Rapport technique 2011 Final rev.5
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  • cours - matière potentielle : l' hiver
  • organigramme ¶
  • ambiance de coopération entre les membres de l'équipe
  • général wolfe
  • fibres métalliques
  • canoës
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Langue Français
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Extrait

Université de Sherbrooke Général Wolfe

TABLE DES MATIÈRES
Sommaire exécutif…………………………………… i Calendrier du projet…………………………………. 8
Analyse structurale…….…………………………….. 1 Dessin de détails…………………………………….. 9
Essais et conception………………………….……..... 1 Annexe A – Références…………………………… A-1
Gestion et construction………………………..…..…. 4 Annexe B – Proportions des mélanges…...……...... B-1
Innovation et développement durable……………….. 6 Annexe C – Tableaux des prix des matériaux……. C-1
Organigramme………………………………………...7

SOMMAIRE EXÉCUTIF
L’Université de Sherbrooke se situe dans les Cantons de l'Est au cœur d’une région de lacs et de
montagnes. Elle offre plus de 260 programmes au sein de neuf facultés. Depuis 1954, année de sa
création, l’institution base ses traditions sur l’audace et l’innovation, valeurs qu’elle transmet à plus de
35 000 étudiants chaque année. Reconnue pour l’excellence de son régime coopératif depuis 1966,
l’institution se classe au sommet des universités québécoises dans l’enquête pancanadienne du quotidien
The Globe and Mail depuis maintenant plus de huit ans.

Encouragée par un programme d’ingénierie basé sur le développement des compétences
professionnelles, la délégation de l’Université de Sherbrooke participe à la Compétition Nationale de
Canoë de Béton depuis 17 ans. L’équipe se base maintenant sur une forte tradition d’excellence des
éditions antérieures, ayant terminé dans les quatre meilleures équipes à chacune des sept dernières
années. Les figures 1 et 2 montrent l’équipe du Seaking 2010 lors de la compétition se déroulant à
Toronto.

Cette année, le canoë présenté par l’Université de Sherbrooke porte fièrement le nom de
Général Wolfe, célèbre conquérant britannique de la ville de Québec en 1759.

Afin d’atteindre ses objectifs d’offrir un canoë Tableau 1 – Caractéristiques du Général Wolfe
compétitif et de reprendre son titre canadien, une Dimensions du canoë
Masse 124 kg gestion rigoureuse et une implication importante de
Longueur maximale 6096 mm tous les membres de l’équipe ont été nécessaires.
Largeur maximale 803 mm
L’innovation principale de cette année a été d’usiner le
Hauteur maximale 406 mm
moule en polystyrène servant à la fabrication de notre
Épaisseur des parois 12,5 mm
moule femelle. De plus, l’utilisation de matériaux Couleur Gris
recyclés, telles la poudre de verre et la poudre de Propriété du béton structural
3polyéthylène, permet de diminuer l’impact négatif de Masse volumique 1056 kg/m
Résistance en compression, 28 jours 13,7 MPa la fabrication du canoë sur l’environnement.
Résistance en traction, 28 jours 2,35 MPa
Renforcement L’équipe de l’Université de Sherbrooke est fière de
Type d’armature Fibre de verre présenter le canoë Général Wolfe possédant les
Emplacement Plats-bords
caractéristiques montrées au Tableau 1.
Diamètre 6,35 mm
Figure 1 & 2 – L’équipe du Seaking 2010 lors de la compétition nationale

i Université de Sherbrooke Général Wolfe

ANALYSE STRUCTURALE
Une analyse structurale du Général Wolfe a été réalisée à l’aide du logiciel de modélisation et de
calcul de contraintes par éléments finis Catia®. Cette analyse des charges statiques a pour objectif
premier de déterminer la distribution des efforts internes dans la structure du canoë. Le second objectif
de cette démarche est de déterminer l’ordre de grandeur des efforts subit par le béton afin de finaliser
son développement et de déterminer le renforcement nécessaire dans les zones critiques du canoë. De
plus, des cubes et cylindres du béton du Général Wolfe
Tableau 2 – Caractéristiques moyennes du ont été testés afin de déterminer les valeurs moyennes de la
béton utilisé lors de l’analyse structurale
masse volumique, du module d’Young et du coefficient de Masse Coefficient de Module
Poisson nécessaire à la détermination des forces présentes et volumique Poisson (ν) d’Young (E)
3
1056 kg/m 0,20 4 875 MPa à la conversion des déplacements en contraintes. Ces
valeurs sont présentées au tableau 2.

