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Le rôle des poteaux dans un habitat. (Démarche d’investigation liée à l’observation et l’expérimentation).

Ce mercredi 11 ce jeudi 12 janvier 2012, dans le cadre de notre enseignement en 5ème EIST (technologie), on a étudié le rôle des poteaux, (suite aux photos prises en début d’année). Chaque présentation de groupe a permis d’aborder de nouvelles notions sur la composition d’une structure d’une part et d’autre part sur les charges d’un ouvrage.

1ère étape  : Rôle des poteaux dans une habitation. (Mercredi 11 janvier). Durée 1h50.

2ème étape  : Influence sur la répartition des charges d’exploitation sur les poteaux. Représentation graphique. Interprétation. TICE et réinvestissement pour les ponts. Jeudi 12 janvier 2012. Durée 1h50

Ensemble, on a pu élaborer la synthèse. Extrait "Habitat & Ouvrages" de chez Delagrave.

Remarques personnelles : lors de la présentation orale face à la classe, chaque groupe a trouvé une notion nouvelle sur le rôle des poteaux....
puis on a regroupé tous les résultats des expériences pour l’élaboration de la synthèse. Des élèves ont fait appel à leur vécu "c’est pour agrandir les pièces de ma maison", qui a orienté le déroulement de leur expérience (G 3). Ils ont construit les poteaux avec les murs, ajouté des poids au dessus des poutres puis ont enlevé les murs, pour savoir si le tout restait maintenu. Un souci dans la coordination des étapes.

Un élève a judicieusement évoqué l’influence des charges d’exploitation sur les poteaux. J’ai été très agréablement surpris et cela m’a permis d’aborder ce sujet par la suite avec la représentation graphique.

Un autre groupe a évoqué la disposition des poteaux dans une habitation. Très bonne idée ! Car elle est tenue en compte dans les calculs, par des architectes et des ingénieurs du bâtiment.

Combien de poteaux ? Quels diamètres, quelles sections ? Comment les disposer ? Quels poids peuvent-ils supporter ? Quelles profondeurs ? RDM ....

Voir la trace écrite des élèves par groupe. Ils visiteront prochainement un chantier en cours et rencontreront des professionnels du BTP, pour connaître les étapes de construction d’un habitat et échanger avec eux.
Le 21/01/12, Nous avons eu un souci technique de la trace écrite des élèves que le site n’arrive pas à publier. Publication ultérieurement.

Article mis en ligne le 11 janvier 2012
dernière modification le 21 janvier 2012

par kamel.benmrad
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Situation problème : A ton avis, pourquoi y a t’il des poteaux ? A quoi cela sert ? Durée 1h30

1. Phase d’appropriation du problème : 10 minutes maxi.

Julie : « Pour tenir les vitres. »

Le prof : « Vous êtes tous d’accord ? »

Les élèves : « Non. »

Le prof : « Pourquoi ? »

Pauline : « Pour soutenir le plafond. »

Camille : « Pour soutenir le bâtiment. »

Victoire : « Pour soutenir le linteaux. »

Théo : « Pour aider les murs à soutenir le bâtiment entier. »

Le prof : « Observez bien la photo. Que faudrait-il faire pour appuyer votre hypothèse ? »

Yaniss : « Faudrait tester avec des linteaux et des poteaux. »

Lucas : « Faudrait faire le magasin en miniature. »

Le prof : « Et puis ? »

Sébastien : « Et voir si cela soutient les murs ou les vitres ou les linteaux. »

2. Phase de recherche : 50 minutes. Illustrée par des photos.

-  Recherche d’expériences.

-  Liste de matériels.

-  Tests.

-  Élaboration de protocole avec schémas.

3. Phase de présentation (5 minutes par groupe).

Groupe 1 :

Hypothèse de départ : « On a supposé que les poteaux soutenaient les linteaux. »

Déroulement de l’expérience : « On a pris de poteaux, et on a mis une règle par-dessus pour faire les linteaux, et on a mis des poids pour voir si les poteaux soutenaient les linteaux et donc le bâtiment. »

Observation : « On a pesé le poteau et on a mis des poids plus lourd que les poteaux et cela a soutenu. Et ensuite on a mis les poids aux milieux de la règle et cela a tenu mais c’est la règle qui s’est tordu et donc on a mis un 3ème poteaux aux milieu. »

Interprétation : « mettre les poteaux cela tient les linteaux et la façade. Pour nous cela pourrait tenir aussi l’avant du bâtiment. »

Validation de l’hypothèse de départ : « L’hypothèse de départ était la bonne. »

Groupe 2 :

Hypothèse de départ : « Le poteau sert à soutenir un linteau. »

Expérience : « On a pris deux poteaux, et on a mis une règle. Après on a mis des poids. »

