Etude scientifiques d’objets réalisés par Jean Prouvé

Abstract

Au cours de ce projet, nous avons réalisé l’étude mécanique de 2 objets caractéristiques de Jean Prouvé : la chaise Jean Prouvé et le portique de la Maison Tropicale, le but étant de savoir si ces objets étaient correctement dimensionnés ou non. Nous avons commencé par étudier les différents matériaux qui les composaient avec leurs propriétés qui nous semblaient importantes et utiles pour la suite, puis nous avons dessinés les pièces sous CATIA, qui est un logiciel dédié à la réalisation de pièces complexes. Nous obtenons alors un modèle purement géométrique que nous importons sous ABAQUS, qui est un logiciel de calcul par éléments finis qui va nous permettre de réaliser des simulations de chargement mécanique. Il faut donc évaluer les conditions limites pour chacun des objets : la chaise doit supporter le poids d’une personne sans subir de déformations plastiques et encore moins casser, c’est pourquoi pour simuler cette force, nous appliquons une contrainte calculée avec une personne de 100kg, nous fixons un en encastrement au sol et nous prenons en compte le poids de la chaise. le portique doit résister au plafond de la Maison Tropicale sans céder, c’est pourquoi nous simulons l’action de ce dernier en appliquant une contrainte calculée avec un plafond de 60 tonnes, nous fixons un encastrement au sol pour qu’il ne bouge pas, et nous prenons également en compte l’action de son poids. Ensuite, la pièce doit être maillée, c’est-à-dire découpée en petits volumes sur lesquels seront faits les différents calculs. Maintenant, nous pouvons lancer la simulation et interpréter les calculs. Sous ABAQUS, il est possible de visualiser de nombreux résultats différents, c’est pourquoi il a fallu choisir les plus cohérents avec notre démarche de savoir si le matériau était correctement proportionné. Pour chacun des 2 objets, nous avons donc décidé d’étudier le déplacement global, puis dans chacune des directions. Nous constatons alors un léger déplacement (de l’ordre du mm), mais qui est minime par rapport aux dimensions des pièces. Nous avons ensuite choisi le critère de plasticité de Von Mises pour déterminer si les pièces se déforment élastiquement ou plastiquement. En effet, si la contrainte équivalente Von Mises est supérieure à la limite d’élasticité, alors le matériau présentera des déformations plastiques. Nous constatons pour la chaise et pour le portique que ce n’est pas le cas, donc leur déformation est seulement élastique et donc réversible. Pour finir, nous avons calculé les coefficients de sécurité qui nous permettent de savoir à partir de quel poids l’objet commencera à présenter des déformations plastiques. Cependant, nous avons fait des hypothèses telles que la limite d’élasticité qui vont influencer cette valeur. A l’aide des différents résultats, nous pouvons conclure que les objets étudiés sont correctement proportionnés, car ils ne présentent pas de déformations plastiques et possèdent un coefficient de sécurité compris entre 1 et 2, permettant de faire face aux imprévus.