EXPÉRIENCE N 1: Construction d’un sismographe:

 

Afin de comprendre au mieux le fonctionnement théorique d’un sismographe, nous avons réalisé une modélisation de cet appareil.

Pour cela, il faut les matériaux suivants:

 

-une planche de bois contre-plaqué d'environ 37x16.3cm  

-deux canettes de soda en aluminium 13x3 cm

-deux axes de K’nex 21cm

-un moteur  Buki - 7340 - Science Et Nature - Véhicules Solaires

-Trois équerre

-9 vis à bois, dont 8 courtes, une longue

-3 boulons

-une lame de scie à métaux

-deux gros boulons

-un stylo

-de grands élastique

-du papier enregistreur de caisse (du papier découpé en bandes de 13cm et scotché est suffisant)

-un tube chromé, type tube de douche, un tube en cuivre, type tuyau d’eau, peut faire l’affaire. (25cm)

-un support pour le moteur.

 

Fabrication:

 

1. Se munir du tube et l’entailler à l’aide d’une scie à métaux sur 2cm verticalement.

 

Glisser la lame de scie à métaux dans la fente qui vient d’être faite.

 

A l’aide d’un étau, écraser le bout du tube sur la lame (donc au niveau des 2cm de la fente)

 

Percer le tube au niveau du trou de la lame (la lame est faite en acier trempé il est donc très difficile de la percer, c’est pourquoi il faut se servir du trou déjà existant ) écraser au niveau de celui-ci.

 

Une fois cette opération faite, se munir d’un boulon du diamètre de la mèche qui a servi à faire le trou et ainsi à fixer la lame sur le tube.

 

2. Une fois cette opération effectuée il faut alors fixer le tube à la planche.

 

Pour ceci, entailler la planche sur la moitié de son épaisseur avec une mèche du diamètre du tube.

 

Fixer l’équerre au tube avec deux boulons après avoir percé celui-ci. Enfoncer le tube et l’équerre dans le trou ainsi formé et fixer l’équerre et le tube à l’aide de deux vis à bois.

 

Il reste alors à fixer les canettes et le moteur.

 

Percer les canettes à l’aide d’un foret au niveau de l'attache de l’opercule (opération délicate qui peut être effectuée progessivement en agrandissant le foret au fur et à mesure) et enfin par le dessous de la cannette au centre de celle-ci.

 

Une fois que le contenu est vidé les canettes sont prêtes.

 

Ensuite il faut préparer l’axe afin de le relier au moteur.

 

Pour cela, prendre un des deux axes de K’nex et le couper de façon à éliminer le bout rond, de cette façon il y a une nouvelle extrémité en forme de croix, qui s’ajustera parfaitement sur le moteur.

Ensuite il faut préparer les équerres pour fixer les axes.

 

Fixer donc deux équerres l’une contre l’autre et une troisième en face du support du moteur.

Se munir du support et le fixer face à l’équerre qui est toute seule et en faisant deux trous qui entaillerons juste le bois, de diamètre des fixations du support.

 

Faire de même pour la pile.

 

Le sismographe est presque terminé.

 

Fixer le papier sur les deux cannettes au moyen de punaises et l’enrouler sur la canette extérieure

Sur cette même canette enfoncer l’axe de K’nex qui n’est pas coupé et le fixer à l’aide d’une colle forte.
Faire de même avec la deuxième cannette et la barre coupée.

Fixer le moteur sur son support, un axe sur le moteur et les autres axes sur les équerres!

 

Enfin, lester le bout de la lame avec deux grosses vis à tête hexagonnales et y mettre le stylo en fixant cet ensemble à l’aide du gros élastique.

 

Il n’y a plus qu’à mettre la pile (AA) sur son support pour que le papier se déroule et qu’un enregistrement s’effectue...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pour voir l'analyse de cette modélisation du sismogramme cliquer ici:

 

 

 

EXPÉRIENCE N 2: Contreventement des bâtiments

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fabrication:

Pour réaliser cette expérience nous avons utilisé des bouts de bois tel que des bâtons de glace. La modélisation du bâtiment a été fabriquée en forme de rectangle, donc simple. Nous avons réalisé seulement la façade du bâtiment, l’expérience pouvant être plus complète avec les 4 murs de ce dernier. La deuxième modélisation est similaire à la première, cependant, d’autres bouts de bois réalisent la jointure entre les joints opposés du bâtiment dans l'axe de la diagonale. Les deux réalisations reposent sur un même socle uni de manière à ce qu’ils reçoivent les mêmes vibrations. Les jointures peuvent être réalisées avec de la colle ou des élastiques ou encore des clous (ce qui permet une petite rotation plus réaliste), mais le plus important c’est qu’elles soient identiques sur les deux bâtiments. La jointure au sol est la plus importante, étant donné que sur ce type de modélisations les fondations dans le sol sont difficiles à réaliser!

Pour la réalisation de l’expérience, il s’agit d’imiter les vibrations d’un séisme avec des mouvements latéraux (conseillé) de plus en plus importants. Le bâtiment qui “tombe” en premier est le moins résistant étant donné que les ondes reçues sont les mêmes.  

 

Observations:

On constate que le bâtiment possédant le système de contreventement est plus résistant, en effet il n’est pas tombé contrairement à l’autre, pour une même force exercée sur le bâtiment.

 

Conclusion:

Le système du contreventement est efficace car il rigidifie la structure du bâtiment. En effet il est beaucoup utilisé dans les bâtiments “normaux” et presque toujours pour les bâtiments utilisant le génie parasimique.