TECHNOLOGIE | 4° | Étape 3entraînement

Je m'interroge

1. Déterminez quelles aptitudes du matériau sont attendues lors de cette fabrication. (Doc. 1)La principale aptitude attendue concerne la déformation plastique du matériau, dans ce cas : déformation à chaud, à une température de 1 000 °C, pour pouvoir être travaillé.Plus largement cette question renvoie aux aptitudes à la mise en forme des matériaux (coupe, déformation, assemblage) qui seront revues dans cette étape mais que vous avez déjà abordées lors des deux années précédentes en technologie.

2. Énoncez des propriétés nécessaires du verre pour satisfaire les fonctions de service de l'objet et une propriété non désirée. (Doc. 2)

Les propriétés nécessaires du verre énoncées pour satisfaire ses fonctions de service peuvent être la rigidité (résistance mécanique), la transparence participant de son esthétisme, la dureté (résistance aux rayures avec le temps), la résistance à la chaleur, sa masse volumique qui assure la stabilité de l'objet...Le désavantage du verre reste sa fragilité.

3. Indiquez quelles caractéristiques du verre sont souhaitées lorsque l'objet est hors d'usage. (Doc. 3)

Le verre est un matériau collecté depuis de nombreuses années. Les bouteilles étaient autrefois réutilisées par un système de consigne.Remarque : le geste de la personne sur la photo peut apparaître comme dangereux car les morceaux de verre sont durs et coupants.

1. Les propriétés physiques des matériaux.Comment vérifier une propriété d'un matériau ?

L'aspect physique des matériaux à l'épreuve du tempsDoc. 1 La protection du métal contre l'oxydation

1. Expliquez l'origine de la rouille.La rouille provient d'une oxydation du métal par l'oxygène de l'air (dioxygène). Bien que l'oxyde de fer puisse prendre plusieurs formes (FeO, Fe

20

3, Fe

30

4), il est possible

d'écrire la réaction sous la forme suivante sans préciser le nom de l'oxyde obtenu :Fer + dioxygène -» oxyde de fer.

2. Précisez comment la peinture évite la corrosion du métal.La peinture forme une couche protectrice qui empêche le dioxygène de l'air de réagir avec le métal.remarque : beaucoup de métaux n'ont pas besoin d'être peints pour être protégés de l'oxygène de l'air car la couche d'oxyde qui se forme à leur surface est impénétrable à l'air.

Les critères de choix d'un matériau

Les propriétés mécaniques des matériauxDoc. 2 L'essai de rigidité d'une canalisation d'eau de pluie

1. Indiquez quel type d'effort est appliqué sur le tuyau (a).L'effort appliqué sur le tuyau est une compression.

2. Précisez quelles peuvent être les origines des efforts appliqués sur la canalisation enterrée (b).

Le passage de piétons mais plus encore de véhicules est à l'origine des efforts appliqués sur la canalisation enterrée.L'exemple donné est un chemin carrossable en terre.

3. Indiquez si la déformation de 3% est temporaire ou permanente (a).La déformation est temporaire. Le tuyau reprend sa forme initiale quand l'effort de compression cesse.Remarque : la distinction entre déformation temporaire et permanente pouvant être illustrée par l'action d'un ressort (déformation temporaire) ou la mise en forme d'un matériau (déformation permanente).

4. Expliquez quelle relation il peut y avoir entre l'essai du tuyau (a) et la profondeur D d'enfouissement (h).

Plus le tuyau est enfoncé profondément, plus les efforts de compression sont répartis dans la terre. Inversement, si le tuyau affleure le sol, il subira entièrement les efforts decompression dus au passage d'une roue de tracteur par exemple.L'essai du tuyau a pour but de connaître les efforts pouvant être supportés ce qui peut déterminer dans la pratique un enfouissement plus ou moins profond. Plus la distance D est grande, moins le tuyau subit d'efforts.

5. Décrivez, par un schéma et une légende, l'essai de traction pratiqué sur la bande de papier de la vidéo.

Le schéma doit rendre compte du dispositif : bande de papier fixée entre deux mâchoires(ou attaches) qui s'écartent sous l'action d'un effort (force). La bande de papier est étirée puis casse. On mesure l'effort exercé et l'allongement.

La résistance électrique des matériauxDoc. 3 La commande d'un lampadaire de jardin par photorésistance

1. Indiquez la propriété électrique des matériaux utilisés dans la fabrication des photorésistances.

Une photorésistance est un composant dont la résistance dépend de la lumière à laquelle ilest exposé. La propriété électrique utilisée est la résistance électrique qui varie avec l'intensité lumineuse.

