Une tour à étages se raccourcit-elle pour subir une onde sismique longitudinale ?

[soliris]

Bonjour, afin d'introduire le sujet, voici un exemple facile à comprendre..

Prenons une corde tendue attachée d'un côté à un mur, et de l'autre à votre main: pour lui faire subir une seule ondulation de 1 mesure d'amplitude, il faut au préalable raccourcir la distance de "2 pi.mesure" entre votre main et le mur, tout en gardant une certaine tension sur la corde.



Parlons maintenant d'une ondulation sismique longitudinale qui agite une tour à étages: pour "subir" l'onde, se raccourcit-elle pour la laisser entrer ou bien se laisse-t-elle d'abord "tomber" dans le sol pour diminuer momentanément sa hauteur au moment "pile" où elle entre ?

(Comme si c'était le mur qui diminue la longueur spatiale de la tension en se rapprochant de vous, dans l'exemple précédent).
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[ilovir]

Bonjour

La distance entre les points d'attache de la corde ne diminue pas forcément quand elle vibre. Les points d'attache peuvent être fixes, ça n'empêche pas la corde de vibrer.
Si on fait bouger ces points d'attache, modifiant ainsi la tension initiale de la corde, on modifie seulement les paramètres de la vibration.

Pour une tour, il faut plutôt comparer à une console rigide. A priori, elle ne change pas de longueur en vibrant ou en fléchissant.

Mais je ne suis pas un spécialiste de la mécanique vibratoire ; attendons d'autres avis.

[Pio2001]

Bonjour,
Longitudinale par rapport à quelle "longueur" ?
La question me semble avoir un sens si on parle d'une onde de déplcament horizontal, qui se propage verticalement du pied de la tour jusqu'au sommet.

Dans ce cas, et sans connaître la réponse, je dirais que oui, la tour raccourcit, mais que, étant faite de matériaux rigides, elle va avoir tendance à vibrer d'un seul bloc.
Autrement dit, la longueur d'onde sera probablement supérieure à la hauteur de la tour. Dès lors, la formule ne s'applique plus, et la perte de hauteur est beaucoup plus faible que prévu.

[soliris]

Merci à tous les deux.

Longitudinale par rapport à quelle "longueur" ?
La question me semble avoir un sens si on parle d'une onde de déplacement horizontal, qui se propage verticalement du pied de la tour jusqu'au sommet.

Dans ce cas, et sans connaître la réponse, je dirais que oui, la tour raccourcit, mais que, étant faite de matériaux rigides, elle va avoir tendance à vibrer d'un seul bloc.
Autrement dit, la longueur d'onde sera probablement supérieure à la hauteur de la tour..

Donc, puis-je conclure que soit la tour encaisse l'énergie de la vibration à l'intérieur par une sorte de "malléabilité" interne - et donc raccourcit-, soit elle oscille sur ses fondations par un aller-retour de bas en haut de toute sa structure.. (sans quoi elle se détruira, comme le corps d'un judoka se détruit s'il ne peut communiquer l'énergie de sa chute).

Dès lors, la formule ne s'applique plus, et la perte de hauteur est beaucoup plus faible que prévu.

Dans le second cas, y aura-t-il, pour celui qui observe la tour à son emplacement, une réduction même momentanée de sa hauteur dans le référentiel d'observation initial ? - Je sais que cette question semble ne rien avoir à faire avec ce que subit la tour, mais il s'agit tout de même d'un changement de sa localisation, même momentané, par rapport à l'espace environnant..

[A voir en vidéo sur Futura]

[Pio2001]

Les variations sont très faibles et n'obéissent pas au modèle de la corde vibrante.

Si la tour est légèrement élastique, il se peut même qu'elle s'allonge.

[albanxiii]

De toute façon la discussion est biaisée avec soliris, rien que le titre n'a pas de sens. Une tour ne se raccourcit pas, pas plus quelle n'a une quelconque volonté pour subir quoi que ce soit. C'est confondre cause et effet.
Une tour réagit éventuellement à une onde sismique.

[ilovir]

Je vois que j'avais mal compris la question. C'est à cause de l'analogie proposée au début par soliris avec une corde tendue, ce qui n'a rien à voir avec une tour.

En fait le modèle c'est :

soit une console pour la vibration dans le sens perpendiculaire à l'axe ; j'ai déjà répondu, mais il semble que ce n'était pas la question.

soit un ressort placé verticalement, pour une vibration parallèle à l'axe (donc verticale) : "pendule ressort". Dans ce cas, bien évidemment, la longueur du ressort varie : c'est l'amplitude de la vibration.
Donc, c'est le cas pour une tour soumise à une composante verticale de secousse sismique. Elle peut prendre en vertical quelque chose comme +/- 0.15 g (à déterminer précisément en fonction du très filandreux eurocode 8)
Cela entraine des efforts supplémentaires de compression dans les poteaux et de flexion dans les planchers et poutres, qui sont à prendre en compte dans le dimensionnement.
Et bien sûr, les déformations suivent puisque les matériaux sont élastiques : raccourcissement de la tour, léger rallongement, .... et retour à zéro.
Cela tant que l'intensité du séisme reste dans le cadre de la prévision ; au delà, on va vers la rupture.

[soliris]

Je vois que j'avais mal compris la question. C'est à cause de l'analogie proposée au début par soliris avec une corde tendue, ce qui n'a rien à voir avec une tour.

