube commence sa chute a vitesse nulle.
Question subsidiaire: quel sera la hauteur de la vague formée par la chute du tube. A mon avis ca devrait faire un joli Plouf.

Je vais envoyer le premier tube la semaine prochaine. Si tout va bien je devrait pouvoir coller une photo ou 2 quand ca sera fait.

Merci a tous de votre cooperation
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[Lévesque]

C'est pour polluer la mer ton truc?

[Coincoin]

Salut,
Dans la première phase, il va tomber en chute libre, et va arriver dans l'eau avec une vitesse de =9 m/s. Ensuite, vu qu'il a une densité de 105/223, il va subir une accélération vers le haut, résultant de la différence entre Archimède et le poids, de a=(1-105/223)g. La distance qu'il va lui falloir pour perdre sa vitesse va donc être : h=v²/(2a). Ca donne 7,5m.
En pratique ça va être beaucoup moins à cause des frottements (dans l'air et surtout dans l'eau). Mais ça devient extrêmement difficile à calculer.

Pour ce qui est de la hauteur de la vague, je n'en ai pas la moindre idée. Y a peut-être moyen d'évaluer ça en disant que déplaces un volume d'eau de l'ordre de la taille du tuyau dans un temps calculable (diamètre du tuyau), mais ça me paraît difficile d'être précis.

[invite779a3019]

Nan Levesque ca pollue pas il est bien propre mon tube. En plus y a des bancs de baleines de cachalots et de dauphins qui passent au large alors on a des normes tres strictes a respecter concernant la protection de la nature.

Sinon la vitesse d'arrivée dans l'eau ca me semble bien, c est ce que j avais trouvé mais la profondeur de descente dans l'eau ca me convient pas du tout ca , ca va toucher le fond et ca va remonter comme un bouchon. 100 tonnes qui remontent avec la poussee d'archimede de 7.5 m de profondeur je vais le retrouver sur le quai mon bout de tube . A mon avis non scientifique y a qqchose qui va pas. Il doit y avoir des coefficients de frottemment importants dont il faut tenir compte dans l eau.

Je continue mes recherches.

Merci a vous

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite779a3019]

En fait je pense qu'il y a surtout des coefficients de forme a prendre en compte; un objet profile penetrera beaucoup profondement dans l eau qu'un objet volumineux.

Je vais faire des recherches dans ce sens

Merci encore

[chaverondier]

Dans la première phase, il va tomber en chute libre, et va arriver dans l'eau avec une vitesse de =9 m/s. Ensuite, vu qu'il a une densité de 105/223, il va subir une accélération vers le haut, résultant de la différence entre Archimède et le poids, de a=(1-105/223)g. La distance qu'il va lui falloir pour perdre sa vitesse va donc être : h=v²/(2a). Ca donne 7,5m. En pratique ça va être beaucoup moins à cause des frottements (dans l'air et surtout dans l'eau). Mais ça devient extrêmement difficile à calculer.

Je n'avais pas osé répondre parce que le problème de choc sur l'eau est un problème dynamique qui nécessite de bien connaître la mécanique des fluides (ce qui n'est pas mon cas). Malgré ce, si l'on néglige la souplesse de l'eau en compression (ce qui tend à exagérer sa réaction dynamique) et qu'on suppose une chute du cylindre de rayon R et longueur L à plat sur l'eau, on va peut-être avoir une réaction hyrodynamique de l'ordre de D= dmv/dt avec v vitesse de chute du tube et m la masse d'un 1/2 cylindre d'eau de longueur L et le diamètre d avec d=2 R sin(alpha) où cos(alpha)=(R-x)/R, où x désigne l'enfoncement du cylindre dans l'eau (soit encore d = 2(R^2-(R-x)^2)^(1/2)) et où R = 1,4 m.

A cette réaction dynamique D= dmv/dt de l'eau il faut rajouter la poussée d'Archimède relative et la réaction hydrodynamique en 1/2 rhô Cx S v^2 (où S = d L) mais elles sont probablement négligeables au début du choc devant D=dmv/dt.

A noter que vdm/dt est infinie au moment du choc du cylindre sur l'eau (car le diamètre d = 2 R sin(alpha) = 2 (R^2-(R-x)^2)^(1/2) croît avec une pente infinie à l'origine, cad en t=0 instant d'impact sur l'eau) si bien que, par intégration, il doit y avoir un changement "assez rapide" de vitesse du cylindre quand il impacte l'eau (si la formule proposée pour la réaction dynamique D n'est pas trop fausse).

