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1 Constructeur bois Document professeur STI2D Mathématiques SVT Physique Chimie Seconde Première Terminale Quelles approches dans les disciplines scientifiques et technologiques? Compétences scientifiques Compétences (pour le lycée) : Pratiquer une démarche scientifique et développer des pratiques expérimentales Mettre en oeuvre une recherche de façon autonome Mener des raisonnements Avoir une attitude critique vis à vis des résultats obtenus Communiquer à l écrit et à l oral Compétences disciplinaires (en lien avec les programmes) STI (enseignements technologiques communs) Niveau(x) Compétences du programme CO5.2. Identifier des variables internes et externes utiles à une modélisation, simuler et valider le comportement du modèle Terminale CO5.3. Évaluer un écart entre le comportement du réel et le comportement du modèle en fonction des paramètres proposés Savoirs associés Résistance des matériaux : hypothèses et modèle poutre, types de sollicitations simples, notion de contrainte et de déformation, loi de Hooke et module d Young, limite élastique, étude d une sollicitation simple

2 STI (Spécialité architecture et construction) Niveau(x) Compétences du programme CO7.ac2. Proposer/choisir des solutions techniques répondant aux contraintes et attentes d une construction Première Terminale CO8.ac3. Analyser/valider les choix structurels et de confort Savoirs associés Assurer la stabilité : charpente ; porteurs verticaux et horizontaux liaison au sol, stabilité des terres, drainage Étude des structures : modélisation, degré d hyperstaticité, typologie des charges, descente de charges, force portante du sol, sollicitations et déformations des structures comportement élastique, élasto plastique rupture fragile, ductilité coefficients de sécurité moment quadratique, principe de superposition, répartition des déformations dans une section de poutre soumise à de la flexion simple Mathématiques Niveau(x) Seconde Première Connaissances du programme Fonctions, image, antécédent, courbe représentative Équation du second degré, discriminant. Capacités Représenter graphiquement une fonction. Retrouver l antécédent d un nombre, graphiquement et par le calcul. Déterminer et utiliser une fonction du second degré en vue de la résolution d un problème. SVT (Etude de cas n 3) Niveau(x) Connaissances du programme Capacités Établir, à l'aide d'arguments issus Seconde Thème 2 : Enjeux planétaires et contemporains La lumière solaire permet la synthèse de matière organique à partir d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone. Ce processus permet, à l'échelle de la planète, l'entrée de matière minérale et d'énergie dans la biosphère de résultats expérimentaux les éléments de bilan de la photosynthèse

3 SVT (Etude de cas n 4) Niveau(x) Compétences du programme Capacités Seconde Thème 2 : Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol L'augmentation rapide d'origine humaine, de la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère interfère avec le cycle naturel du carbone. Un sol est lent à se former, inégalement réparti à la surface de la planète, facilement dégradé et souvent détourné de sa fonction biologique. Sa gestion est un enjeu majeur pour l'humanité. Comprendre la responsabilité humaine en matière d'environnement Physique chimie (terminale scientifique) Partie II du programme : «Comprendre : Lois et modèles.» 3) Énergie, matière et rayonnement : Notions et contenus Transferts d énergie entre systèmes macroscopiques : Notions de système et d énergie interne. Interprétation microscopique. Compétences exigibles Savoir que l énergie interne d un système macroscopique résulte de contributions microscopiques. Capacité thermique. Connaître et exploiter la relation entre la variation d énergie interne et la variation de température pour un corps dans un état condensé. Transferts thermiques : conduction, convection, rayonnement. Flux thermique. Résistance thermique. Notion d irréversibilité. Interpréter les transferts thermiques dans la matière à l échelle microscopique. Exploiter la relation entre le flux thermique à travers une paroi plane et l écart de température entre ses deux faces. Bilans d énergie. Établir un bilan énergétique faisant intervenir transfert thermique et travail. Partie III du programme : «Agir : Défis du XXI me siècle.» 1) Économiser les ressources et respecter l environnement : Notions et contenus Enjeux énergétiques : Nouvelles chaînes énergétiques. Compétences exigibles Extraire et exploiter des informations sur des réalisations ou des projets scientifiques répondant à des problématiques énergétiques contemporaines.

