Les matériaux utilisés

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1 Les matériaux utilisés mesmateriaux.com euro-pierres.fr mairieladestrousse.com wwf.fr

2 5MU 01 1/ Les matières premières Il existe de nombreux matériaux de construction utilisés dans le bâtiment ou les constructions. Certains de ces matériaux sont disponibles dans la nature à l'état brut (sable, granit, ) et d'autres sont issus de mélanges ou de transformations chimiques (béton, verre,...). L'utilisation intensive (fréquente et en grande quantité) des matériaux pose le problème de leur disponibilité. Le recyclage des matériaux permet de prendre en compte les contraintes liées au développement durable. Exercice 1 : En t'aidant d'internet (wikipédia) trouve les noms des matières premières naturelles que l'on peut utiliser dans la construction d'une maison et qui sont extraites d'une carrière. fr.topic-topos.com

3 5MU 02 Exercice 2 : Les matériaux issus de mélange ou de transformations 1) Quels sont les constituants communs au béton et au verre 2) Explique les étapes de réalisation du béton 3) A l'aide d'internet indique la méthode de fabrication du ciment. Nathan.fr 3) La fabrication du ciment se distingue en six étapes principales : * l'extraction * l'homogénéisation * le séchage et le broyage * la cuisson * le refroidissement * le broyage de calcaire(75 à 80%) et d'argile (20 à 25%). Exercice 3 : En t'aidant d'internet, recherche la définition de développement durable. Le développement durable est une conception de l'intérêt public, appliquée à la croissance économique à l'échelle mondiale afin de prendre en compte les aspects environnementaux de la planète afin de répondre aux besoins des générations du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs.

4 2/ Les propriétés des matériaux 5MU 03 Pour répondre correctement aux fonctions de l'objet technique il faut choisir judicieusement les matériaux utilisés pour les solutions techniques. Chaque matériau a des propriétés qui lui sont propres et on le choisit en fonction des critères de performance attendus. Il faut comparer les matériaux en fonction de leurs propriétés pour faire le choix le mieux adapté. Exercice 4 : En t'aidant du fichier ProprietesMateriaux indique quelles sont les propriétés physiques, mécaniques et thermiques des matériaux de construction. Propriétés physiques: (la dimension; la densité; la masse volumique de différentes conditions; la porosité; l'humidité etc..), Propriétés mécaniques: (la résistance en compression, en traction, en torsion etc..) Propriétés thermiques: (la dilatation, la résistance et comportement au feu, etc..)

5 5MU 04 a) La résistance aux efforts Les matériaux peuvent être soumis à quatre grands types d efforts : la flexion, la compression, la traction et le cisaillement. La pierre, le bois, le béton, l acier réagissent différemment à ces efforts en fonction de leurs propriétés physiques. Hachette.fr

6 5MU 05 Exercice 5 : Ouvrir le fichier testtraction et indique pour chaque matériaux quelles sont les allongement possible sans déformer le matériau (avant la déformation plastique) et quelles sont les limités de rupture de ces matériaux. 0,25 mm 0,045 mm 0,028 mm 0,026 mm 0,56 mm

7 5MU 04 Exercice 6 : Tu va réaliser un test de flexion de différents matériaux en fonction pour savoir lequel est le plus résistant à la flexion. Dispose les éléments comme sur le schéma et fait le test en fonction des matériaux proposés par ton professeur. Poids Mesurer la déformation vers le bas (en cm) pour chaque matériaux 15cm

8 5MU 04 b) Les qualités thermiques Certaines fonctions techniques imposent de conduire la chaleur (radiateur) et d'autres d'isoler certains éléments pour éviter les pertes d'énergie thermique. Dans ce cas on utilise des matériaux qui sont isolants thermiques. Le pouvoir d'isolation vient du matériau lui même mais aussi parfois de la forme qu'on lui donne pour l'utiliser dans une construction. mesmateriaux.com mesmateriaux.com bateco-concept.com maison-bois.durable.com embrunsdherbe.blogspot.com