En fait le modèle c'est :

soit une console pour la vibration dans le sens perpendiculaire à l'axe ; j'ai déjà répondu, mais il semble que ce n'était pas la question.

soit un ressort placé verticalement, pour une vibration parallèle à l'axe (donc verticale) : "pendule ressort". Dans ce cas, bien évidemment, la longueur du ressort varie : c'est l'amplitude de la vibration.
Donc, c'est le cas pour une tour soumise à une composante verticale de secousse sismique. Elle peut prendre en vertical quelque chose comme +/- 0.15 g (à déterminer précisément en fonction du très filandreux eurocode 8)
Cela entraîne des efforts supplémentaires de compression dans les poteaux et de flexion dans les planchers et poutres, qui sont à prendre en compte dans le dimensionnement.

Il semble que nous ayons à faire, avec ilovir, à un professionnel de la structure des bâtiments. Pour lui donc, au moins une tour à étages raccourcit.. et se rallonge, comme il est dit juste après. Merci à Ilovir et Pio2001.

Et bien sûr, les déformations suivent puisque les matériaux sont élastiques : raccourcissement de la tour, léger rallongement, .... et retour à zéro.

Mon modèle parle d'autre chose.. Dans mon souvenir d'expérience (il y a 50 ans) d'une corde attachée à un mur, celle-ci raccourcissait tant que la vibration longitudinale, engagée par la main, avait lieu. Il fallait même retendre la corde pour faire cesser la vibration. Le retour à la "normale" de la corde tendue sans vibrations n'était d'ailleurs pas si évident à recouvrer.
J'ignore pourquoi le modèle du ressort n'est pas d'actualité ici, et je vais méditer sur ce très intéressant problème.

Cela tant que l'intensité du séisme reste dans le cadre de la prévision ; au delà, on va vers la rupture.

Pour albanxiii: la question n'est pas de savoir si la construction "se prête au jeu" volontairement ou pas. Mais il s'agit d'une "préparation réussie", par les ingénieurs, si l'on voit "après coup" qu'elle a vibré pendant le séisme de manière à laisser entrer l'onde pour s'en préserver, ou d'une "préparation ratée" si la construction a trop résisté pour se laisser détruire de l'intérieur.

Au-delà de cette discussion, il y a autre chose en jeu: l'utilisation de dampers d'un modèle nouveau (amortisseurs), tournés vers l'intérieur comme le modèle unique de la tour 101 de Tai-Pei (tuned mass damper ou TMD), qui se situe au plus haut du bâtiment, ou connectés entre eux en exemplaires multiples, pourquoi pas tournés vers l'extérieur.. La question peut s'appliquer aussi à tous les crafts de l'Univers.
Mais j'arrête ici cette prospective..

Merci à tous pour votre participation

[soliris]

The hatch between the craft and the Space Station will be opened about 90 minutes later.

[Deedee81]

Bonjour,


En français s'il te plaît. Tout le monde ne maîtrise pas la langue de Shakespeare. Donc :

"La porte entre l’engin et la station spatiale sera ouverte environ 90 minutes plus tard."

Et peux-tu préciser le sens de cette remarque pour le sujet (ça me semble bizarrement hors sujet).
Et si c'est juste "un bon mot", pourquoi pas (même si je ne l'ai pas compris), mais dans ce cas un petit smiley n'est jamais de trop. Le ton ne transparait pas dans les messages.

Merci d'avance.

[soliris]

En français s'il te plaît. Tout le monde ne maîtrise pas la langue de Shakespeare. Donc :

"La porte entre l’engin et la station spatiale sera ouverte environ 90 minutes plus tard."

Et peux-tu préciser le sens de cette remarque pour le sujet (ça me semble bizarrement hors sujet).
Et si c'est juste "un bon mot", pourquoi pas (même si je ne l'ai pas compris), mais dans ce cas un petit smiley n'est jamais de trop. Le ton ne transparaît pas dans les messages.

Oups ! Mille excuses, Deedee81.. J'aurais dû mettre effectivement un smiley , car il s'agissait plutôt de situer le mot "craft" sans vouloir en dire plus à ce moment-là et juste pour voir si la phrase avait une chance d'attirer quelqu'un.
En fait il y a quelques raisons à parler de vaisseau (spatial)..

Le modèle de la corde qui rétrécit en étant complètement sous l'effet d'une onde sur tout son parcours est le premier qui explique certains engins volants ayant été vu comme "rétrécissant", puis disparaissant (terrain glissant, non ? ). Tout le modèle de la téléportation (celle de la science-fiction, pour l'instant..) insiste sur le "traitement" que subirait un vaisseau dans son espace à l'intérieur de lui-même pour se retrouver dans l'espace extérieur à un autre endroit .

En essayant d'être plus réaliste, pour quitter le référentiel "aquarium" (celui dans lequel nous évoluons en rencontrant toujours une résistance, ou de l'entropie, etc) il faut changer localement -en confinement- la nature de sa résonance acoustique interne (acoustique: les phonons se rapprochent le plus de la nature de l'énergie du vide) ou même sismique (c'est juste une question de longueur d'onde) des parties d'un vaisseau, pour le faire évoluer dans un mode différent.



Petit à petit se dessine cette capacité de faire résonner sur lui-même un système clos comme un vaisseau spatial; le seul vrai problème que j'ai encore est l'ajustement de la "mire", c'est-à-dire la perspective sur les coordonnées de l'endroit où il faut aller.
J'ai parlé de référentiel, plus haut, mais cela ne semble intéresser personne.

Merci à tous

[soliris]

En parlant de référentiel, la question qui se pose est "est-on toujours réellement "là", ou pas" ?

[Deedee81]

En essayant d'être plus réaliste

Bon, on va arrêter là le délire :
- références à la science fiction
- allignement de mots qui donnent des phrases absurdes (il est clair que tu ne connais pas le sens de certains mots comme référentiel)
- hors sujet profond

La question initiale ayant été traitée, on arrête la récréation. On n'est pas en maternelle ici.

Merci,