L'origine des matières premières. Des matériaux disponibles dans la nature

Transcription

1 Fiche élève 1 L'origine des matières premières A la fin du chapitre, je saurai : - Identifier l'origine des matières premières et leurs disponibilités. - Identifier l'impacte d'une transformation est d'un recyclage en termes de développement durable. - Définir les propriétés intrinsèques des matériaux. - Mettre en relation les propriétés mécaniques et esthétiques d'une structure et les matériaux utilisés. 1) L'origine des matières premières Il existe de nombreux matériaux de construction utilisés dans les bâtiments privés ou les constructions publiques : bois, verre, acier, matières plastiques, plâtre, béton, carrelage, briques tuiles, pierre... Vocabulaire : - Disponibilité : possibilité d'en trouver. - Utilisation intensive : Certains de ces matériaux sont disponibles dans la nature à l'état brut. utilisation très fréquente et très D'autres sont issus de mélanges des matières première et de leurs grande. transformations chimiques. 2) La disponibilité des matériaux L'utilisation intensive des matériaux pose le probl de leur disponibilité. Le recyclage des matériaux commence donc par être largement mis en œuvre, afin que l'utilisation des matières premières prenne en compte les contraintes du développement durable. Des matériaux disponibles dans la nature Citez le nom que l'on donne à l'exploitation d'où on extrait des pierres :... A votre avis, quel est l'intérêt d'utiliser un matériau disponible dans la région ou l'on habite? Citez le nom d'un autre matériau disponible dans la nature, qui intervient dans la fabrication des maisons.

2 L'origine des matières premières Fiche élève 2 Des matériaux issus de mélanges de matières premières et de transformations chimiques Citez le constituant commun dans la fabrication du béton et du verre :... Expliquez en quelque mots les étapes de la fabrication du béton :... Recherchez, sur internet, la méthode de fabrication du ciment. La disponibilité géographique des matières premières La production des matières premières est liée à leur disponibilité, mais tient compte aussi du coût d'extraction et de transport, des considérations liées à la santé et à la sécurité des exploitants, et de leur possibilité de recyclage. Expliquez la raison pour laquelle on utilise peu d'ardoise dans le sud de la France, autour de la Méditerranée :... Citez un exemple d'extraction de minerai qui représentait, autrefois en France, un danger pour la sécurité des exploitants :... Comment la France fait elle pour ce fournir en minerai qu'elle n'extrait plus?...

3 Fiche élève 3 Les propriétés des matériaux 1) Identifier les propriétés des matériaux Vocabulaire : Critères de performance Afin de satisfaire les fonctions d'un objet technique, les matériaux des Caractéristiques attendues solutions techniques doivent être judicieusement sélectionnés pour Propriétés acoustiques : remplir les critères de performances. propriétés liées au son En effet, ces matériaux possède des propriétés qui leurs sont propres : aspect physique, propriétés mécaniques, propriété acoustiques, Propriétés thermiques : propriété thermiques. propriétés liées à la chaleur Il est donc important de qualifier les propriétés des matériaux. Pour cela, on effectue des essais. 2) Sélectionner un matériau selon ses propriétés Les propriétés des matériaux doivent être en adéquation avec les critères de performance attendus. Afin de sélectionner le matériau le plus adapté pour remplir une fonction, il peut être utile de faire un tableau de comparaison qualitative des caractéristiques des matériaux. Le matériau sélectionné sera celui qui conviendra le mieux aux critères attendus; Des critères de performance dans une maison Expliquez pourquoi un mur doit être résistant :... Quelle est l'importance d'une neutralité thermique pour une fenêtre? :...