9 5MU 05 Exercice 7 : Degré d'isolation des matériaux d'une maison Mettre les 4 maquettes en place, brancher les transformateur sur les maquettes et sur les prises de courant. Laisser chauffer 10 minutes. Pendant ce temps reproduire le tableau suivant sur sa feuille Maison témoin Temps = 0 min Temps = 1 min Temps = 2 min Temps = 3 min Temps = 4 min Temps = 5 min Temps = 6 min Temps = 7 min Temps = 8 min Temps = 9 min Temps = 10 min Maison en bois Maison en brique Maison en béton

10 5MU 06 Au bout de ces 10 minutes de chauffe, placer les thermomètres numérique dans chaque maison et relever la température dans chacune d'elles toute les minutes et les inscrire dans le tableau. Reproduire le tableau des températures à l'aide d'un tableur/grapheur (OpenOfficeCalc) et réaliser un graphique montrant l'évolution de la température dans le temps. Quel est parmi les matériaux proposés celui qui est le meilleur isolant thermique?

11 5MU 07 Exercice 7 : Répondre aux questions suivantes en s'aidant du tableau ci-dessous. 1) Quel est le matériau qui est le meilleur isolant thermique? 2) Quels sont les deux matériaux les mieux adaptés à la construction de murs de maison qui doivent avoir une bonne étanchéité, une bonne résistance thermique, une bonne résistance mécanique et une bonne aptitude au façonnage également. Résistance mécanique Résistance thermique Étanchéité Aptitude au façonnage Métal Très bonne Mauvaise Très bonne Mauvaise Bois Bonne Très bonne Bonne Très bonne Pierre Bonne Mauvaise Mauvaise Bonne Béton Bonne Mauvaise Bonne Très bonne

12 5MU 07 3/ Les propriétées mécaniques des structures Les structures sont soumises à d'importantes actions mécaniques. Chaque construction est soumise à des efforts dus à son poids, au poids qu'elle supporte, aux conditions atmosphériques (vent, pluie, neige, tremblement de terre) ou encore faire face aux déformations thermiques Il est indispensable que les structures résistent aux actions mécaniques et pour cela il faut prévoir des éléments de stabilisation dont les matériaux doivent être adaptés aux actions mécaniques mises en jeux. Éléments de stabilisation : Il permettent à une structure de résister aux actions mécaniques qu'elle subit. Exercice 8 : Actions mécaniques 1) Cite une action mécanique à laquelle est soumis un phare en mer. 2) Pourquoi doit on prendre en compte la neige lorsque l'on construit une maison à la montagne?

13 5MU 08 Exercice 9 : Éléments de stabilisation 1) Les matériaux utilisés pour les murs non porteurs sont ils les mêmes que ceux des murs porteurs? 2) Comment se déforme un linteau s'il n'est pas assez solide? 3) Que ce passe-t-il si il n'y a pas de joint de dilatation sur un pont? 4) Indique sur le schéma d'un pont quel est le rôle des piliers et où se trouve les éléments de stabilisation?

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15 5MU 10 On vient de voir comme éléments de stabilisation d'un ouvrage : les fondations, la forme et les matériaux. Fondations : Elles permettent de fixer profondément et solidement l'édifice au sol. Formes : Elles permettent d'assurer la solidité et la rigidité de l'édifice. Barrage pois Barrage voûte Barrage multivoûtes

16 5MU 11 Exercice 10 : En t'aidant d'internet (wikipédia) trouve les raisons pour lesquelles le pont de Tacoma s'est effondré en 1940.

17 4/ Les propriétées esthétiques des structures 5MU 12 Les structures doivent assurer des fonctions liées à l'esthétique, elles doivent être agréable à regarder et s'intégrer en harmonie dans l'architecture avoisinante. Pour satisfaire les fonctions liées à l'esthétisme il existe plusieurs solutions. On peut choisir un matériau pour son aspect ou son aptitude à être façonné, on peut choisir des formes particulières ou respecter une architecture mais dans tous les cas la solution doit respecter les règles d'urbanisme. Règles d'urbanisme : Ensemble de règles précisant ce que l'on peut faire quand on construit ou rénove un bâtiment.

