Exercice fibres et structures tensostatiques Léna Mari

Lors de ce deuxième cours, nous avons travaillé sur les matériaux en tension.

Nous avons alors parlé de la toile d’araignée, qui est le sujet de débat en ce moment; Comment reproduire cette matière?

Nous avions pour but de reproduire sur un châssis en bois, une toile d’araignée, avec du scotch, de la colle ou de la ficelle. Nous sommes partit sur la ficelle avec Yuna, Sarah et Clémence.












Pour reproduire cette forme, nous avons d'abord trouvé le centre en partant des angles et en faisant une croix avec le fil. Puis nous sommes partis du centre jusqu’à l'extrémité tout le long du cadre.
Il fallait ensuite créer les liens entre deux fils partant du centre vers l’extrémité. Nous sommes donc partis de ce centre, et avons construit une spirale entre les ficelles.

 Cette expérience était intéressante car nous avons pu tester les limites de la tension, à quel moment la ficelle que nous tirons va déformer la ficelle à laquelle elle est accrochée?

Nous avons donc conservé cette expérience dans notre atelier, et une semaine après, nous nous sommes aperçue que les ficelles tiraient sur le châssis et le déformaient, celui ci étant presque arrivé à un point de rupture.

Nous sommes arrivées à un résultat qui nous a plutôt satisfaites, ressemblant, je pense,  à une toile d'araignée.  

Exercice Materiaux en empilement-structures en compression Léna Mari

Lors de ce premier cours de matériaux, nous avons travaillé sur les matériaux en compression.

Nous avions pour objectif de créer des formes à l'aide de tasseaux de bois, pour trouver une notion de tension. Nous voulions aussi trouver des points d'équilibre dans notre travail en lien avec les arcs en encorbellement vus dans le diaporama.

Nous avons donc avec Clémence réalisé différentes structures, plus ou moins solides, en essayant d'aller le plus loin possible dans la notion d'équilibre.

Pour réaliser nos structures, nous n'avons pas défini de formes à suivre. Nous avons enchainé les empilements, et constaté le niveau d'équilibre le plus haut en essayant de comprendre pourquoi,  lorsqu'une structure cassait, elle ne tenait pas.

 Nous avons ensuite testé la solidité de nos structures, en posant dessus des blocs de bois massifs et lourds.
Ainsi, nous avons pu constater, que pour les matériaux en compression, la notion d'équilibre est essentielle.



 Nous avons rencontré des difficultés en essayant d'aller toujours plus loin avec l'équilibre, en insistant sur la compréhension du point de rupture. Nous nous sommes aperçues que la rupture d'une tour ne dépend pas seulement de la hauteur, mais de la rigueur apportée lors de la construction.   

Les questions que nous nous sommes posées lors de la construction de ces structures étaient : Pouvons nous continuer encore à augmenter la hauteur de la structure ? Comment ? A quel niveau ?

Pour ma part, j'ai trouvé intéressant le fait d'une approche directe de la compression par le matériaux. Nous avons pu constater par nous même et voir les limites de la compression sous le poids d'un matériaux en équilibre.

Nous avons ensuite avec Sarah, Alexandra, Bassim, Ziran et Jaenna, construit une tour en montant que la moitié de la structure, le plus haut que nous pouvions, pour construire un dégradé et obtenir une forme moins stable.

Arrivé au plus haut, nous avons voulu aller plus loin dans la notion d'équilibre en essayant de poser des tasseaux de bois droits sur le haut de la structure.

Cette expérience était très intéressante car nous avons pu travailler à une plus grande échelle en réunissant tous nos tasseaux de bois, et nous avons pu construire une structure à taille humaine.

Il était également très intéressant de pouvoir partager nos idées.

Lorsque nous avons fini cette "expérience", nous avons décidé de détruire la structure pour tester la solidité de l'empilement.

Nous avons alors découvert qu'elle était très résistante. Cela m'a étonnée car nous avons du forcer pour la détruire.

                                                                                                                         Léna Mari

Semaine 2 - Fibres et Structures Tensostatiques

Pour ce deuxième cours, non avons essayé de faire des structures en tension.

Pour commencer à partir d’un châssis en bois de forme carré, sur lequel nous avons enroulé de scotch en partant de la forme de base en étoile d’une toile d’araignée. La force de tension exercée à fortement tordu le châssis.

Pendant ce temps là on a commencé à faire une toile d’araignée avec des pistolets à colle sur une plaque de pvc transparente. Et ensuite nous l’avons exposée dans les escaliers de l’école maintenue par du fil de pêche en essayant de la tendre au mieux…

semaine1: M.B

Semaine 1 : Matériaux en empilement - structures en compression

Lors du premier cours consacré aux matériaux de construction en empilement, nous avons dû utiliser des caplas, tasseaux de bois, pour créer des formes en empilements.