2. Traduisez en pourcentage l'évolution de la résistance entre la pleine lumière et l'obscurité (b).

La résistance mesurée en kilo-ohms (kΩ) est en pleine lumière de 0,5 kΩ et dans l'obscurité de 25 kΩ.Le calcul risque de dérouter un peu les élèves. Le pourcentage de l'évolution entre la pleine lumière et l'obscurité est : 25 x 100/0,5 = 5 000 %, ce qui veut dire que la résistance électrique est 50 fois plus grande dans l'obscurité qu'en pleine lumière.

3. Expliquez par un schéma comment montrer expérimentalement le phénomène de photorésistance.

La résistance thermique des matériauxDoc. 4 Deux solutions d'isolation thermique d'un mur

Les documents d'origine peuvent être retrouvés sur le site de l'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie (ADEME) : http://www2.ademe.fr/servlet/getDoc?id=11433&m=3&cid=96

1. Relevez dans le tableau le matériau ayant la conductibilité thermique la plus forte.Dans le tableau, le matériau qui a la conductibilité thermique la plus forte est le fer. Le but de cette question est d'attirer l'attention des élèves sur la signification des nombresportés dans le tableau (doc. 4c). Par comparaison au fer, les autres matériaux peuvent être considérés comme isolants avec une variation d'échelle cependant importante entre le béton proche de 1 (0,92 W/m) et l'air, 35 fois moins conducteur avec 0,026 W/m.

2. Expliquez à partir des valeurs indiquées pour chaque matériau pourquoi la solution par panneau composite nécessite une épaisseur d'isolant en polystyrène expansé plus faible.

La solution par panneau composite (b) nécessite une épaisseur d'isolant en polystyrène expansé plus faible car le panneau est monté en ménageant un espace d'air qui le sépare du mur en béton (lame d'air). Dans la première solution (a) l'isolant est mis à même le muret recouvert d'une contre-cloison de brique qui n'est pas un matériau très isolant.

Air 0,0262Béton 0,92Brique (terre cuite) 0,84

3. Vous disposez de thermocouples, proposez un protocole permettant de vérifier expérimentalement l'intérêt des deux solutions.

Pour chaque procédé, un thermocouple peut être placé au contact du mur en béton côté intérieur et un autre thermocouple sur la face intérieure du panneau isolant en polystyrène expansé.Les épaisseurs de panneau isolant en polystyrène expansé peuvent être interverties ou modifiées pour constater une différence.

2. L'aptitude au façonnage des matériaux.Quelles sont les aptitudes des matériaux à être découpés, déformés ou assemblés ?

L'aptitude aux déformations plastiquesDoc. 1 La détermination de paramètres de thermopliage

1. Après avoir visualisé l'animation de votre cédérom, décrivez par des schémas et une légende le procédé de thermopliage.

La pièce à plier est placée sur la table de la plieuse.Le fil chauffant chauffe la pièce à l'endroit du pli à réaliser. Il est commandé par une minuterie dont le réglage détermine le temps de chauffe. Lorsque la matière plastique est chaude au niveaudu pli, le tablier mobile est soulevé de l'angle de pliage désiré.

2. Indiquez le temps de l'essai le plus concluant et expliquez le principe de la détermination du temps de chauffe.

Le temps de l'essai le plus concluant est de 60 secondes ; il correspond à une qualité correcte du pli. Le principe de la détermination du temps de chauffe consiste, dans ce cas, à pratiquer différents essais avec des temps différents puis à contrôler la qualité dupli obtenu.

L'aptitude à la coupeDoc. 2 Le fraisage d'une pièce

1. Relevez la dureté du cuivre et sa vitesse de coupe.

Cuivre 35 HB 45-60 m/min

La vitesse de coupe est donnée ici par une plage comprise entre deux valeurs.

2. Expliquez, en prenant des exemples dans le tableau, comment la vitesse de coupe d'un matériau est liée à sa dureté.

Le tableau montre que plus un matériau est tendre (peu dur), plus sa vitesse de coupe peut être élevée.

Bois tendre 1,6 HB 4 200 à 5 000 m/min

Inversement, plus un matériau est dur plus sa vitesse de coupe est faible.

Acier inoxydable 250 HB 15-18 m/min

3. Déterminez pourquoi l'usinage du verre est quasiment impossible.L'usinage du verre est quasiment impossible car sa dureté est proche de celle de l'acier àoutil proposé.Pour usiner le verre, il faut un outil plus dur comme le diamant pour la coupe ou certains grains de corindon permettant le polissage.