4 Économie d énergie. Faire un bilan énergétique dans les domaines de l habitat ou du transport. Argumenter sur des solutions permettant de réaliser des économies d énergie. Proposition de déroulement de l activité Travail de l élève Domaine Physique-chimie (cas d étude n 5) : Dans le cadre d une séance d AP, ce travail peut être effectué seul ou par groupe de deux et peut faire l objet d un exposé devant le groupe. L activité proposée, qui est volontairement très simple, est conçue pour que les élèves puissent travailler en toute autonomie (seuls chez eux par exemple). Si l activité est proposée en classe, elle peut l être sans qu il soit nécessaire d avoir une connexion à internet. Si les élèves disposent d une connexion internet, ils peuvent être invités à vérifier sur plusieurs sites les valeurs numériques données pour les conductivités thermiques. Domaine SVT (cas d étude n 3) En AP, travail individuel ou en groupe de deux élèves si production orale possible : un élève présente les arguments en faveur du bois comme combustible et l'autre élève explique comment le bois peut contenir de l'énergie... Auto évaluation : Capacité J'ai réussi si... Évaluation élève Raisonner en mettant en relation des informations issues des documents et des connaissances pour montrer que le bois peut être un combustible intéressant dans une perspective de développement durable. j'ai comparé l'évolution des prix des différents combustibles depuis 1973 jusqu'à 2011 j'ai envisagé la contribution à l'effet de serre de la combustion du bois et de celle d'autres combustibles j'ai expliqué en quoi le bois est considéré comme une énergie

5 renouvelable Raisonner en mettant en relation des informations issues des documents et des connaissances pour expliquer comment le bois peut contenir de l'énergie j'ai présenté les arguments expérimentaux qui mettent en évidence l'entrée de carbone dans la plante chlorophyllienne ainsi que les conditions de cette entrée. j'ai présenté les arguments expérimentaux qui mettent en évidence l'entrée d'énergie dans la plante et son stockage sous forme chimique. j'ai présenté les arguments qui montrent que les arbres permettent l'entrée de matière et d'énergie dans un écosystème. j'ai montré qu'il existait un flux d'énergie dans l'écosystème. Domaine SVT (cas d étude n 4) En accompagnement personnalisé. Travail individuel ou en groupe de deux si une production orale est possible : un élève présente les arguments de M. et Mme Martin et un élève présente les arguments du constructeur bois. Auto évaluation Capacité J'ai réussi si... Évalua tionélève Raisonner afin de mettre en évidence les inconvénients sur l'environnement du choix du bois comme matériau de construction j'ai trouvé dans les échanges gazeux photosynthétiques, un argument montrant l'impact des arbres sur l'atmosphère. j'ai établi une relation entre l'évolution de la teneur en dioxyde de carbone de l'atmosphère et l'évolution de la température mondiale. j'ai trouvé dans le cycle global du carbone deux arguments qui dans le cadre de la relation établie précédemment, s'opposent au choix du bois comme matériau de construction j'ai trouvé des arguments montrant l'importance des arbres dans la conservation des sols et dans la limitation du ruissellement.

6 j'ai expliqué l'impact écologique de l'importation de bois exotiques. Raisonner afin de montrer l'intérêt environnemental du choix du bois comme matériau de construction j'ai cité deux arguments pour expliquer en quoi le reboisement après prélèvement des arbres pour utiliser le bois ne nuisaient pas à l'environnement (si les prélèvements sont contrôlés). j'ai utilisé mes connaissances pour expliquer en quoi le fait de construire une maison en bois revient à immobiliser le carbone. j'ai évoqué l'intérêt d'une gestion raisonnée des forêts qui soit économiquement et écologiquement soutenable. Les auteurs Fiche réalisée par l équipe de l académie de Limoges : M me VERREZ(enseignante SVT), M me DURAND (enseignante en Mathématiques), M. DENANOT (enseignant Physique chimie), M. REY (enseignant STI).

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