La Résistance des Matériaux a pour objet l`étude de la

STI2D
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Enseignement Technique Transversal
PRESENTATION 1
But de la séquence :
La Résistance des Matériaux a pour objet l’étude de la stabilité et de la résistance des constructions.
Elle constitue l’outil indispensable à l’ingénieur-constructeur pour concevoir et réaliser des ouvrages
économiques qui ne risquent ni de se rompre ni de se déformer excessivement sous les actions qui leur
sont appliquées (charges ou déformations imposées).
Dans cette activité, nous allons étudier l’équilibre statique d’un pont à béquille ainsi que les
contraintes auxquelles sont soumises les différentes parties. En préalable, on présente les différentes
technologies de pont et le vocabulaire associé
Rappel : la statique consiste à supposer les structures immobiles et en équilibre sous l’effet des
différentes actions qui leur sont appliquées. Les modèles ne sont d’ailleurs valables que si les actions sont
appliquées de manière lente, progressive (application quasi-statique des charges).
La résistance des matériaux fait en premier lieu appel à la Statique.
Sensibilisation aux effets dynamiques
Dans certaines structures, il sera aussi indispensable de tenir compte des effets dynamiques (mouvement,
déplacement) sur les structures qui peuvent parfois devenir prépondérants. Les ponts en sont un bon
exemple avec l’incidence des véhicules en mouvements et de la force du vent.
La catastrophe du pont de Tacoma en 1940 est emblématique des effets dynamiques sur une structure.
Film de la destruction du pont en 1940.
Le premier pont de Tacoma est un pont suspendu qui franchissait le détroit de Tacoma, un rétrécissement du Puget Sound, reliant les
villes de Tacoma et Gig Harbor dans l'État de Washington aux États-Unis. Inauguré le 1er juillet 1940, s'est effondré le 7 novembre
1940, constituant un des plus célèbres accidents de génie civil.
La vitesse du vent n'était que de 67 km/h, tandis que le pont avait été dimensionné pour des vitesses beaucoup plus élevées, mais en ne
tenant compte que des effets statiques. Or le mécanisme est sans conteste vibratoire et la durée des oscillations s'est étendue sur plus de
45 minutes avant effondrement.
Une explication fausse de l’accident, néanmoins très répandue, consiste à incriminer un phénomène de résonance entre le pont et des
tourbillons d’air formés dans le sillage du tablier (tourbillons de Karmann). Du fait de ces tourbillons, une variation alternative de la
pression de l'air sur le tablier se produirait. Lorsque la fréquence de cette force correspond à l'une des fréquences de vibration naturelle
du pont, un phénomène de résonance se déclencherait. En réalité l’explication est dans le couplage aéroélastique du vent et de la
structure. L'énergie du vent se transfère vers le pont et les oscillations s'amplifient progressivement jusqu'à la ruine.
Contexte :
Pour bien aborder l’aspect mécanique de l’étude, nous allons tout abord faire un tour d’horizon sur la thème
des ponts et leur technologie
 Diaporama « historique des ponts »
C.Y.
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