L'aptitude au soudageDoc. 3 La différence entre le soudage et le brasage

1. Relevez l'aptitude des métaux exploitée pour réaliser ces assemblages.L'aptitude au soudage des métaux est exploitée pour réaliser ces assemblages, c'est-à-dire leur faculté à s'unir à l'état liquide et à former un assemblage rigide et irréversible en refroidissant.

2. Expliquez pourquoi le brasage demande un apport d'énergie moindre que le soudage.Dans le soudage, le métal d'apport et les pièces à assembler sont portés à une température de fusion, ce qui demande un apport d'énergie important, alors que dans le brasage seul le métal d'apport est en fusion, les composants à assembler sont juste chauffés.

L'aptitude au collageDoc. 4 Test d'adhérence par arrachement

1. Après avoir visionné la vidéo, indiquez ce qui est testé par cet appareil.Le test présenté a pour but de tester la résistance à l'arrachement des revêtements de surface.

2. Déterminez ce qui est mesuré.Le résultat du test correspond à la pression, exprimée en méga pascals, nécessaire pour arracher un petit plot (dolly) préalablement collé sur le revêtement à tester. Cette pression dépend de la résistance du revêtement mais également de la surface du pion en contact avec lui.

3. Expliquez pourquoi on colle plusieurs plots sur le revêtement à tester.On colle plusieurs plots sur le revêtement pour effectuer plusieurs mesures. En effet, le processus est complexe. Le collage du plot (dolly) peut être défectueux. Il est donc nécessaire de refaire le test de nombreuses fois pour obtenir un résultat fiable.

3. Les caractéristiques économiques des matériaux.Sur quels critères économiques et environnementaux choisir un matériau ?

Le coût de mise à dispositionDoc. 1 Le cycle de vie d'un matériau

1. Relevez les six étapes essentielles du cycle de vie d'un matériau.Les six étapes essentielles du cycle de vie d'un matériau sont :

- 1 Extraction des ressources de la terre ;- 2 Élaboration des matériaux ;- 3 Fabrication d'objets ;- 4 Utilisation des objets;- 5 Démontage des objets ;- 6 Valorisation des matériaux.

2. Expliquez les possibilités de valorisation d'un matériau après usage et leur intérêt par rapport aux ressources naturelles.

Après usage, un matériau peut être valorisé de différentes manières :

- réutilisation : le matériau est utilisé sans transformation pour un autre usage ou pour la fabrication d'autres objets ;

- recyclage : le matériau est transformé, par un processus de traitement dépendant de sa nature, pour constituer une matière première permettant l'élaboration de nouveaux matériaux ;

- incinération : le matériau, d'origine organique, est utilisé comme combustible pour produire de la chaleur (énergie thermique) pour le chauffage urbain ou la production d'électricité.

Toutes ces possibilités ont pour intérêt principal d'économiser des ressources naturelles.

Doc. 2 Le cycle de vie de l'aluminiumCet exemple met en évidence certaines données techniques et économiques liées à l'élaboration et au recyclage de certains matériaux, dont les métaux.La société française de chimie met à disposition sur son site des dossiers, dont des données industrielles, économiques et géographiques sur les principaux produits chimiques, métaux et matériaux.Ces dossiers sont mis à jour par Jean-Louis Vignes, Gilles André et Frédéric Kapala : http://www.societechimiquedefrance.fr/extras/Donnees/acc.htm

Dans le manuel, le cas de l'aluminium fournit un exemple caractéristique des problématiques de recyclage et de valorisation.Ce métal est recyclé à 70 %. Comment peut-on augmenter ce pourcentage ? Quels sont lesfreins ? Sur quelles étapes du cycle de vie du produit peut-on agir ? Voilà quelques questions que nous n'allons pas soumettre aux élèves mais qui sont au cœur des problèmesliés à une réflexion plus globale sur les matériaux.L'énergie nécessaire au recyclage de l'aluminium est 95 % moins importante que pour le produire à partir de la bauxite. Ce chiffre montre l'intérêt d'utiliser dans ce cas le matériau recyclé.

1. Déterminez les différentes opérations nécessaires à l'élaboration de l'aluminium.L'aluminium est élaboré à partir d'un minerai appelé bauxite contenant de l'alumine ou oxyde d'aluminium.L'alumine extraite de la bauxite est chauffée jusqu'à l'état liquide puis traitée par électrolyse pour obtenir de l'aluminium liquide. L'aluminium liquide est coulé pour être solidifié sous forme de lingots.

