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comment construire une structure solide?

mis à jour le 11/11/2013


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Comment construire une STRUCTURE FERMEE PLANE à la fois LÉGÈRE, sans MATIÈRE INUTILE et SOLIDE en utilisant le matériel mis à ta disposition ? Comment se comporte-t-elle dans les efforts de compression et traction ? A partir de ces questions, voici un ensemebl de 4 séquences exploitables en classe, ou lors d'une liaison école-collège.

mots clés : liaison école collège, projet, investigation, technologie


Intentions pédagogiques


Voici les objectifs visés par chaque séquence :

1. On veut expliquer qu'une structure élancée (haute et étroite) comme la tour Eiffel risquerait de s'effondrer sous son poids si les poutrelles métalliques verticales qui la constituent n'étaient pas reliées entre elles par de nombreuses poutrelles transversales, qui empêchent des instabilités qu'on appelle instabilités de flambement de se produire dans les poutrelles verticales travaillant en compression.

2. On veut expliquer que si l'on veut utiliser une poutre ou une dalle horizontale « pleine » pour soutenir une charge ( la partie de la poutre située à mi-hauteur se déforme très peu et n'est soumis qu'à des efforts négligeables. On peut donc éviter d'avoir une matière résistante à cet endroit, ou même s'accommoder d'une absence de matière au centre, par exemple, en utilisant une poutre creuse. Celle-ci aura la même résistance puisque ses parties qui « travaillent » (et doivent résister aux efforts) seront les mêmes que dans la poutre pleine. L'avantage sera d'utiliser une pièce plus légère.

3. On veut expliquer que pour stabiliser une étagère rectangulaire vis-à-vis de forces qui tendent à la gauchir, ou alors pour stabiliser, vis-à-vis de l'action du vent soufflant horizontalement, un abri construit avec des planches de bois (verticales et horizontales) assemblées par des clous à leurs extrémités, et constituant des rectangles verticaux formant les faces avant et arrière de la cabane, il convient de relier rigidement les coins des rectangles se trouvant aux extrémités des diagonales. Ceci est fait en pratique en fixant la longueur des diagonales par le biais d'un « dos » constitué d'une planche très mince (mais résistant à la traction) cloué sur les côtés horizontaux et verticaux de l'étagère ou sur les parois verticale et horizontales de la cabane.

4. On a vu que si l'on veut franchir un obstacle (une rivière par exemple) à l'aide d'une poutre (ou une dalle) posée sur deux appuis, la partie supérieure de la poutre se déforme de telle manière qu'elle travaille en compression, et sa partie inférieure travaille en traction (ou en extension). Les déformations de traction et de compression sont d'autant plus prononcées que la distance entre les deux appuis est grande.
 

Exemples d'illustrations


Le dossier est riche et linéaire pour amener une progression cohérente. Voici quelques exemples des documents publiés :
 

information(s) pédagogique(s)

niveau : Ecole tous niveaux, 5ème

type pédagogique : démarche pédagogique, analyse de pratique

public visé : enseignant

contexte d'usage : classe

référence aux programmes :

documents complémentaires

site web
Accéder à la ressource depuis le site de LAMAP
    http://www.fondation-lamap.org/fr/page/16816/comment-construire-une-structure-solide

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