CHARGE en MéCANIQUE

charge en mécanique

Une charge mécanique est une FORCE (ou un Poids)

Mais le langage courant mélange volontiers trois notions sous le terme simpliste de «charge» (en abrégé) alors qu'il faut distinguer : 

 

1.LA CHARGE STRICTO SENSU

Une charge (au sens rigoureux) est une force (ou un poids) >> exemples

--la charge d’un plancher = le poids qu’il peut supporter

--la charge de flambage = le poids qu'on peut appliquer à un poteau, avant son flambage

Equation aux dimensions structurelles :

Unité S.I.+ : le Newton(N)

Autre unité (très) utilisée : le kilogramme poids (ou kilogramme-force) qui vaut 9,806.N

Fp = m.g

avec Fp(N)= charge (poids)

m(kg)= masse du corps

g(m/s²)= pesanteur

 

Cas particulier de charge mécanique, charge dite critique

quand on applique une charge très élevée qui amène l’utilisation du matériau danssa zone de déstructuration, on la nomme charge critique (critique = limite dangereuse)

 

2.LA CHARGE SURFACIQUE

Nota : le mot "surfacique" est trop souvent éludé et donc quand on lit "charge" il faut quasiment toujours comprendre "charge surfacique"

Donc c'est un poids surfacique, c'est à dire une pression

Unité S.I.+ : le Pascal(Pa) et en unité d'usage le kg/mm²  (# 107Pa)

 

Exemples de charges surfaciques >>>

--la charge (surfacique) d’un plancher (qu'on nomme souvent charge unitaire) est la pression qu'il peut supporter >>> cela comporte des charges permanentes (chape + carrelage + cloisons soit ~150 kgp/m²) + des surcharges (présence de meubles, de stockages et d’individus, c’est à dire ~150 kgp/m² pour usage habitat ou ~ 250 kgp/m² pour usage bureaux ou 400 kgp/m² pour usage en collectivités, telles les écoles, ou encore 1.000 kgp/m² pour usage d’archivage

--la charge (surfacique) pour une étanchéité de terrasse (~ 200 kgp/m²)

--1 mètre de terre de remblais (2.200 kgp/m²)

--la perte de charge qui est une diminution de pression

--les diverses limites auxquelles on fait travailler les matériaux (en traction, compression, flexion….):

quand un matériau est à la limite supérieure d'élasticité, on atteint alors la «charge unitaire limite» ou(synonyme) «limite d'élasticité linéique»

C'est une base à partir de laquelle on ne pourra plus travailler sans risque avec le matériau (mais par ailleurs, pour plus de sécurité, on lui appliquera encore une modération, sous forme d'un coefficient -un pourcentage- dit «taux de travail» qui donnera la limite recommandée -ou contrainte de travail- qui est vraiment sécuritaire

 

Pour revenir aux valeurs de la charge unitaire limite (ou limite d'élasticité linéique), qui sert de base qualitative pour un matériau, elles sont exprimées ci-dessous en 106Pa (Mpa)

Si on les veut exprimer en kgf/mm² , il faut diviser alors par 10 les valeurs notés)

>>> acier courant(190 à 300)--acier spécial(400 à 1100)--alu(180 à 220)--béton(70)--bois dur(18 à 26)--bois tendre(9 à 12)--bronze(150)--caoutchouc(..)

--fibre de C(2800)--fonte(200)--métaux courants(30 à 70)--métaux durs comme Ti(800 à 1200)--os(10)---plastiques(25 à 40)--plomb(2)--roches(50 à 300)--verre(50)--

 

3.LA CHARGE LINÉIQUE (ou CHARGE RÉPARTIE)

Notion utilisée pour exprimer une charge uniformément répartie sur la longueur d’une poutre, elle est exprimée en N/m  

C'est le cas de certaines poutres travaillant en flexion (exemple d'une passerelle qui supporte un revêtement uniformément pesant)

W'c = Fp/ l

où W’c(N/m)= charge (poids) linéique uniformément réparti

Fp(N)= charge (poids)

l(m) est la longueur de la poutre

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