Essais de compression
Nous avons voulu poursuivre la caractérisation de nos matériaux d’un point de vue mécanique. Pour cela, nous avons réalisé des tests de compression sur des petits échantillons de chacun d'eux.
Ces essais consistent à exercer une force sur un matériau afin de calculer des grandeurs caractéristiques de son comportement mécanique telles que son module d’Young.
Dans le cas des mousses, des bouchons antibruit (BAB) et du liège (sens transversal) , nous avons découpé des échantillons de façon à avoir le volume représentatif, soit plus de 10x10x10 cellules ou cavités. Nous avons donc réalisé des pavés pour les mousses et le liège (dans le sens transversal), et un cylindre pour le BAB dont on considère la section constante. Notons qu'il est important de tailler les échantillons dans le coeur de la matière pour ne pas prendre en compte dans les résultats les effets de la surface.
Dans le cas des bouchons de liège étudiés dans le sens longitudinal nous avons testé des échantillons cylindriques soit le bouchon en lui-même avec des vitesses de compression différentes en vue d'étudier son comportement mécanique. Nous avons également testé le liège dans le sens transversal pour différentes vitesses.
Vous pouvez observer ci-dessous les échantillons de liège (dans le sens transversal) taillés dans la matière que nous avons testé en compression.
Nous avons pu ainsi effectuer les tests après avoir «réglé la machine » et notamment en ayant fait le « zéro » qui correspond au moment où la tête de compression touche le socle sans échantillon. Ainsi la hauteur de l’échantillon pourra être connue.
Il se peut que l’appareil mette un certain temps avant d’atteindre la valeur repère de l’effort imposé. Dans ce cas un palier est observé en compression. Cela s’explique par le fait que nous étudions des matériaux poreux et par conséquent, il faut attendre que chaque couche de cellules soit pliée, ce qui peut prendre du temps compte tenu de la quantité d’air présente dans les échantillons.
Il faut être prudent quant à la précision des tests car les capteurs ne sont pas extrêmement sensibles dans cette gamme de contrainte. En effet, les mousses testées sont moins résistantes que les matériaux pour lesquels l’appareil a été conçu.
A la fin du test, nous avons directement accès à la force appliquée, au temps et à l’allongement correspondants. A partir de ces données, la contrainte σ (où σ = F/S) ainsi que la déformation ε (où ε = (l0-l)/l0) peuvent être calculées. Le module d’Young E est déterminé lors de la phase de décompression ou de décharge de l’échantillon et correspond à la forte pente dans le diagramme σ=f(ε). On conserve une trentaine de points pour déterminer cette pente.
Lors de nos différentes mesures, nous avons eu des écarts parfois importants. Pour connaitre la dispersion de ces valeurs et augmenter leur fiabilité il faudrait donc augmenter le nombre d’essais pour limiter les incertitudes.
Introduction
Après avoir choisi les mousses, et nous être concentrés dans un premier temps sur leur pouvoir isolant acoustique, nous avons cherché des manipulations qui nous permettraient de les caractériser.
L’ENSIACET n’étant pas équipée pour faire des expériences dans le domaine de l’acoustique, nous avons contacté dans un premier temps le laboratoire P.H.A.S.E (Physique de l’Homme Appliquée à Son Environnement). Ce laboratoire est spécialisé dans l’étude des interactions thermiques et acoustiques entre Physique, Humain, et Environnement. Cependant, notre demande n’a pas abouti.
Nous nous sommes donc adressés à l’IUT Mesures Physique de l’université Paul Sabatier de Toulouse où nous avons obtenu une réponse positive. C’est grâce au professeur Isabelle Malet que nous avons eu la chance de pouvoir mener à bien deux expériences acoustiques sur nos différentes mousses. Celles-ci nous ont permis de déterminer et comparer leurs coefficients d’absorption. En effet, la qualité absorbante d'un matériau homogène donné, est appréciée par son coefficient d'absorption : a, égal au rapport entre l'intensité acoustique absorbée par l'élément, et l'intensité incidente.
Diagramme de Gantt 2A
Le projet fil rouge a été réalisé avec un suivit de gestion de projet notamment avec des diagrammes de Gantt qui nous ont permis de se retrouver avec les différentes tâches dans le temps. Ceci est indispensable pour permettre au groupe pour voir son avancement dans le long terme et ainsi continuer à se tenir au délais.
Voici le Gantt prévisionnel de la deuxième année 2012-2013:
Voici le Gantt réel de la deuxième année 2012-2013:
Matériaux Cellulaires
Un matériau cellulaire est définit comme un matériau poreux possédant un agencement structural ordonné, ayant un rapport matière/air relativement faible. L’agencement structural permet de répondre à plusieurs types de contraintes : mécanique, thermique, tout en restant léger.
A l’état naturel on trouve ce type de structures dans le bois, les éponges ou encore les os et les dents.
Vous trouverez plus de photos en cliquant ici.
Compte tenu de ces propriétés très intéressantes (légèreté et solidité), l’Homme a donc créé des matériaux cellulaires synthétiques pour subvenir à ses besoins.
Il existe deux types de structures majeures : la structure en nid d’abeille et la structure en éponge.
La structure en nid d’abeille présente des cellules de taille et de forme régulières. Elle est utilisée afin de renforcer la résistance d’un élément tout en garantissant une légèreté maximale (taux de vide d’environ 95%). Elle est utilisée en particulier pour absorber les chocs car elle possède une aptitude à se déformer et à absorber les ondes mécaniques. La structure en nid d’abeille peut être fabriquée à partir d’aluminium, de papier (carton) ou de matières plastiques. On trouve cette structure dans l’industrie aéronautique pour le remplissage de volumes creux, mais aussi dans l’automobile, le nautisme et l’éolien.
La structure en éponge ou appelée aussi mousse présente des cellules ouvertes de taille et de forme différentes. Le taux de vide est de l’ordre de 95%. On la retrouve chez les êtres vivants dans les os et le bois où elle permet la connexion entre les cellules. Ces propriétés offrent une très grande polyvalence quant à son utilisation. On la retrouvera dans le domaine de l’ingénierie mais aussi dans la mécanique, l’aéronautique, la chimie (catalyseur poreux) et le médical (implants en céramique).
Ces matériaux ont été créés assez tard industriellement. Le premier fut la brique cuite pour ses propriétés thermiques vers 3500 avant J-C.
Organigrammes 2A 2012 - 2013
L’organigramme des tâches (OT) présente la liste des tâches effectuées au cours du semestre. Il est également indiqué qui est responsable de quel « service ».
L’arborescence produits (AP) listent les livrables par service. Tous les livrables ont été obtenus en fin de semestre.
Le tableau de cohérence AP/OT permet d’associer chaque livrable à une tâche. Une même tâche peut donner lieu à un ou plusieurs livrables.
La matrice d’affectation des responsabilités indique qui est responsable de quelle tâche. Un responsable de « service » n’est pas nécessairement responsable de toutes les tâches regroupées dans son service. En revanche, il doit suivre l’avancement et s’assurer que ces tâches sont menées à leur terme.