Pour débuter j’ai commencé par faire une forme de verre à pied, avec une base carré, et seulement deux tasseaux debout et un autre par-dessus pour faire tenir tous les carrés superposés au-dessus qui viennent finir la forme.

Ensuite j’ai voulu prendre de la hauteur, et faire des tours. J’ai commencé par faire une tour avec une base carré et faire monter le plus possible en utilisant de moins en moins de capla,tout en conservant le maximum d’équilibre. Ensuite je suis parti du même principe mais en partant de deux carrés, deux cubes, et en le rejoignant avec deux tasseaux, comme pour un pont et un faisant monter le reste de la tours à partir de se pont.

 Pour continuer Bernard nous avait demander de reproduire une arche avec des morceaux de bois découper par le premier groupe.

Pour finir nous avons fait une structure tous ensemble avec tout les caplas disponible, en augmentent progressivement une moitié. Nous avons ensuite essayer de finir par une dernière ranger sur des tasseaux verticaux mais c’était bien trop sensible et difficile à mettre en place. Nous avons demander à trois personnes de venir appliquer des forces de côté pour ecrasser la scruture. Celle-ci s’est réveler très résistante et il a fallu que les trois cobayes se rejoigne au centre pour que la structure sécroule.

Semaine 1 : Matériaux en empilement - structures en compression

Alexandra Goinvic et Sarah Laubie

Pour cette 1^ère séance sur les matériaux, nous devions construire diverses formes et structures à l’aide de tasseaux de bois.

Nous avons commencé par faire des petits tests d’empilement des tasseaux. 

Le 1^er consistait à faire tenir les tasseaux les uns avec les autres dans le sens vertical de manière à former un tipi. La structure était très instable et risquait de s’effondrer au moindre mouvement.

Le 2^ème consistait à empiler les tasseaux pour former une tour en partant d’une base carré pour petit à petit la rétrécir et n’utiliser que 3 tasseaux. Contrairement au 1^er test, la structure était solide.

Pour le 3^ème test, nous sommes parties d’un pilier fait de tasseaux permettant de soutenir une structure triangulaire qui s’élève petit à petit en formant une courbe. La structure avait beaucoup besoin de maintien et était très fragile. Nous avons répété cette même forme de l’autre côté de la structure « pilier » le tout commençait à ressembler à une voûte de tasseaux.  

Puis nous en sommes arrivées à construire un escalier en colimaçon. Chaque tasseau repose l’un sur l’autre en tournant autour d’un axe. Cependant, cette accumulation de « Kapla » demande un porte-à-faux (même plusieurs en fonction de la rotation de l’escalier) pour éviter que tout ne tombe à terre et pour ainsi continuer à monter la structure. Il était donc difficile de garder un certain équilibre entre tous les éléments.

La dernière expérience a été réalisé avec plusieurs membres du groupe.
L’objectif était d’empiler le plus de tasseaux de bois sur leur longueur en formant un cercle enfermant Maxime au centre. Seulement nous avons manqué de Kapla, c’est pourquoi nous avons testé les limites du matériau en changeant la position des tasseaux d’horizontal à vertical sur le dessus de la structure pour ensuite revenir à l’horizontal créant ainsi comme des ponts. Cette expérience nous a permis de jouer avec l’équilibre car le moindre geste et le rajout du moindre tasseau était délicat. 

A la fin de l’expérience, 3 personnes ont détruit la structure en la percutant. C’est ainsi que nous avons pu tester la résistance de l’empilement. 

Linoléum

Linoléum

Le linoléum est un matériau composite qui a été inventé vers 1860 et breveté le 25 avril 1863 par l'Écossais Frederick Walton. C’est un revêtement de sol constitué de toile de jute imperméabilisée par application d'huile de lin et de poudre de bois ou de liège. Auquel on peut ajouter des pigments pour obtenir les tons et motifs souhaités.

Le procédé d'oxydation Walton qui est encore aujourd'hui la base de la fabrication du linoleum, se caractérise par le fait que l'huile de lin cuite passe au contact de l'air chaud de l'état liquide à l'état solide.

L'huile est déversée chaque jour au moyen de pompes au-dessus des toiles. Au contact de l'air chauffé à environ 40 °C, et constamment renouvelé, les couches successives d'huile s'agglomèrent sur les deux côtés de la toile ; au bout de quatre mois environ, les couches atteignent une épaisseur de 2 à 3 cm et l'on peut récolter la linoxyne.