Observation : « Et la règle se tordait. Puis on s’est que c’était aussi un mur qui pouvait porter le linteaux : On a pris du polystyrène des balances que l’on a empilé et on a mis la règle au dessus. Cela tenait aussi. »

Interprétation : « Les poteaux peuvent tenir les linteaux et le mur aussi. »

Validation de l’hypothèse : « Elle est juste mais incomplète, car les poteaux peuvent aussi aider le mur à soutenir un bâtiment. »

Groupe 3 :

Hypothèse de départ : « Les poteaux permettent de remplacer les murs. »

Expérience : « Nous avons placé un bout de polystyrène qui faisait office de mur avec au dessus une règle qui faisait office de linteau. »

Observation : « Nous avons remarqué que cela tenait avec le mur.
Puis nous avons remplacé le polystyrène par des poteaux. Il faudra place le poids au dessus des poteaux pour maintenir les poteaux. »

Interprétation : « Les murs peuvent être remplacés par des poteaux, car vu que c’est un magasin, ils ont besoin d’une vitrine et chez nous on a remplacé un mur par des poteaux pour agrandir la pièce et c’est à partir de cette idée que nous avons proposé cette expérience. »

Validation : « Et la était vérifié car il faut placer les poids pour que la stabilité soit meilleure.

On demande aux autres d’élèves d’intervenir.

Le professeur explique l’expérience puis demande quels sont les éléments de la structure pour le gros œuvre sont construits ?

Thèo et les autres : « Les fondations. »

Le prof : « Ensuite pour le 1er étage ? » Avec diverses réponses….

Marceau :« Le sol. »

Le prof : « Pour maintenir le sol ? »

Pauline : « Des poteaux. »

Théo : « On les encastrent dans le ciment. »………..Après concertation avec le prof, Nous avons su que les poteaux étaient encastrés dans le sol. Donc nous en avons déduit que les poids n’étaient pas nécessaires. »

Groupe 4 :

« On suppose qu’il faut des poteaux pour soutenir le bâtiment. »

Expérience : « On a pris deux poteaux, un linteaux, et des poids.
On a mis les poteaux à la verticale, et on a superposé le linteau, et on a mis à différents endroits les poids car les objets (mobiliers) dans la maison ne sont pas au même endroit. Et la maison n’est pas symétrique. »

Observation : « Les poteaux et les linteaux ont tenu. Aucun des poids n’est tombé.

Interprétation : les poteaux servent à soutenir les linteaux et le plafond et le mobilier. »

Validation de l’hypothèse : « On avait pas totalement raison car on pensait que les poteaux pouvait tout soutenir et cela grâce à l’aide des linteaux, mais sans le linteau les poteaux ne servirait à rien. »

Groupe 5 :

Hypothèse de départ : « On suppose que les poteaux servent à équilibrer le bâtiment. Et les linteaux servent à soutenir l’étage. »

Expérience : « On a pris 4 poteaux, on a placé 2 5 cm d’écart et 2 autres à 8 cm d’écart.
Nous avons posé un linteau et un poids dessus. »

Observation : « Si les poteaux n’ont pas la même distance entre eux alors ils s’effondreront par contre poids. »

Interprétation : « Grâce à l’observation on peut conclure que s’il n’ y a pas la même distance entre les poteaux. Ils s’écroulent.

Le souci c’est qu’il y a certains poteaux un peu plus grands (1 mm), mais ils ont bien cerné que pour construire une maison il y a des contraintes sur la répartition des charges dans une maison.

Et c’est à partir de tous les résultats des expériences que nous avons ensemble construits notre synthèse.

4. Phase de structuration. Synthèse "de référence" (profs) :

« Les poteaux permettent d’obtenir de grands espaces sans cloisonnement. Ils supportent les charges transmises par les poutres de plancher. Leur section est petite par rapport à leur hauteur. »

Remarque : « Une poutre située au-dessus d’une ouverture (porte ou fenêtre) est appelé linteau. » Extrait « Habitat et Ouvrages de chez Delagrave. »

Nouvelles notions suite à cette démarche d’investigation :

Contraintes de construction à tenir compte pour l’étude de la stabilité d’une structure d’un habitat :

Tenir compte :

-  du poids propre : charge permanente verticale…..

-  des charges d’exploitation qui correspondent à des charges résultant de l’habitat ou l’ouvrage (êtres humains, meubles.)

-  des charges climatiques.

-  des charges sismiques.

-  de la nature du terrain (meuble……).

-  des contraintes thermiques. (Variations de température dilatation des métaux par exemples……).

-  …….

Téléchargements Fichiers à télécharger :
  • POTEAUX1_.jpg
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  • POTEAUX3_.jpg
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  • POTEAUX4_.jpg
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  • POTEAUX5_.jpg
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  • POTEAUX7_.jpg
  • 22.1 ko / JPEG
  • POTEAUX8_.jpg
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