TIPE

1

2

Rapport avec le thème :

Milieux : interactions, interfaces, homogénéité, ruptures

Par étude temporelle, recherche du meilleur coefficient d’amortissement permettant de limiter les variations d’amplitude d'une structure.

Objectif de l'étude :

I. Présentation du support expérimental

II. Modélisation du comportement dynamique

III. Expérimentation

Sommaire

3

• Table d’excitation à fréquence variable
• Possession capteurs et éléments structurels
• Support facile à adapter

1/  Simulation d'un séisme

Fréquence max : 5,8 Hz

Fréquence min : 1,7 Hz

4

I. Présentation du support expérimental

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

PONT GUSTAVE FLAUBERT

• Modélisation du bâtiment : plaques en bois (x2) et plaques en acier (x2)
• Fixation des amortisseurs

2/ Modélisation d'un bâtiment parasismique

Protocole

• Mise en place du bâtiment sur le pont Gustave Flaubert

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

5

Amortisseurs réglables

Possibilité de changer l'huile de l'amortisseur

1 1cP = 1 mPa.s

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

6

3/ Acquisition des informations

Accéléromètre étage

Accéléromètre tablier

Carte arduino

Acquérir

Traiter

Communiquer

Chaîne d'information

Acquisition des informations

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

7

Mesure des accélérations sur une plage de +3g

Mesure des accélérations de pesanteur

Mesure l'accélération dynamique résultant des vibrations

• Accéléromètre (x2)

• Programme python

-

x

y

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

8

II/ Modélisation du comportement dynamique

kθ

O

x

θ

-λv

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

9

1/ Détermination du coefficient de rigidité k de l'acier

        Protocole :

 Application d'une force au niveau du 2ème étage

           Calcul de l'angle de déformation

θ

F=

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

10

kθ

2

 = (204 ±11)N/rad

F(N)

θ(rad)

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

11

k

2

2/ Détermination du coefficient de viscosité  λ  de l'amortisseur

Experience

amortisseur

masse

Logiciel de pointage Tracker

F= -λx

        Protocole :

 Application d'une force sur l'amortisseur

 Calcul de la vitesse de translation

x

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

12

400 cP

λ  = 216 N.m  .s

0.0083

200g

300g

400g

500g

0.0119

0.0165

0.0218

v(m/s)

F(N)

1.962

2.943

3.924

4.905

masse (g)

Même expérience pour chaque huile :

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

13

-1

-1

3/ Dynamique

-kθ

 -λx 

O

x

θ

z

Équation résultante du Principe fondamental de la dynamique projetée sur x :

mx +      +        +         = 0

L

Fa

P

Fp

x

2

 λx 

kx

L

x

kθ

α=

α

π   θ

4   2

L=0,27m

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

14

ω =

0

Lm

ζ =

λ   L

  4  km

Identification

Applications numériques :

  ζ = 0,37

ζ = 1,39

ζ= 2,28

ω = (38.9 + 8,6)rad/s

0

200cP :

400cP :

600cP :

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

15

III/ Expérimentation

        Protocole :

 Application d'une force au niveau de l'étage

           Rupture du fil : Échelon

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

Etude temporelle

16

1 / Etude temporelle

Réponse à un échelon : application de 9.81N

Sans amortisseur

amortisseur (200cp)

amortisseur (400cp)

amortisseur (600cp)

ω  =32,4 rad/s

0

Support expérimental

Modélisation

Expérimentation

Séisme

Bâtiment

Informations

λ

k

Dynamique

17

  ζ = 0,37

ζ =1,39

ζ=2,28

III/ conclusion

18

1

2

200cP :

400cP :

600cP :

0

0

0