Un Chercheur Modifie Les Critères De Base De La Construction
Une chercheuse remet en cause une règle de base de la construction. Un chercheur de l’université ASTON a remis en questions une règle de construction de longue date. Pendant des siècles, les ingénieurs se sont référés à une chaîne flottante comme analogie pour expliquer la stabilité des arcs en maçonnerie. Selon la théorie de Robert Hooke, datant du XVIIe siècle, la forme d’une chaîne suspendue devrait imiter celle d’un arc rigide vertical. Toutefois, le collège d’ingénierie et de sciences physiques de l’université d’Aston a mené des recherches indiquant que cette croyance était erronée.
Le département des sciences de l’ingénieur et des sciences physiques de l’université d’Aston a mené des recherches pour démontrer que cette croyance est erronée. Haris Alexakis a utilisé le passage de la mécanique newtonienne à la mécanique lagrangienne pour expliquer, avec une grande rigueur mathématique, que la chaîne suspendue et l’arche sont deux systèmes mécaniquement incompatibles.
Sa communication intitulée “Vector analysis and the stationary potential energy for assessing equilibrium of curved masonry structures” (Analyse vectorielle et énergie potentielle stationnaire pour évaluer l’équilibre des structures de maçonnerie incurvées) souligne que les deux systèmes fonctionnent dans des cadres spatiaux distincts. En conséquence, l’équilibre de la chaîne suspendue repose uniquement sur la force de translation, tandis que l’arc inversé nécessite à la fois des forces de translation et de rotation, ce qui conduit à des solutions fondamentalement différentes.
Cette analyse a mis en lumière de subtiles incohérences dans l’interprétation et l’application de l’analogie de Hooke au cours de l’histoire, en particulier dans la conception et l’évaluation de la sûreté concernant les arcs. Il souligne ainsi les limites pratiques de la dépendance à l’égard de cette seule analogie.
Un scientifique bouleverse les règles de construction de base : Structures courbes
L’analogie entre les chaînes suspendues inversées et la forme optimale des arcs en maçonnerie est profondément ancrée dans les pratiques d’analyse structurelle. Les structures courbes, telles que les arcs, ont permis aux maçons, aux ingénieurs et aux architectes de supporter de lourdes charges et de couvrir de grandes surfaces en employant des matériaux à faible résistance à la traction, contribuant ainsi au patrimoine architectural du monde entier.
En dépit de sa longue histoire, la recherche de structures courbes optimales et de la sécurité reste d’actualité. Aujourd’hui, l’intérêt pour la préservation de l’histoire et l’adoption de la construction durable, la réduction de l’utilisation des matériaux et de l’empreinte carbone grâce à des alternatives respectueuses de l’environnement, ne cesse de croître.
Le document du Dr Alexakis propose une nouvelle approche d’analyse structurelle publiée dans Mathematics and Mechanics of Solids. Cette nouvelle méthode offre plusieurs avantages, notamment une plus grande rapidité, une plus grande flexibilité et la possibilité de traiter des géométries plus complexes. Grâce à cette approche, les scientifiques obtiennent des solutions rigoureuses sans tenir compte de l’équilibre des blocs individuels ni décrire les trajectoires des forces de poussée et de charge de manière géométrique.
Les conséquences de cette recherche sont importantes. Elles offrent de nouvelles possibilités d’évaluer la sécurité des structures patrimoniales et de construire des structures incurvées durables telles que des voûtes et des coques. Ces structures offrent une esthétique attrayante et soutiennent la construction nette zéro et la construction durable.
Lire l’article original sur sciencedaily.com
Lire la suite : Une étude réalisée il y a 50 ans révèle que l’association des mathématiques et de la musique améliore les résultats aux examens