2. Indiquez la part que représente l'énergie dans le coût de mise à disposition de l'aluminium.La part de l'énergie est de 29 % dans le coût de mise à disposition de l'aluminium.

3. Expliquez l'intérêt du recyclage sur le coût de mise à disposition de ce matériau.L'aluminium recyclé est élaboré à partir de matériaux collectés et triés provenant d'objets usagés, et non de bauxite.L'énergie utilisée est 95 % moindre que celle nécessaire à l'électrolyse initiale permettant d'obtenir de l'aluminium à partir de l'alumine fondue.Ces deux éléments montrent une diminution des coûts, en particulier pour l'énergie. Toutefois, le recyclage demande d'autres types de coût comme ceux nécessaires pour la collecte et le tri des matériaux. Globalement la part énergétique est un atout très important en faveur du recyclage de l'aluminium.

Les filières de valorisation des matériaux

Doc. 3 Le recyclage de bouteilles de polyéthylène téréphtalate (PET) en fibre textileLes extraits de films placés sur le cédérom de l'élève ont été fournis par la société Valorplast (www.valorplast.com), spécialisée dans l'information des collectivités et du monde de l'éducation sur le recyclage des plastiques, la formation des centres de tri et lesuivi de la qualité des plastiques triés, la logistique des balles plastiques entre les centresde tri et les usines de recyclage en Europe, la commercialisation des balles de plastique triées, le suivi des tonnages et des contrats avec les collectivités pour le versement du prix de reprise des plastiques, la recherche de nouveaux débouchés et accréditation des recycleurs et le conseil pour l'éco-conception des bouteilles et flacons plastiques. L'ensemble de ses missions en font un acteur important du recyclage de matières plastiques tourné vers l'information en direction des enseignants.Le site de la société Eco-emballage (http://www.ecoemballages.fr) constitue également une source d'information appréciable. Comme celui du Comité Technique pour le Recyclagedes Emballages Plastiques (http://www.cotrep.fr/).

1. Réalisez un schéma permettant de décrire les différentes étapes du recyclage de bouteilles de PET en fibre textile.

Le schéma peut prendre plusieurs formes, comme un organigramme. Ci-dessous, un schémamontrant la chaîne des opérations. Pour simplifier la question, le schéma peut être donné à compléter ou il peut être suggéré une forme d'organigramme aux élèves.

2. Indiquez l'utilisation faite des fibres de polyester produites.Les fibres sont utilisées comme matériaux de bourrage pour des couettes et des oreillersou pour réaliser des nappes de matériau polyester non tissé.

Doc. 4 Le recyclage de bois traités en carboneLa « chartérisation » des poteaux en bois traité est tout à fait spécifique. C'est un procédé développé et mis au point par la société Thermya racheté par Areva:

http://www.areva.com/FR/actualites-9432/biomasse-areva-investit-dans-le-charbon-vert.htm

Ce processus n'est pas sans rappeler celui de la production de charbon de bois qui est obtenu en carbonisant du bois en atmosphère pauvre en oxygène. Ce procédé permet de retirer du bois son humidité et toute matière végétale ou organique volatile, afin de ne laisser que le carbone et quelques minéraux. Ce document a pour but de montrer aux élèves un exemple de filière mise au point à partir d'un besoin spécifique : le recyclage debois « sali » par des produits chimiques. Le procédé génère la production d'un matériau pouvant servir de combustible ou entrer dans la réalisation d'autres objets comme des électrodes d'électrolyse pour l'élaboration de l'aluminium (voir doc. 2 page 42).

RemarquesLe bilan énergétique (a) peut présenter des difficultés si l'élève ne prête pas bien attention à l'intitulé de chaque ligne du tableau (énergies consommées et produites).Lors de la distillation (chartérisation), une partie de l'énergie produite par la réaction chimique est réutilisée, d'où une production de 810 kilowattheures par tonne de bois.Lors de la séparation les 1 890 kilowattheures correspondent au carbone produit comme l'indique la légende du tableau : « Équivalent à 250 kg de charbon ayant un pouvoir calorique de 6 500 cal/Kg » (et non kcal comme indiqué dans la première édition). Soit 27 214 J/kg.Le pouvoir énergétique de 250 kg de charbon est alors de 27 214 x 250 = 6 803 500 J.Soit en Kilowattheures 6 803 500/3 600 = 1 889,86 kW/h.