Bon, je dis tout ça au pif en m'appuyant sur la notion de masse d'eau ajoutée (notion employée quand on fait l'étude dynamique d'un corps complètement plongé dans l'eau) et en négligeant des coefficients de masse ajoutée (différents de 1) donnés dans des formulaires.

Si ça se trouve c'est totalement faux. Avec un peu de chance, quelqu'un qui connait bien pourra donner des informations permettant de réaliser un premier dégrossissage dynamique fiable du phénomène. BC

[livre]

Je vais donc installer des poutre en pente pour les faire rouler jusqu'au bord du quai et tomber a la mer.

En quelle matière sont tes tubes? Sont-ils vides à l'intérieur?
As-tu des câbles à disposition? Cela pourrais peut-être aider : des tubes en acier résisteront au choc (au contact de l'eau), tandis que ce n'est pas absolument certain si ce sont des tubes en matière fragile (par exemple des tubes de béton vides à l'intérieur).

Tu pars de l'hypothèse que tes tubes font toucher la surface de l'eau dans leur position horizontale ; ce qui n'est pas toujours le cas dans la réalité! Dans ce cas, il se pourrait que tes tubes aillent toucher (heurter) le fond (notamment si la profondeur à cet endroit n'est pas très grande) avant de remonter.

Vu que leur longueur est plus grande que la hauteur de chute, tu peux peut-être les glisser verticalement et ensuite les faire basculer. (Mais: lorsque des vieilles cheminées en briques tombent, elles se brisent très souvent en deux avant de toucher le sol).

[invité576543]

Sinon la vitesse d'arrivée dans l'eau ca me semble bien, c est ce que j avais trouvé mais la profondeur de descente dans l'eau ca me convient pas du tout ca , ca va toucher le fond et ca va remonter comme un bouchon.

Bonjour,

Que ça remonte comme un bouchon ou non n'a rien à voir avec toucher le fond ou non. S'il n'y avait aucune perte par frottement, le tube ressortirait nécessairement de l'eau et remonte dans l'air à la hauteur initiale. Et quand bien même, il n'irait pas vers le quai parce que la pente lui aura donné une vitesse horizontale vers le large.

En pratique les pertes sont obligatoires, d'une part parce que l'eau mise en mouvement ne va pas faire le mouvement exactement inverse (la vague emmène de l'énergie au loin), et d'autre part par frottements de l'eau; ces pertes empêcheront qu'il descende si bas, ou qu'il remonte bien haut, si tant est même qu'il ressorte complètement. Mais comme disent Coincoin et les autres, ce n'est pas facile à calculer.

Cordialement,

[invité576543]

Bon, je dis tout ça au pif en m'appuyant sur la notion de masse d'eau ajoutée (notion employée quand on fait l'étude dynamique d'un corps complètement plongé dans l'eau) et en négligeant des coefficients de masse ajoutée (différents de 1) donnés dans des formulaires.

HORS SUJET: Cette notion de "masse ajoutée" m'interpelle. Dans un fil ancien, un point qui a été longuement discuté évoque irrésistiblement cette notion. Aurais-tu un pointeur présentant cette terminologie précise?

Merci,

[invite779a3019]

Pour repondre aux questions ci dessus, je precise que ces tubes sont en acier de 30mm d'epaisseur et qu'il sont evidemment vides.

Quand je dis ca va remonter comme un bouchon je veux dire qu'un masse pareille enfoncee de 7.5 m avec une poussee d'archimede de plus de 100 tonnes ca risque de faire mal. C'est pour cela que je ne crois pas que ce tube va s'enfoncer d'autant. de plus ce serait une catastrophe pour moi .

Le jeune ingenieur qui est a ma disposition pour faire des calculs a trouve que en prenant compte de la poussee d'archimede et en tenant compte de la force de frottement du a la forme du tube il s'enfonce d'un peu moins que le diametre soit environ 2.5 m. Personnellement j ai assez confiance dans ce type de resultat et j'ai plutot envie d'y croire car de toutes facon je vais le faire comme ca

En ce qui concerne la mise a l'eau, vu que je ne peux pas cheniller sur le quai avec la grue, je mets en place 3 poutres metalliques recouverte de neoprene de 80 shore avec une pente de 2% profilees au bout en arondi pour permettre une chute simultanee du tube des 3 poutres. Ces poutre sont rigoureusement identique (a la precision de la construction metallique soit a qq mm de tolerance). Le tube sera depose sur des blocs betons en amont des poutre sur positionne rigoureusement parallele aux extremites des poutres grace a des sortes de basculeurs qui serviront a la fois de reference et qui pousseront le tube en 2 points paralleles pour l amener sur les poutres en pente.

Voila pour les explications.

