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TP - Murs et ouvertures

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Présentation

Panneau

Mise en situation :

Monsieur et madame Carcin sont propriétaires d'un pavillon de type construction traditionnelle et ils envisagent de faire plusieurs travaux.

Plan


Question

Problème :

Comment construire des murs et des ouvertures solides ?

Démarche proposée :

Pour résoudre ce problème, on vous propose le séquencement suivante :

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Séquence 1 - Situation et travaux

Pavillon

L'habitation de la famille Carcin est une maison individuelle située dans un lotissement.

Problématique :

Qu'avez-vous compris et retenu de la situation proposée ?

Ressources :

Pour vous aidez à répondre aux questions de cette séquence, vous disposez des ressources suivantes :

Questions :

Q.1.1. Expliquez les mots "pavillon" et "lotissement".

Q.1.2. Quel est le terme désignant le contraire de "maison individuelle" ?

Q.1.3. Précisez les 3 principaux matériaux utilisés dans une construction traditionnelle.

Q.1.4. Expliquez en quoi consistent des travaux de rénovation.

Q.1.5. Dans une habitation, existe-t-il d'autres types de travaux ? Lesquels ?

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Séquence 2 - Construction d'un garage

Garage

Leur véhicule stationnant dans la rue, la famille Carcin souhaite faire construire un garage attenant à la maison.

Problématique :

Comment bâtir des murs solides par empilement de blocs ?

Contraintes :

Les murs doivent soutenir des charges lourdes : la porte de garage, la charpente, l'isolation et la couverture du toit. Ils participent à la solidité de l'ensemble du bâtiment et seront composés d'un assemblage de parpaings.

Ressources :

Pour vous aidez à répondre aux questions de cette séquence, vous disposez des ressources suivantes :

Questions :

Q.2.1. Expliquez ce qu'est un parpaing puis donnez ses deux types de fabrication.

Q.2.2. Recopiez puis complétez le schéma d'expression du besoin du garage.

Graphe des prestations

Q.2.3. Grâce au schéma de la question précédente, recopiez la phrase suivante en écrivant les parties manquantes en vert.

L'objet technique nommé  . . .  rend service  . . .  en agissant sur  . . .  pour satisfaire le besoin de  . . .  .

Manipulation :

On vous propose de tester la stabilité d'un mur composé d'un empilement simple de blocs.

Pour les 2 montages suivants :

  • Réalisez l'empilement des 15 blocs (3 blocs par rangée et 5 rangées de hauteur).
  • Contrôlez leur solidité en appuyant par exemple avec une règle (comme une échelle contre un mur).
Empilement 1

Test de la colonne centrale

Empilement 2

Test de la colonne de droite

Questions :

Q.2.4. Que pensez-vous de la stabilité de chaque montage ? Est-ce que les blocs tiennent et expliquez pourquoi ?

Q.2.5. Pour les 2 montages, proposez une nouvelle méthode d'empilement plus stable sans aucun ajout de matière.

Vous ne devez dessiner que la vue de face de chaque mur, avec des blocs aux dimensions suivantes :

Bloc

Sur une feuille à petits carreaux :

  • Hauteur = 2 cm
  • Largeur = 3 cm
  • Profondeur = 1,5 cm

Sur une feuille à gros carreaux :

  • Hauteur = 1 carreau
  • Largeur = 2 carreaux
  • Profondeur = 1 carreau

Q.2.6. Donnez 2 techniques de solidification par ajout de matière, utilisées pour la construction d'un mur.

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Séquence 3 - Ouverture dans un mur porteur

Mur et cloison

La famille Carcin souhaite agrandir l'espace intérieur de la maison en réalisant une large ouverture dans un mur porteur entre deux pièces à vivre : la cuisine et le séjour.

Problématique :

Quels sont les problèmes de réalisation d'une ouverture dans un mur porteur ?

Ressources :

Pour vous aidez à répondre aux questions de cette séquence, vous disposez des ressources suivantes :

Questions :

Q.3.1. Expliquez ce qu'est un mur porteur et une pièce à vivre.

Q.3.2. Recopiez puis complétez le schéma d'expression du besoin de l'ouverture entre la cuisine et le séjour.

Graphe des prestations

Q.3.3. Grâce au schéma de la question précédente, recopiez la phrase suivante en écrivant les parties manquantes en vert.

L'objet technique nommé  . . .  rend service  . . .  en agissant sur  . . .  pour satisfaire le besoin de  . . .  .

Q.3.4. Sur le dessin suivant, coloriez en vert les blocs qui tomberont quand on enlève le bloc A.

Mur

Q.3.5. Sur le dessin précédent, coloriez en jaune les blocs qui tomberont quand on enlève les blocs B et C, après le bloc A.

Q.3.6. Toujours sur le même dessin, coloriez en rouge les blocs qui tomberont quand on enlève ensuite le bloc D.

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Séquence 4 - Réalisation d'une arche

Mur et arche

Préférant le style rustique, monsieur Carcin propose la création d'une arche, plus précisément un arc de plein cintre.

Problématique :

Comment mettre en oeuvre et faire tenir une arche ?

Ressources :

Pour vous aidez à répondre aux questions de cette séquence, vous disposez des ressources suivantes :

Question :

Q.4.1. Expliquez ce qu'est un arc de plein cintre puis donnez 4 autres types d'arc.

Manipulation :

On vous propose d'essayer de mettre en oeuvre l'arche seule :

  • Elle doit être de plein cintre.
  • Vous ne disposez que des éléments précisés dans les ressources, aucun autre matériel autorisé !

Arche

Questions :

Q.4.2. Expliquez les problèmes rencontrés lors de la construction de l'arche puis proposez des solutions.

Q.4.3. Sur le dessin suivant, expliquez l'effondrement de la voute en indiquant par des flèches rouges le sens de déplacement des blocs A, B et C.

Arche

Manipulation :

On vous propose maintenant de bâtir l'arche complète :

  • Elle doit être de plein cintre.
  • Vous disposez de tous les éléments présents dans le banc d'essai.

ArcheMur

Question :

Q.4.4. Sur le dessin précédent, coloriez la clé de voute en vert, les voussoirs en jaune, les contre-voussoirs en rouge et les sommiers en bleu puis tracez la flèche F et la portée P de la voute.

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Séquence 5 - Mise en place d'un linteau

Mur et linteau

Préférant un style plus actuel, madame Carcin propose l'utilisation d'un linteau.

Problématique :

Quels sont les efforts exercés sur un linteau ?

Ressources :

Pour vous aidez à répondre aux questions de cette séquence, vous disposez des ressources suivantes :

Icone Le laboratoire de tests

Icone Le banc d'essai Arche (1 base, 1 linteau, 33 blocs blancs et 4 demi-blocs)

Icone Document-réponse 4

Questions :

Q.5.1. Expliquez ce qu'est un linteau et donnez sa fonction.

Q.5.2. Donnez les 3 principaux matériaux utilisés de nos jours pour la fabrication d'un linteau.

Manipulation :

On vous propose de créer une ouverture dans un mur avec un linteau :

  • La largeur de l'ouverture est de 4 blocs.
  • Vous disposez des éléments précisés dans les ressources.

Linteau

Question :

Q.5.3. Représentez sur le dessin suivant, l'effort appliqué au point A par une flèche de 2cm et en rouge. En déduire le nom de la force auquelle est soumis le linteau.

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