Essai Destructif d’un Make-A-Bridge®

REGARDEZ LA VIDÉO DE L’ESSAI DESTRUCTIF MAKE-A-BRIDGE®

Le 13 août 2009, un test statique destructif sur une passerelle Make-A-Bridge® a eu lieu dans le laboratoire de structures à l’université de Waterloo en Ontario (Canada ), afin de déterminer le comportement de la passerelle piétonne dans son ensemble et ainsi vérifier l’interaction de ses composantes. Le Dr Scott Walbridge, ing. (Alberta), professeur adjoint au département de génie civil et environnemental de l’université de Waterloo a supervisé les opérations. Les informations et les résultats qui suivent sont tirés du rapport rédigé par le Dr Walbridge.  

Organisation de l’essai

L’échantillon soumis à l’essai est une passerelle modulaire Make-A-Bridge®  composée essentiellement de 2 poutres triangulées principales de type « pony-warren» reliées entre elles par une série de cinq traverses.  Chaque membrure est connectée par un joint moulé de conception brevetée. La passerelle est composée de membrures construites en alliage d’aluminium 6063-T54. La portée de la passerelle mesure 6,1 mètres (20 pieds) de longueur par une largeur libre de 0,61 mètres (2 pieds). Il est à noter qu’une passerelle piétonne  est normalement plus large mais la largeur fut réduite afin de permettre à l’échantillon de satisfaire les contraintes d’espace dû aux dimensions du banc d’essai du laboratoire de structures de l’université.      

La charge est introduite via un vérin hydraulique connecté à un système de poutres et de rouleaux permettant de répartir également la charge sur les trois traverses centrales. Aucune charge n’a donc été appliquée aux deux traverses d’extrémités. Les charges ont été transférées sur les traverses centrales via des plaques d’aluminium usinées au diamètre des transverses dans le but de distribuer la charge sur une plus grande surface créant ainsi un contact optimal entre le système de distribution des charges et les points de contacts de l’échantillon. Ce dispositif permet d’éviter que la paroi extérieure de la transverse se déforme sous l’effet d’une charge concentrée non représentative. Un lubrifiant a été appliqué sur des plaques en Teflon® afin de réduire au minimum la friction entre les points de contacts et les traverses.

L’échantillon repose sur deux supports indépendants du banc d’essai. Un des deux supports simulait un appui à rotule tandis que l’autre simulait un appui rouleau. Quatre assemblages en aluminium soudés ont été conçus afin de fixer la passerelle sur les supports du banc d’essai.

Résultats

Dans la VIDÉO DE L'ESSAI DESTRUCTIF, lors du déroulement du test visionné en accéléré, on retrouve un tableau dont l’ordonnée représente la charge totale P (kN) générée par le vérin hydraulique et en abscisse la déflection de l’échantillon (mm). Les mesures de la déflection ont été recueillies à partir de la transverse du centre. Au début du test, la droite de couleur rouge représente le comportement à l’intérieur de la limite d’élasticité du matériel. Survient ensuite une plastification de l’échantillon de façon très graduelle, ce qui empêche de déterminer le point précis où la droite change de trajectoire pour former une courbe en bleu. La charge ultime atteinte lors du test fut de 183 kN accompagnée d’une flèche de 61 mm. Suite à cette charge ultime, l’échantillon continue à démontrer une certaine ductilité représentée par la courbe en vert pour se rompre à une charge de 157 kN accompagnée d’une flèche d’environ 80 mm.   

Lors du test, la charge fut introduite directement sur trois transversales via un appui d’une longueur de 203 mm (8 pouces). La charge n’a pas été répartie sur toute la longueur des transverses et cela a eu pour résultat de générer une plus grande contrainte en flexion. Dans un cas réel d’une passerelle chargée de piétons, les transverses seraient sollicitées différemment et la charge ne serait pas distribuée d’une façon aussi concentrée puisqu’il s’agirait de plusieurs petites charges appliquées sous chacun des longerons situés entre le platelage et les transverses.     

L’échantillon fut fabriqué exclusivement avec des membrures en alliage d’aluminium 6063-T54 et des jonctions en alliage AA356-T6. En janvier 2010, MAADI Group a apporté plusieurs modifications dans la répartition du métal à l’intérieur des sections utilisées dans le système MakeABridge® afin d’éliminer les contraintes élevées qui sont à l’origine de la rupture de l’échantillon mis à l’essai. La nouvelle version 2010 de Make-A-Bridge® est maintenant fabriquée avec l’alliage 6005A-T6 au lieu de l’alliage 6063-T54 ce qui a pour effet d’augmenter considérablement la résistance du produit. L’alliage 6005A-T6 possède une résistance ultime de 260 MPa (37.7 ksi) et une limite élastique de 240 MPa (34.8 ksi). La résistance ultime de l’alliage 6063-T54 qui est de 230 MPa (33.3 ksi) sa limite élastique est de 205 MPa (33.3 ksi)