‹ Recherches sur les séismographes destinés à l'inscription de la composante verticale du mouvement du solChapitre 29 sur 95 · LEP EUR · texte numérisé non relu

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le haut ou vers le bas, provoquera une diminution de la tension des ressorts auxiliaires. Cette particularité n’a pas d’équivalent pour les appareils de la première catégorie.

2 Les calculs faits plus haut ne tiennent pas compte du rôle des organes de transmission et d'amplification. Ces diverses pièces constituent en réalité des pendules supplémentaires, ayant chacun sa période propre déterminée : a) par son moment d'inertie; b) par les propriétés élastiques des liaisons (lamelles d'acier croisées constituant les axes de rotation, pièces en fil d'acier destinées à permettre le jeu des tiges de transmission). Tous ces éléments réagissent les uns sur les autres, et finalement la période du séismographe est fonction de tous ces facteurs. Le rôle de chacun d'eux ne peut être établi mathématiquement d’une façon simple.

J'ai cherché à déterminer leur effet global par une série de mesures effectuées sur le vertical Wiechert de 1200 kgs.

1° Étude des ressorts auxiliaires. — Le dispositif étant démonté, j'ai pu étudier séparément les ressorts auxiliaires. Chacun d’eux, attaché sur un support, a été soumis à des charges alternativement croissantes et décroissantes, pour éliminer l'effet d’hystérésis, d’ailleurs assez faible. Après divers essais préliminaires, j'ai exécuté les mesures définitives avec des charges comprises entre 100 grammes et 2500 grammes, variant de 100 en 100 grammes. L'extrémité inférieure du ressort était visée au moyen d’un petit cathétomètre; je me suis contenté de mesurer les allongements à 1/10 de mm. près : les variations observées d’une expérience à l’autre, dues probablement à de petites variations de température, montrent qu'il eût été illusoire de chercher une plus grande précision.

Le tableau I indique les résultats obtenus pour le ressort inférieur (pour le ressort supérieur, ils ont été analogues). Dans la colonne 1 figurent les charges exprimées en grammes. La valeur des allongements (différence éntre la longueur du ressort sous la charge indiquée et sa longueur à vide) est indiquée en millimètres, dans les colonnes 2 et 4 pour les charges croissantes, dans les colonnes 3 et à pour les charges décrois-

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TaBLeau I

Dispositif d'augmentation de période du Vertical Wiechert de 1200 Kgs.

Etude du ressort inférieur. 0 — 4°,8 à 5°,0 1 2 3 4 5 6 7 M D M D Moyenne À 100.. 0,/ 0,0 0,5 0,6 0,92 a 200. HarO) (BE 15e) 129 1,22 — 300.. 1,0 2,2 10 DA 1,99 = 400... DT 2,6 2,0 30 2,82 500.. 3,9 8h19 00 IEC h,3 3,87 —— 600. 5,3 5,8 De Gr UNE AGE 56 700. TE 7,9 Te jee 5,20 G2 800. 8,9 9,0 8,4 8,8 8,67 67 900. 10,3 10,6 10,3 10,6 10,45 92 1000. 11,8 12,6 11,9 1229 19,19 58 1100. pe) 14,3 197 O0 19,70 63 1200. 15,9 16,2 15,2 15,8 10,77 LS 1300... 18,4 18,7 18,2 ES 18,20 hi 1400. 20,2 20,5 19,8 20,3 20,20 AS 1500... 21,9 Sr 20,9 >) 21,09 72 | 1600... 200 23,7 23,4 2997 23,62 48 1700.. 25,0 25,5 25,4 25,3 25,45 54 1800 26,9 27,1 27,0 a, 27,02 Go 2000... 30, 7 30,8 30,4 SO 30,85 i9 2100 32,3 32,4 32,1 32,2 82,25 70 2200 Du 34,3 DOS 99,7 33,07 57 2300 35,8 90,17 3030 DO O 20407 62 2400 37,0 97,4 9750 37,9 37,40 52 2500 000 30,0 39,2 39,0 39,12 58 Moyenne générale. ..... 57,8 xwot LODOUEURANIACRR ARRET 7,00 Longueur sous charge de 2500. 10,75