18 Exercice 11 : Architectures locales 1) Avec l'aide de ton professeur relie chaque maison à sa région. 2) Pourquoi les maisons bretonnes ont des toitures en ardoise? 3) Lesquelles de ces maisons sont à colombages? 4) Pourquoi la maison provençale à une toiture moins en pente? Maison Normande Maison Bretonne Maison du Nord 5MU 13 Maison Alsacienne Maison Provençale Les régions sont caractérisées par des architectures spécifiques. Les nouvelles constructions doivent respecter les règles d'architecture pour une harmonisation esthétique.

19 5MU 14 Exercice 12 : Règles d'urbanisme pour protéger le patrimoine 1) Quelles sont les similitudes architecturales sur les bâtiments de la photo 2? 2) Les règles d'urbanisme permettraient elles la construction du bâtiment de la photo 1 dans le voisinage des bâtiments de la photo 2? Pour protéger le patrimoine, les collectivités territoriales et les professionnels du bâtiment se réunissent souvent pour définir des documents précis sur les règles de construction et de restauration de l'habitat. Ces règles expliquent les choix des matériaux à utiliser pour les nouvelles constructions, les formes à respecter, les normes énergétiques à privilégier, l'implantation des bâtiments à protéger,. Elles permettent de penser la manière de bâtir des structures nouvelles en respectant l'architecture du passé.

20 5/De la matière première au recyclage Les matières premières Ciment Sable Gravillons Eau Bois Pierre Minerais Pétrole Développement durable Recyclage TRI Valorisation Replantations de forêts 5MU 15 Les éléments de structures L'adaptation des matériaux et des structures pour la résistance et l'esthétique

21 Exercice 2 : Les matériaux issus de mélange ou de transformations 1) Quels sont les constituants communs au béton et au verre 2) Explique les étapes de réalisation du béton 3) A l'aide d'internet indique la méthode de fabrication du ciment. Exercice 2 : Les matériaux issus de mélange ou de transformations 1) Quels sont les constituants communs au béton et au verre 2) Explique les étapes de réalisation du béton 3) A l'aide d'internet indique la méthode de fabrication du ciment. Exercice 2 : Les matériaux issus de mélange ou de transformations 1) Quels sont les constituants communs au béton et au verre 2) Explique les étapes de réalisation du béton 3) A l'aide d'internet indique la méthode de fabrication du ciment. Exercice 2 : Les matériaux issus de mélange ou de transformations 1) Quels sont les constituants communs au béton et au verre 2) Explique les étapes de réalisation du béton 3) A l'aide d'internet indique la méthode de fabrication du ciment. Exercice 2 : Les matériaux issus de mélange ou de transformations 1) Quels sont les constituants communs au béton et au verre 2) Explique les étapes de réalisation du béton 3) A l'aide d'internet indique la méthode de fabrication du ciment. Exercice 2 : Les matériaux issus de mélange ou de transformations 1) Quels sont les constituants communs au béton et au verre 2) Explique les étapes de réalisation du béton 3) A l'aide d'internet indique la méthode de fabrication du ciment.

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23 Les matières premières Ciment Bois Sable Gravillons Pierre Minerais Les éléments de structures Eau Recyclage TRI Bois Sable Gravillons Pierre Tuyau Minerais Eau L'adaptation des matériaux et des structures pour la résistance et l'esthétique TRI Réimplantations de forêts Sable Gravillons Pierre Poutre Brique Profilé Tuyau Eau TRI Sable Gravillons Pierre Profilé Tuyau L'adaptation des matériaux et des structures pour la résistance et l'esthétique Minerais Les éléments de structures Eau Poutre Brique Profilé Tuyau Pétrole Développement durable Recyclage TRI Valorisation Brique Réimplantations de forêts Les matières premières Ciment Poutre Pétrole Recyclage Bois L'adaptation des matériaux et des structures pour la résistance et l'esthétique Minerais Les éléments de structures Développement durable Valorisation Pétrole Recyclage Ciment Bois Les éléments de structures Développement durable Valorisation Profilé Réimplantations de forêts Les matières premières Ciment Brique Pétrole Développement durable Valorisation Poutre Les matières premières Réimplantations de forêts L'adaptation des matériaux et des structures pour la résistance et l'esthétique