La linoxyne est ensuite broyée et fondue par addition de gomme de kauri, de copal et de colophane et l'on obtient ainsi un liant appelé ciment de linoleum qui doit être entreposé pendant deux mois avant de pouvoir être utilisé. Après cette période de repos, ce ciment est malaxé avec de la poudre de liège, de la farine de bois et des matières colorantes pour former la pâte de linoleum. Les proportions du mélange, la nature et la couleur de cette pâte déterminent les propriétés qui distingueront les différentes qualités de linoleum, à savoir son degré d'élasticité et son coloris.

Dans des calandres puissantes, la pâte de linoleum est comprimée entre des cylindres chauffés, et pressée sur une bande de toile de jute pour former le linoleum uni, granité, jaspé ou marbré. Les épaisseurs les plus usuelles sont de 2, 3, et 4 mm.

Les lés frais et chauds de linoleum, encore mous et souples, sont amenés dans d'immenses séchoirs où ils restent suspendus pendant plusieurs semaines à une température élevée ; puis lorsqu'ils ont la fermeté, la dureté et la solidité voulues, ils sont retirés, enroulés en unités de 10 à 30 m.

Le processus complet de la fabrication est donc très long, presque un an, et demande de grande infrastructure.

Il était utilisé dans les halls et les passages, les cuisines ou les chambres d'hôpital. Sa résistance à l'usure et son imperméabilité en faisait un sol facile à entretenir et favorisait l'hygiène.

Caractéristiques technique :

-Masse volumique en kg/m³ : 750 (linoléum-liège)  -  1 200 (linoléum).

-Conductivité thermique en W/mK : 0,081 (linoléum-liège)  -  0,12 (composés de linoléum) - 0,17 (linoléum).

- matière première en % :             -végétales 65-75.

                                                           -fossiles <1.

                                                           -minérales 25-35.

-durée de vie : 20ans

KEVLAR

Le Kevlar est développé en 1965 par Du Pont de Nemours et commercialisé à partir de 1972.

Il appartient à la famille des fibres d’aramides car c’est un polymère thermoplastique constitué de noyaux aromatiques séparés par des groupes amides. Il ne fait donc pas partie des matières plastiques.

Il possède des qualités de résistance à la traction incroyables pour une densité si faible. Cette résistance reste cependant inférieure à celle des fibres de carbone. L’usage pour des gilets pare-balles ou l’aéronautique est bien connu, il s’utilise aussi beaucoup dans le sport (raquette, voile et coque de voilier) et les vêtements techniques mais aussi pour les renforcements de pneumatiques. Il remplace souvent l’amiante et est utilisé dans certains plastiques pour renforcer des pièces d’avions ou des cadres de vélos. 

On trouve aussi le Kevlar dans la téléphonie par exemple avec le Mobile Motorola RAZR habillé de fibre de Kevlar.

Qualités :

·         bonne résistance spécifique à la traction 

·         faible densité (1,45)

·         dilatation thermique nulle

·         absorption des vibrations, amortissement

·         excellente résistance aux chocs et à la fatigue

·         bon comportement chimique vis-à-vis des carburants

Défauts :

·         mauvaise résistance aux rayons UV

·         faible tenue en pression

·         reprise d'humidité importante (4 %) : étuvage avant imprégnation

·         perte de sa résistance balistique lorsqu'il est humide

·         faible adhérence avec les résines d'imprégnation

·         usinage difficile

·         mauvaise tenue au feu (décomposition à 400 °C)

Masse volumique : 1.4g/cm²

Résistance à la traction : 2760 MPa

Coefficient d’élasticité : 112 GPa

Résistance à la rupture : 1.9 à 4.5%

Résistance à la chaleur : faible combustibilité

Les fibres sont obtenues par filage (étirage au travers d'une filière) à partir d'une dissolution. Les chaînes moléculaires sont fortement orientées dans le sens de l'axe de la fibre, de sorte que les forces des interactions moléculaires peuvent être exploitées pour la résistance thermique et/ou mécanique.

Sarah Laubie

MDF

Le MDF ou Panneau de fibres à densité moyenne est créé en 1966 aux Etats-Unis à la faveur d’un incident. 

Il est fabriqué à partir de fibres de bois et d’un liant synthétique et est couramment utilisé pour l'aménagement intérieur, l'industrie du meuble, l'agencement de bureaux, commerces ou d'espaces d'accueil.