Je devrais lancer le premier tube la semaine prochaine si tout va bien alors je tiendrais des photos de la chose. Je pense que ca devrait etre assez impressionnant. La chose que je ne vois pas bien c'est la grosseur de la vague.

Merci encore de votre cooperation.

[seizetheday]

une idée en passant:
Si tu a la possibilité de les retirer une fois dans l'eau pourquoi tu ne degraderais pas la rugosité de tes tubes en y accrochant des chaines ou des treillis de cables entre les poutres
ça augmenterais les frottements par les turbulences a la surface du tube

[mariposa]

Le jeune ingenieur qui est a ma disposition pour faire des calculs a trouve que en prenant compte de la poussee d'archimede et en tenant compte de la force de frottement du a la forme du tube il s'enfonce d'un peu moins que le diametre soit environ 2.5 m. Personnellement j ai assez confiance dans ce type de resultat et j'ai plutot envie d'y croire car de toutes facon je vais le faire comme ca

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Sous réserve que j'ai bien compris ton problème voilà comment effectuer le cacul . Il s'agit donc de déterminer les vagues provoquées par la chute d'un tube à l'horizontal.
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Ce problème se décompose en 2 parties:
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A- Le calcul des modes propres des ondes du système hydrodynamique. Dans un premier temps on peut supposer être en eau profonde. On peut donc considérer qu'il s'agir d'ondes de surface. On peut également supposer ton cylindre infini en longueur ce qui permet de réduire l'écoulement à 2 dimensions.(les solutions sont répertoriées dans les livres deMF.
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B- Le mouvement vertical du cylindre dans le fluide. On supposera le mouvement unidimensionnel. Ceci sera vrai si on est loin du bord. Sinon la réflexion des ondes de surface peut entrainer un mouvement relativement aux bords (pour simplifier on le suppose négligeable à priori).
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C-La difficulté est que les points A et B sont couplés. pour connaitre l'un il faudrait avoir résolu l'autre (et réciproquement). On le résoud par une méthode auto-consistence.
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En effet:

Pour connaître le mouvement du liquide (donc des vagues). Il faut connaitre la source qui excite les modes propres hydrodynamiques.
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Pour connaitre le mouvement du cylindre il faut connaitre les forces qui sont 1- le poids effectif (poids réel-poussée d'Archimède). 2- L'écoulement du liquide autour du cylindre.
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Pour résoudre le problème on peut initier le problème par un mouvement vertical du cylindre déterminé. Ce qui permet de calculer le mouvement du liquide et donc la contre'réaction sur le cylindre. On a ainsi un nouveau champ de forces qui permet de recalculer le mouvement du cylindre. On recommence un nouveau calcul d'écoulement jusqu'a convergence du problème.
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On a ainsi le mouvement vertical du cylindre, il "reste" à projeter le mouvement de l'eau déplacée sur les modes propres hydrodynamiques et l'on obtient le profil dynamiques des ondes de surface. Ouf!
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Il y a d'autres simplications dont je n'ai pas parlé: A savoir l'approximation adiabatique qui suppose que l'écoulement au voisinage du cylindre s'adapte instantanément a la position du cylindre.
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Tout cela ne peut pas se faire rapidement et il y a des risques liées à certaines approximations. Le mieux est d'utiliser les propriétés de similitude. Cela consiste à remplacer ton problème par un cylindre plus petit avec un poids différent et l'eau par un autre liquide. De là on fait la manip et l'on observe ce qui se passe. Le calcul de similitude inverse permet d'extraire la hauteur de vague.

[invite779a3019]

Hop la, on a mis le premier Duc d albe a l eau Vendredi a Midi, la maree etait a son max.
Donc le tube s est enfonce d'un peu plus que son diametre, au vu du film on peut estimer qu'il s'est enfonce de 3.2 metres environ puis est remonte comme un bouchon.
La vague generee par le tube n est pas tres grosse, environ 20cm mais le splash est franchement impressionnant.
J ai un petit film de la mise a l eau mais il fait tout de meme 27Mo, par contre je tiens a disposition de ceux que ca interesse, une serie de 15 photos qui montre bien le deroulement de l operation.

Si un modo du forum est en mesure des le mettre a la suite de ce thread je peux lui envoyer le Zip qui fait dans les 800Ko

[deep_turtle]

Je vais voir ce qu'on peut faire...

[sitalgo]

Ah ben flûte ! Je m'étais dit qu'il resterait au moins qques décimètres en dehors de l'eau avant de remonter, dans l'hypothèse de tubes fermés parce que je ne voyais pas l'intérêt de couler des tuyaux au pied d'un quai.

[seizetheday]

les photos les photos !!!!