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santes. Les moyennes figurent dans la colonne 6. Enfin, dans la colonne 7, on trouvera les valeurs du coefficient d’élasticité À du ressort (rapport de la variation de la charge à la variation de l'allongement) exprimées en CGS. Au degré de précision des expériences, on peut le considérer comme suffisamment constant entre 500 et 2500 grammes. Au-dessous de 500 grammes la variation des allongements n'est pas linéaire, les spires élant serrées à vide, et les ressorts subissant de ce fait une certaine compression initiale. Les ressorts proviennent tous deux de la même fabrication et ont les mêmes caractéristiques (21 spires, diamètre du boudin : 23 mm., diamètre du Bi 2emur) Pour lun, }=—=57;7 Xr0/CGS; et pour l’autre, A —=57,8 X 10°. Pratiquement, on peut donc les considérer

comme identiques.

Toute cette série de mesures a été effectuée par des températures oscillant entre 4°,8 et 5°,0; par suite, il n’y avait pas à craindre de perturbations importantes du fait de la température.

2° Étude du coefficient d'élasticilé du système quand on fait varier la lension des ressorts auxiliaires. — a) Le coefficient d'élasticité 8 de l'appareil peut être mesuré de plusieurs façons. J'ai d’abord utilisé un procédé stalique.

A l’aide d’une lunette, on peut viser un index fixé à la tige de poussée qui part du centre de gravité de la masse; une échelle micrométrique permet de mesurer le déplacement de celle-ci au 1/100 mm.; de plus, l'index mobile comporte un vernier au 1/10.

Dans une première série de mesures, j'ai enlevé les ressorts auxiliaires, après quoi je les ai remis en place et leur ai donné des tensions de plus en plus fortes, jusqu’à atteindre celles qui sont mises en jeu lors du fonctionnement normal de l’appareil. Pour chaque série d'expérience, j'ai noté la période correspondante. Un plateau fixé à la tige de poussée permet de placer de petites masses additionnelles. Mesurant l'allongement pour une masse additionnelle donnée, on en déduit le coefficient d’élasticité du système. J'ai opéré avec des masses alternative-

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ment croissantes et décroissantes pour éliminer l'effet d’hystérésis. Pour les courtes périodes, je les ai fait varier de 10 gr. en 10 gr.; à partir de 1°,7 de 5 gr. en 5 gr. La charge initiale a été choisie dans chaque série d’expérience de façon à réaliser une déviation suffisamment grande pour que la mesure soit possible, et la charge finale de façon à produire des déviations ne dépassant pas trop celles que l’on obtient lors des oscillations de l'appareil au cours d’un séisme. La plus petite charge utilisée dans toutes les expériences a été 5 gr., la plus grande 500 gr.

La température a été notée chaque fois : 1° au début, 2° après avoir atteint la plus forte charge, 3° après retour à la charge initiale, et ainsi de suite. Il se produit une hausse de température d'environ 1/2 degré au cours d’une demi-journée d’expérience ; cette variation est due à la présence de l'observateur, et au rayonnement des lampes électriques. Elle n'aurait pu être éliminée sans des complications hors de proportion avec le résultat cherché. Dans l’ensemble, la température est restée comprise entre 5°,0 et 6°,5 pendant toute la série des mesures, écart suffisamment faible.

Au degré de précision des expériences, on peut admettre que la valeur du coefficient d’élasticité du système est sensiblement constante pour une période donnée. Le tableau IT rassemble les résultats obtenus dans la première série d'expériences (période : ‘1°,0). La première colonne indique les charges en grammes. Les allongements, exprimés en 1/100 mm., se trouvent dans les colonnes suivantes (M : charges croissantes; D : charges décroissantes). L’avant-dernière colonne renferme les moyennes, et la dernière, les valeurs calculées pour &, coefficient d’élasticité de l'appareil, en CGS. Des tableaux analogues ont élé établis pour les diverses périodes : faute de pouvoir les reproduire en totalité, je résume les résultats dans le tableau IV, Dans la première colonne de ce tableau figurent les périodes mesurées T, et dans la colonne 2 les quantités &, obtenues par les mesures que je viens d'exposer.

b) On peut également calculer de nouvelles valeurs 6, par

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