Chaise Vilbert, Verner Panton pour IKEA

Il présente de nombreux avantages :
- Tout d’abord celui de recycler les déchets issus de l’industrie du bois
- Il possède une texture très fine et une épaisseur variable
- On peut s’en procurer facilement à un coût modique
- Il ne se fend pas, résiste au feu, n’éclate pas, ne se déforme pas, le sciage est net et sans bavure, il peut être peint, vernis ou lasuré.

Contrairement au bois brut il n’a pas de sens de fibres à observer pour le rabotage ou le ponçage.

Seulement, le liant synthétique à base de résine urée-formol est soumis à des contraintes de température et de pression. Il est donc cancérigène et est de moins en moins utilisé dans la construction.

En résumé, le procédé d'élaboration du MDF comprend 8 opérations :

1.     le déchiquetage du bois en plaquettes,

2.     le triage, lavage et dépoussiérage des plaquettes,

3.     le défibrage par traitement à la vapeur,

4.     l'encollage des fibres,

5.     le séchage,

6.     le pressage,

7.     le refroidissement et la stabilisation,

8.     la mise au format.

Masse volumique : varie de 450 à 800 kg/m³

Coefficient d’élasticité : 3850 N/mm²

Résistance à la traction : 0.64 N/mm²

Résistance à la flexion : 37 N/mm²

Perméabilité à la vapeur : (pour une masse volumique de 600/m³) entre 12 et 20

Conductivité thermique : (pour une masse volumique de 600/m³) 0.1W/Mk

Affaiblissement acoustique : (pour une masse volumique de 600/m³) entre 0.10 et 0.20

Sarah Laubie

la cire de bougie
 

Une bougie est constituée d’un bloc de stéarine enrobé de paraffine dont le centre est traversé par une mèche, en fil de coton tressé imbibée d’acide borique.

La stéarine est incolore, inodore et insipide et est présente dans de nombreuses graisses végétales et animales. C’est le constituant principal de la graisse de bœuf de la graisse contenue dans les bosses des chameaux et du beurre de cacao.On l’utilise dans la production de savon, de bougies et dans l’industrie textile. Elle a pour origine le suif, mélange de graisses animales traité par la vapeur d’eau.

 Les paraffines, du latin parum affinis, « qui a peu d’affinité »Les paraffines sont aujourd’hui obtenues en raffinerie à partir du pétrole.

Blanche, assez transparente et inodore, la paraffine fond entre 40 et 71 °C.

Elle ne colle pas. Elle n’est pas un liant, contrairement à la cire d’abeille et certaines cires végétales ; il est dès lors difficile d’assurer l’homogénéité des mélanges, sans un autre additif liant ou dispersant avant sa solidification
Elle peut être aussi utilisée pour l’imperméabilisation du papier.

 

Propriétés physiques

Solubilité     Insoluble dans H2O, Et OH1(dérivé de l’alcool)
                    Soluble dans le benzène, disulfure de carbone,                                      chloroforme, éther diéthylique, huiles.
Fondue, elle est miscible avec le spermaceti et les gras2.
Masse volumique     0,90 g·cm-32

 


Anaïs POIRIER

Structures mixtes et modulaires en poteaux-poutres et en treillis.
            Exercices: Créer une plateforme ou une passerelle en assemblages bois (Tasseau, corde)

 

 

 

 

 

 

 

UN CUBE COMME MARCHE-PIED 

 

 

 

L'objectif était de construire un élément capable de supporter le poids d’un homme.
J’ai voulu apporter une deuxième difficulté à cet exercice : cette structure se devait également démontable .

 

 

 

 

 

 J’ai opté pour la fabrication d’un cube avec pour inspiration les plaques modulables de plateforme de bébé ou enfant en bas âge, avec leur forme de puzzle qui s’emboîtent l’une dans l’autre à plat ou en 3 dimensions formant ainsi un cube.

 

 

 

Ce cube formé aurait un usage pratique, celui de marche-pied.

 

Difficultés rencontrées :

-une fois le cube formé, pour une meilleure stabilité il aurait fallu crée deux batons de bois s’emboitant également l’un dans l’autre à insérer dans le creux vide du cube.
- «l’effet puzzle» des plaques présent au niveau des bords n’étaient pas faciles à fabiquer (manque de matériel adéquate) et ne m’a pas permis de rester fidèle à cette forme là.

Cela dit la structure cubique fonctionne et permet bien de se «hisser» un peu plus haut (pour attraper la conserve au fond du placard lorsqu’on à pas la chance d’être aider et que l’on fait 1m57 )

 

Matériau utilisé : plaque de bois
dimension du cube: 10cm

Anaïs POIRIER