Domaine 06
Structures et matériaux
Pourquoi les ponts et les tours tiennent debout
Les structures supportent des charges : ponts, tours, toits et charpentes. La forme choisie et le matériau utilisé déterminent si une structure tient ou cède.
Ce que vous allez apprendre
- Ce que sont les charges, la traction et la compression
- Pourquoi les triangles rendent les structures rigides
- Comment se comportent les matériaux : rigides ou souples, résistants ou fragiles
- Comment trouver un point faible et le renforcer
Exemples d’expériences
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Construisez un pont avec des poutres et chargez-le jusqu’à ce qu’il plie trop.
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Comparez un cadre carré et un cadre triangulaire sous la même charge.
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Construisez la même tour avec différents matériaux.
Ce que vous pouvez construire
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Un pont en treillis
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Une tour qui résiste au vent
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Un bras de grue
Ces exemples montrent le type de travail propre à ce domaine. Les leçons publiées peuvent différer.
Ce que la simulation simplifie
- Les matériaux sont décrits par quelques propriétés simples ; les vrais matériaux ont des défauts et évoluent avec le temps et les intempéries.
- Les résultats montrent comment la structure conçue se comporte dans le modèle. Les vrais bâtiments nécessitent des ingénieurs professionnels et des contrôles de sécurité.
Toute simulation simplifie la réalité. Comprendre ces simplifications fait partie de l’apprentissage de l’ingénierie.
Liens avec les matières scolaires
Physique, mathématiques (géométrie), architecture, arts plastiques
Liens avec les autres domaines
Les structures reposent sur la mécanique et soutiennent tout, des robots aux bâtiments.
Bon à savoir
Un triangle ne peut pas changer de forme sans que l’un de ses côtés change de longueur. C’est pourquoi les grues, les toits et les cadres de vélo sont pleins de triangles.