Matériau ou structure
Matériau ou structure ?
Problématique :
Que signifient les vocables " Structure " et " Matériau " ?
Un fluide est-il une structure ou un matériau ?
Une structure triangulée :
Imaginons une structure macroscopique triangulée faite de barres et de nœuds les reliants, c'est-à-dire, telle que les barres une fois assemblées ne forment dans l'espace qu'une juxtaposition de triangle dont les sommets sont les nœuds.
Accès à la structure :
Imaginons également que cette structure ne soit accessible par contact extérieur que par ses nœuds et jamais par ses barres.
Structure chargée :
Si l'on sollicite cette structure par une force extérieure, le point d'application de la force ne peut être qu'un nœud.
Entre les nœuds, on suppose qu'il n'y a aucun élément rigide pouvant reprendre une quelconque force.
Questions
Y a-t-il une force appliquée à la structure ?
Y a-t-il une surface d'application continue pouvant caractériser la structure dans son ensemble ?
Est-il possible, dans cette configuration, de déterminer la contrainte appliquée à la structure ?
Réponses
On ne peut répondre "oui" qu'à la première question.
Il y a bien une force appliquée à la structure. Mais il n'y a pas de surface de structure continue permettant de caractériser tout le comportement de la structure sous l'action d'une seule force.
Il n'est donc pas possible de déterminer une contrainte "appliquée à la structure" car il n'y a pas continuité de la structure sous la sollicitation.
Conclusion
Cet exemple montre que l'identification de la contrainte subie par un milieu n'est possible que si le milieu est continu.
Un matériau est un milieu continu et on peut lui appliquer le concept de la contrainte. Par contre, un milieu discontinu est une structure et on ne peut pas lui appliquer le concept de la contrainte.
Un matériau est un milieu sans forme propre tandis qu'une structure possède une forme et une géométrie. Elle est composée d'un matériau, voire de plusieurs.
A l'échelle d'une particule, un fluide est un matériau. On peut donc lui appliquer le concept de la contrainte ainsi que les lois de la mécanique des milieux continus.
A l'échelle d'une molécule, un fluide est une structure, désordonnée comme nous l'avons déjà vu, et n'est pas continu.
