Afin d’illustrer tous nos propos énoncés et d’ajouter quelques activités expérimentales à notre TPE, nous vous proposons des expériences montrant l’influence d’une construction parasismique en mettant en comparaison, un bâtiment contenant tous les solidifications possibles, à savoir, les renforcement des jointures, une construction sous le premier étage qui prend la forme d’un amortisseur et enfin la présence de contreventements, avec un bâtiment construit de manière classique sans aucune solidification particulière. Nous avons ainsi réalisé successivement deux expériences dans lesquelles il s’agissait de simuler les effets d’un séisme sur des bâtiments et d’ainsi pouvoir étudier la résistance et les mouvements de ces derniers.
5.1. Expérience sur une construction classique
Matériels utilisés pour la construction du bâtiment :
4 planches fines de carton
12 Crayons à papier
patafix
Nous avons construit un bâtiment en suivant une méthode classique de construction sans aucune solidification apparente, c’est à dire avec quatre murs par étage (crayons à papier ici) répartis sur chacunes des extrémités du sol (planches de cartons ici).
Vidéo de l’expérience
Observation et analyse
Tout d’abord, nous pouvons observer que le bâtiment subit des mouvements et des déformations plus importants au niveau du 3ème étage, en effet, le haut du bâtiment se déplace de gauche à droite et oscille de plus en plus au fur à mesure que l’on avance dans l’expérience.
Ensuite, on remarque la rupture d’un des quatre murs porteurs du 2ème étage, cette rupture est causée par l’oscillation qui devient trop importante et qui commence à fragiliser considérablement le bâtiment.
Cette rupture a pour conséquence la déformation totale du bâtiment et provoque ainsi la chute de ce dernier.
Analyse de l’expérience avec un pointage
Afin d’étudier plus précisément le mouvement du bâtiment, nous avons réalisé un pointage permettant d’analyser les mouvements horizontaux que subit le bâtiment pendant la simulation de séisme.
Afin de réaliser ce pointage, nous avons utilisé dans un premier temps l’application video physics qui nous permet de tracer des points en suivant un repère placé au milieu de la construction.
Ensuite, nous avons exporté les résultats obtenus sur l’application graphical, qui permet de tracer des courbes à partir de points. En effet, après avoir exploité les valeurs nous avons pu tracer la courbe suivante.
Conclusion
Le graphique nous permet de confirmer nos observations émises précédemment, en effet, on remarque que le bâtiment oscille de plus en plus dans la continuité de l’expérience, cette oscillation qui s’accentue fragilise ainsi le bâtiment et entraîne la chute de ce dernier.
5.2. Expérience sur une construction parasismique
Matériels utilisés pour la construction du bâtiment
4 planches fines de carton
36 crayons à papier
patafix
marshmallows
Nous avons construit un bâtiment en suivant quelques techniques parasimiques fondamentales. En effet, pour commencer, on remarque la présence de contreventements qui permettent de stabiliser le bâtiment vis à vis des sollicitations horizontales tels que les secousses sismiques. Ce système de contreventement empêche ainsi la déformation du bâtiment et réduit donc considérablement les risques d’écroulement.
De plus, on remarque également la présence d’une construction sous le premier étage, cette construction fait office d’amortisseur et permet d’assurer une meilleur flexibilité et souplesse du bâtiment. Ainsi, cela réduit les risques de rupture soudaine par le fait que le bâtiment soit plus souple, et également, cela permet d’éviter les chocs brutaux et violents par le fait d’amortir toutes sollicitations et toutes forces durant un séisme.
vidéo de l’expérience :
Observation et analyse:
Pendant toute la durée de la simulation du séisme, le bâtiment ne subit aucune déformation et pratiquement aucun mouvement horizontal n’est visible. En effet, la présence du système de contreventement permet de réduire considérablement l’oscillation du bâtiment qui n’est quasiment pas visible ici.
Cette résistance du bâtiment est également dû grâce à la souplesse de ce dernier, en effet, par la présence d’amortisseurs, le bâtiment absorbe les forces émises ce qui a pour conséquence la diminution de l’impact de ces dernières et donc la stabilité et la résistance du bâtiment.
TPE Les bâtiments face aux séismes 