4 Fiche élève 4 Les propriétés des matériaux La résistance à la déformation plastique, l'aptitude au collage et la résistance thermique Qu'est ce qu'une déformation plastique du matériau?... Expliquer la raison pour laquelle la matériau qui s'est déformé plastiquement a une section plus petite qu'initialement : Les caractéristiques des matériaux Résistance mécanique Résistance thermique Étanchéité Aptitude au façonnage Métal Très Très Bois Très Très Pierre Béton Très Citez, dans la liste proposé ci-dessus, le matériau qui est le meilleur isolant thermique :... Vu les critères attendus pour réaliser les murs d'une maison, expliquez les raisons pour lesquelles on peut utiliser du béton (contenant du métal : béton armé) pour les réaliser :

5 Les propriétés mécaniques des structures 1) Les actions mécaniques subies par les structures Fiche élève 5 Vocabulaire : Au cours de leur vie, les structures peuvent être soumises à d'importantes actions mécaniques. Béton armé : Matériau composite composé de béton et d'acier. En effet, elles doivent supporter leur propres poids, celui des éléments d'aménagement intérieur, résister aux conditions atmosphériques (vent, pluie, neige, tremblement de terre) ou encore faire face aux déformations thermiques (dilatation). Déformation thermique : Déformations engendrées par des modifications de températures. 2) La fonction des éléments de stabilisation Éléments de stabilisation : éléments qui consolident un édifice. Il est indispensable que les structures résistent aux actions mécaniques. Pour cela il faut prévoir des éléments de stabilisation. La forme et le choix des matériaux et de ces éléments de stabilisation doivent être adaptés aux actions mécaniques mises en jeu. Citer une action mécanique à laquelle est soumis un phare situé en mer :... Pourquoi doit-on prendre en compte la possibilité de chute de neige lorsque l'on construit une maison dans une région montagneuse?

6 Les propriétés mécaniques des structures Fiche élève 6 Des éléments de stabilisations adaptés aux actions mécaniques A votre avis, les matériaux utilisés pour les murs porteurs et les murs non-porteurs sont-ils les mêmes? Expliquez la manière dont se déformera un linteau s'il n'est pas assez solide :... Expliquez le rôle des piliers d'un pont :

7 Fiche élève 7 Les propriétés esthétiques des structures 1) Les structures doivent être esthétiques Les structures doivent assurer des fonctions liées à l'esthétisme. Elles doivent en effet être belles à regarder, et s'intégrer en harmonie dans l'architecture locale des aménagements urbains les avoisinant. Vocabulaire : - Règles d'urbanisme : ensembles de règles précisant ce qu'on peut faire quand on construit ou rénove un bâtiment. 2) Les multiples choix esthétiques d'une structurelle Pour satisfaire les fonctions liées à l'esthétisme, il existe de nombreuses solutions. On peut en effet choisir un matériau spécifique pour son aspect, pour son aptitude à être façonné... On peut aussi retenir une forme particulière, une architecture donnée... Néanmoins, la solution trouvée doit respecter les règles d'urbanisme. Les architectures locales, régions par régions A votre avis pourquoi les maisons bretonnes ont-elles des toitures réalisées en ardoises? Parmi les maisons illustrées dans ce document, lesquelles sont à colombages?

8 Les propriétés esthétiques des structures Fiche élève 8 Des choix de matériaux pour réaliser un escalier Citez un autre matériau qui peut être utilisé dans la réalisation d'un escalier :... A votre avis, parmi les matériaux présents sur ce document, quel sont ceux que l'on ne choisira pas pour l'intérieur d'une habitation :... Les règles d'urbanisme pour protéger le patrimoine Pourquoi est-il important de mettre au point des règles de construction dans le bâtiment?

9 Synthèse Fiche élève 9 Je retiens les mots-clés Les matériaux utilisés dans les bâtiments sont soit disponibles dans la nature, soit issus de transformations chimiques. Ils ont chacun leurs propriétés propres. Des essais permettent de qualifier et de quantifier ces propriétés. Le choix d'un matériau se fait sur la concordance entre ses propriétés et les critères de performances attendus. Les éléments de stabilisation permettent à une structure de résister aux actions mécaniques quelle subit. Le caractère esthétique d'un bâtiment est pris en compte lors d'une construction. Le recyclage des matériaux est pris en compte, pour assurer durablement sa disponibilité. Des matières premières au recyclage