[deep_turtle]

Bonjour,

Après discussion avec les responsables du forum, il n'est pas souhaitable de mettre un zip de 800 ko sur le forum. Par contre, ce que font d'habitude les forumeurs confrontés à un problème similaire, c'est de mettre ce fichier sur un site d'hébergement gratuit comme il en existe des trouzaines (c'est megami qui a compté) et de filer le lien !

Pour la modération.

[invite779a3019]

Ok, bon je vais essayer de me debrouiller mais j ai la tete dans le guidon avec mon projet et j ai une connection plutot pourrite alors je vais voir comment faire.

@+

[invite779a3019]

[invite779a3019]

[invite779a3019]

Voila j ai trouve qqchose de simple.

Je rappelle les datas :

Le tube fait 2.80 metres de diametre
Il mesure 36 metres de long
Il pese 85 tonnes

Les poutres sont revetues de neoprene 85 shore de durete, ca soufre pas mal au passage du tube.

Second tube envoye a la mer ce jour.

J'espere que ca vous plait

@+

[Pio2001]

Belle démonstration de physique appliquée ... et ça fait quel bruit ?

[invite779a3019]

Ca fait Plouf

Non, en fait la descente du tube sur les poutres est deja assez bruyante a cause des poutres qui travaillent au passage des fortes charges. De plus il y a tout l accastillage compose de cables et de manilles qui se ballade dans les extremites et qui cogne plus ou moins. Ensuite le tube fait un joli plat dans l eau et ca claque un bon coup, le premiere fois j ai cru que le tube avait touche qqchose en tombant. En plus comme le tube est vide ca fait caisse de resonnance et c est assez impressionnant.

La reussite de la mise a l eau est basee sur le fait que le tube doit etre installe le plus parallele possible par rapport a l'extremite des poutre pour qu il les quitte sur tous les appuis en meme temps. La tolerance que j ai accepte sur la position des poutre de lancement en extrelite est de + ou - 2 cm et la tolérance en niveau est de + ou - 1 cm ce qui est deja pas mal vu les empilages de tolérances que l on a sur ce genre de fabrication en grosse chaudronnerie. On arrive a placer les tubes dans des tolerances similaires sur les blocs betons supports par rapport au debut des poutres. Pour le lancement nous avons fabrique 2 petits basculeurs relies entr eux par un tube de 100mm de diametre avec un rouleau en polyester pour pousser le tube et pour ne pas abimer la peinture. On leve le basculeur avec la grue et ca pousse le tube out doucement sur les 150mm qui le separe des extremite des poutres qui sont en pente de 2%. Il y a une petite marche entre les blocs betons et le debut des poutres pour donner l impulsion de depart du tube. Les poutres sont revetues de neoprene 80 shore pour eviter tout glissement differenciel entre les appuis et pour proteger la peinture. Tout ca a marche exactement comme nous l avions prevu et le tube arrive parfaitement parallele a l extremite des poutres et tombe parfaitement a plat sur l eau, d'ou le claquement du tube qui touche l eau sur toute sa longueur.

[invite779a3019]

Et je voulais remercier tous ceux qui ont bien voulu repondre a mes interrogations du debut de cette etude.

@+

[Pio2001]

Tout de même, faut le faire !... Moi j'aurais imaginé des poutres courbes descendant jursqu'au ras de l'eau, et un système de treuils dévidant des câbles pour laisser rouler le tube vers le bord, puis vers le bas, jusqu'à le déposer en douceur dans l'eau.

La question subsidiaire : qu'est-ce que vous allez faire de ces tubes, maintenant qu'ils sont à l'eau ??

[invite779a3019]

Ce sont des ducs d'albe en Francais c est a dire des points d'ancrage et d'appui pour les bateaux de transport de GNL (Gaz Naturel Liquéfié) qui viendront accoster a un appontement de dechargement (que nous construisons aussi).

Nous allons les remorquer jusqu'a une plateforme auto elevatrice qui est equipée d'une grue de 300 tonnes de capacite de levage et qui va les reprendre, les mettre debouts, forer dedans puis injecter du beton pour les ancrer au fond de la mer. Ensuite on installe des crocs largables sur les duc d'albe de d'amarage et des ammortisseurs sur les ducs d albes d'accostage. C est un peu plus complique mais je ne vais pas entrer dans les details techniques.

Ceci permettra aux bateaux de sapprocher suffisemment de l'appontement pour decharger leur gaz liquide (a -235°) vers des reservoirs a terre. Ce gaz sera ensuite regaseifie et alimentera les foyers et industries de la region.

[seizetheday]

waouh impressionnant
j'essaie de me faire une idée de la taille
en gros ça doit être comme si tu jetais un semi-remorque a la mer !!!

en tout cas félicitations