dossier spécial : le château de sable

COMMENT OPTIMISER LA RESISTANCE D' UN CHATEAU DE SABLE ?



la realisation

            Tout d’abord, au moment de verser le mélange sableux dans le moule, la force de compactage auquel la matière est soumise nous est apparue comme un facteur intéressant à étudier.

·        La compression :

            Au premier abord,  il apparait logique qu’un sable compressé au préalable, permette l’obtention d’un château plus solide. Afin de vérifier cette hypothèse, nous réalisons l’expérience suivante :

Expérience :

Matériel :

-  sable quelconque d’humidité optimale (2%d’eau)

-  2 moules de forme rectangulaire horizontale de volume 0.5L

-  système permettant de soulever les moules avec une force constante

-  un poids de 3kg

-  plaque

-  poids

Résultats de l'expérience :

                                             

Solidité de la structure sableuse en fonction de la force de compression

(Le détail des résultats est disponible en annexe ***)

 

            Ainsi, il apparait que plus la compression est importante, plus la solidité de la structure est forte. Effectivement, les forces de van der Walls permettant la cohésion sont intenses à courte portée.

                                                           

 

·        La force de soulèvement :

            De plus, pour savoir si la vitesse de soulèvement du moule interagit avec la solidité de la structure, nous réalisons l’expérience suivante :

Expérience :

Matériel :

-  sable quelconque d’humidité optimale (2% d’eau)

-  3 moules de forme rectangulaire horizontale et de volume 2 kg ; 5 kg ;10 kg

-  plaques

-  poids

-  système permettant de soulever les moules avec une force variable 

(nous nous appuyons sur le fait que plus le poids placé à l’extrémité de la poulie sera lourd, plus la vitesse de soulèvement sera élevée).

Résultats des expériences : 

               

       Solidité de la structure sableuse en fonction de la vitesse de soulèvement du moule

(Le détail des résultats est disponible en annexe ***)

            Ainsi, la force de soulèvement permettant le pâté le plus solide est la moins rapide, soit celle utilisant un poids de 2kg. En effet, elle permet de ne pas fragiliser la structure.

 

 

 

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TPE 2015