Quatre cas de chargement ont été simulés lors de l’analyse. Ces cas sont Tableau 3 – Paramètres utilisés
décrits au tableau 4. Il s’agit de cas où les forces en jeux sont statiques. lors de l’analyse numérique
Les forces appliquées par les pagayeurs et les personnes transportant le Type de solveur Gauss R6
canoë, ont été décrites comme des réactions aux appuis en fixant les Nombre d’éléments 16 411
déplacements dans l’espace de petites surfaces représentant les points de Type d’élément tétraédrique
contact avec le canoë. La poussée d’Archimède servant à équilibrer le
poids des pagayeurs (687 N par pagayeur) et du canoë (1521 N) a été décrite par une force surfacique
2appliquée perpendiculairement à la coque sur la surface mouillée du canoë (4,8 m dans le cas A).

Tableau 4 – Cas de chargements simulés et analysés Le tableau 3 présente les paramètres utilisés lors
Chargements simulés Forces considérées de l’analyse numérique. Les contraintes de la
A Deux pagayeurs au repos Poids des pagayeurs
figure 4 montrent que le pire des quatre cas de
Poids du canoë B Trois pagayeurs au repos
chargements considérés est celui à deux Poussée d’Archimède C Quatre pagayeurs au repos
pagayeurs (Cas A). La contrainte maximale D Transport par six personnes Poids du canoë
Poussée des personnes dans les plats-bords au milieu du canoë atteint
0,53 MPa en tension. Sous le pagayeur avant,
elle atteint 2,95 MPa aussi en tension. Il s’agit bien sûr
d’effort avec les pagayeurs au repos. Ces efforts peuvent
cependant servir de base pour l’estimation des efforts subis
de façon dynamique par le canoë. Un facteur de
conversion de 1,25 pour un canoë en béton dans l’eau
(Paradis 2004) peut alors être appliqué à ces efforts.

ESSAIS ET CONCEPTION
Depuis plusieurs années, le canoë de béton de l’Université
de Sherbrooke a fait du béton autoplaçant (BAP) sa
Figure 4 – Contraintes dans la structure
marque de commerce. Il est sans aucun doute primordial
pour les membres du Général Wolfe de favoriser la fluidité et la mise en place accélérée du béton.
Afin de perpétuer la tradition, cette année encore notre canoë ne possède pas de treillis d’armature.

Processus de développement
Une attention particulière a été portée à la recherche de nouveaux agrégats et de nouvelles fibres. Nos
objectifs sont de trouver des matériaux ayant une faible masse volumique, une grande ouvrabilité, une
haute résistance à la flexion et une excellente ténacité. En ce sens, l’essai de nouveaux produits et
l’optimisation de ceux déjà utilisés ont permis de perfectionner davantage le mélange.


1 ³
Université de Sherbrooke Général Wolfe

Type de ciment et ajouts cimentaires
Le ciment utilisé, conforme à la norme ASTM C150, est de type HS. Ce type de ciment est retenu pour
sa faible teneur en aluminate tricalcique (C A). Cette propriété lui permet de conserver une meilleure 3
rhéologie durant la coulée. Quant aux différents ajouts cimentaires tels que le métakaolin, la fumée de
silice, la poudre de verre et la cendre volante, les équipes antérieures de l’Université de Sherbrooke ont
réalisé de nombreuses études sur ceux-ci. Pour cette édition, nous avons statué sur le fait que les équipes
antérieures avaient optimisé les proportions des ajouts cimentaires.

Le métakaolin correspondant à la norme ASTM C618, influence grandement la fluidité du béton en
contribuant à diminuer la surface spécifique par rapport à d’autres ajouts cimentaires comme la fumée de
silice. De plus, il a permis de diminuer la quantité de ciment incorporée dans le mélange. La poudre de
verre a un impact considérable dans notre mélange grâce à sa teneur en silice qui permet de compléter la
réaction d’hydratation. De surcroît, la poudre de verre permet d’augmenter la fluidité de notre béton en
raison de ses apports aux propriétés rhéologiques. Qui plus est, l’utilisation de cendres

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