Architecture●●●●●Difficulty 3 of 5

Pourquoi gratte-ciel, voitures et lignes électriques cachent-ils tous le même poids qui se balance ?

L'astuce qui stabilise la tour Taipei 101 a été interdite en Formule 1 après avoir fait gagner 0,3 seconde au tour.

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Parce qu'ils combattent tous le même ennemi, la résonance, avec la même astuce : l'amortisseur à masse accordée. C'est un poids monté sur des ressorts et des amortisseurs à l'intérieur de ce qu'on veut stabiliser, et réglé pour osciller au rythme naturel de cette structure. Quand elle se met à osciller, le poids part dans l'autre sens et absorbe le mouvement, qu'il transforme en chaleur par frottement ou par un fluide, un peu comme l'amortisseur d'une voiture. Le plus astucieux, c'est que l'amortisseur pèse bien moins lourd que ce qu'il protège.

Dans les gratte-ciel, ces amortisseurs sont d'énormes blocs de béton ou d'acier. Le vent peut déplacer le sommet d'une tour de plus d'un mètre et donner le mal de mer à ses occupants. Taipei 101 suspend une sphère d'acier de 660 tonnes entre ses 87e et 92e étages ; à New York, le 111 West 57th Street abrite le plus lourd amortisseur massif du monde, environ 730 tonnes. La John Hancock Tower de Boston a été, en 1976, le premier bâtiment à en recevoir un, et seulement après sa construction.

La même idée se cache dans des endroits plus petits. Presque toutes les voitures modernes ont au moins un amortisseur à masse, certaines dix ou plus, et les petits haltères que tu vois sur les câbles à haute tension sont eux aussi des amortisseurs.

Gros plan sur des câbles à haute tension auxquels sont fixés de petits poids métalliques en forme d'haltère.
Les amortisseurs Stockbridge, ces petits haltères des lignes à haute tension, calment le frémissement rapide des câbles qu'on appelle le flottement.Photo: Adrian Pingstone · Public domain

Elle peut même être trop efficace. En 2005, Renault a placé un amortisseur à masse accordée dans la suspension de sa Formule 1 et aurait gagné 0,3 seconde au tour. Deux semaines plus tard, la cour d'appel de la discipline l'a interdit.

Quiz

0/3

  1. 1.Pourquoi un amortisseur à masse doit-il être « accordé » ?
  2. 2.Que fait la partie amortissante de l'énergie du mouvement ?
  3. 3.Pourquoi l'amortisseur de Renault a-t-il été déclaré illégal en Formule 1 en 2005 ?

Récap

Un amortisseur à masse accordée, c'est un contrepoids qui oscille au rythme de la structure, mais à l'envers, et qui transforme les secousses en chaleur.

Le fait surprenant · L'amortisseur de Taipei 101 est une boule d'acier de 660 tonnes entre le 87e et le 92e étage, mais le plus lourd amortisseur massif se trouve à New York, avec environ 730 tonnes.

Sources (1)

Pas de source, pas d'affirmation. Chacun des 20 faits de cette leçon renvoie à au moins une de ces sources.

  1. [1]Tuned mass damper · Wikipedia
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