Stabilité des structures - Présentation

Cycle concerné :	Durée :
cycle 4 - niveau 5ème	3 séances de 1h30 min

Pourquoi une structure ne s'effondre-t-elle pas ?

Présentation de la ressource

Thèmes dans lesquels s'insère la séquence :

OTSCIS 2.2 Lire, utiliser et produire, à l’aide d’outils de représentation numérique, des choix de solutions sous forme de dessins ou de schémas.

MSOST 1.4 Identifier le(s) matériau(x)
MSOST 1.7 Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer une conclusion et la communiquer en argumentant
MSOST 2.1 Utiliser une modélisation pour comprendre, formaliser, partager, construire, investiguer, prouver
MSOST 2.2 Simuler numériquement la structure et/ou le comportement d’un objet.
Interpréter le comportement de l’objet technique et le communiquer en argumentant

Outils de description d’un fonctionnement, d’une structure et d’un comportement
Outils numériques de description des objets techniques
Notions d’écarts entre les attentes fixées par le cahier des charges et les résultats de l’expérimentation
Familles de matériaux avec leurs principales caractéristiques

Compétences (ou items) évaluées lors de cette séquence :

CS 1.7 : interpréter des résultats expérimentaux, en tirer une conclusion et la communiquer en argumentant.
CS 1.8 : Utiliser une modélisation pour comprendre, formaliser, partager, construire, investiguer, prouver.
CT 2.2 : Identifier les matériaux dans le cadre d’une production technique sur un objet.
CT 5.1 : Simuler numériquement la structure et/ou le comportement d’un objet.
CT 5.3 : Lire, utiliser et produire des représentations numériques d’objets.

Modalités de déroulement de la séquence (groupe/individuel ; durée de la séance ; réinvestissement / découverte) :

Séance 1 (1h30min) : L’aqueduc du pont du Gard
Investigation autour de la technique des voûtes. A partir d’une discussion autour de la résistance dans le temps du pont du Gard construit par les romains, les élèves doivent identifier en équipe (3 à 5 élèves) les solutions techniques utilisées pour éviter que les voûtes ne s’effondrent pas au moyen d’une maquette de structure disponible sur leur îlot. Synthèse en groupe classe.

Séance 2 (1h30min) : Les ponts en treillis
Démarche de résolution de problème autour de maquettes de pont en treillis. A partir d’une photo, chaque équipe d’élèves (3 à 5) reproduit la maquette qui n’est pas stable. Ils doivent proposer des solutions et les mettre en œuvre sur la maquette pour la rendre résistante à une charge. Synthèse en groupe classe.

Séance 3 (1h30min) : La simulation numérique
Simulation numérique d’un pont en treillis. Au moyen du logiciel WestPointBridgeDesigner, les élèves (individuellement ou en binôme) étudient d’un modèle donné de pont qui « casse » lors du passage du camion : les élèves doivent identifier la cause et proposer des solutions techniques qui seront validées grâce à la simulation proposée par le logiciel. Synthèse en groupe classe.