1. Indiquez les étapes de recyclage des bois traités.Les étapes de recyclage des bois traités sont le broyage du bois, la distillation qui produitle carbone et la séparation qui purifie le carbone.

2. Relevez quelle quantité de carbone est produite.La quantité de carbone produite est de 290 kg pour 1 000 kg de bois sales broyés.

3. Expliquez le bilan énergétique positif de ce retraitement.Le bilan énergétique de ce retraitement est positif car lors de la distillation, une partie de la chaleur produite est réutilisée dans le processus, mais surtout parce qu'il y a production de carbone qui est un produit combustible susceptible de fournir 1890 kilowattheures pour une tonne de bois qui est dès lors valorisée.

TECHNOLOGIE | 4° | Étape 3réinvestissement

5. L'étude comparative de trois modèles de casserole à partir d'une documentation

a. À partir de leur description et du tableau, classez les trois casseroles de la plus lourde à la moins lourde par estimation de leur poids.

En admettant que les casseroles ont les mêmes dimensions, les seules données qui varient sont la masse volumique et l'épaisseur de la casserole (celle de cuivre est deux fois moins épaisse).Ces données permettent de prévoir que le classement doit être :1 La casserole en fonte car la masse volumique de la fonte (7 000 kg/m3) est moindre que celle du cuivre mais la casserole est deux fois plus épaisse ;2 La casserole en cuivre qui est la casserole la moins épaisse mais dont la masse volumique est la plus grande des trois (8 400 kg/m3) ;3 La casserole en aluminium dont la masse volumique est la plus faible (2 700 kg/m3). Même avec un volume double de celui de la casserole en cuivre, elle demeure la moins lourde.

b. À l'aide du tableau, expliquez le commentaire sur l'aptitude de chaque casserole à transmettre la chaleur aux aliments.

A) Les casseroles en fonte permettent une répartition progressive de la chaleur.

La fonte, avec 100 W/m, possède la valeur de conductibilité thermique la moins élevée des trois matériaux constituant les casseroles. La chaleur n'est pas conduite directement vers les aliments mais il se produit une répartition progressive, propice à une cuisson douce.

B) Les casseroles en cuivre permettent une grande rapidité de chauffe.

Avec une conductibilité thermique de 390 W/m, le cuivre est le matériau le plus conducteur des trois.Il est donc normal qu'il soit choisi pour procurer une grande rapidité de chauffage des aliments.

C) Les casseroles en aluminium offrent une chauffe rapide.

L'aluminium avec 237 W/m possède une valeur de conductibilité thermique intermédiaire entre la fonte et le cuivre. Le chauffage des aliments est «rapide » mais pas « très rapide » comme indiqué pour le cuivre.

c. Indiquez l'intérêt d'utiliser un matériau différent pour réaliser le manche des modèles A et B.

L'intérêt d'utiliser un matériau différent pour réaliser le manche d'une casserole est de constituer un isolant thermique vis-à-vis de la casserole elle-même. C'est le cas pour :- la casserole en fonte dont le manche en bakélite a une conductibilité thermique de 1,4 W/m seulement ;

Les critères de choix d'un matériau

- la casserole en cuivre dont le manche en bronze a une conductibilité thermique de 50 W/m. Cette conductibilité est plus faible que le cuivre mais pas suffisante pour constituer un véritable isolant thermique. L'usage d'un gant est donc recommandé pour saisir le manche d'une telle casserole.

d. Indiquez quel peut être le lien entre le prix de vente et le coût de mise à disposition du matériau.

Si l'on considère que les coûts de fabrication, de transport, de commercialisation sont identiques pour toutes les casseroles, alors le lien peut être une variation du prix de vente en fonction du coût de mise à disposition du matériau.L'aluminium est dans ce cas le moins cher. Ce qui est vrai.Le cuivre est plus cher que la fonte mais avec un écart de coût de mise à dispositionplus grand que le prix de vente ne le montre. Au prix du matériau, la casserole en fonte devrait être bien moins chère.

6. L'étude comparative de trois modèles de casserole à partir d'une expérimentation

a. Expliquez la manière de classer les trois modèles, du plus lourd au mois lourd.Les casseroles sont pesées à l'aide de la balance. Les variations pouvant être constatées par rapport à l'estimation faite dans l'exercice 5 proviennent du poids des manches. La bakélite a une masse volumique faible vis-à-vis de celle du bronze.

b. Expliquez, à l'aide d'un schéma et d'une légende, l'expérience permettant de rendre compte de la propagation de la chaleur à intervalles réguliers pour un modèle de casserole(mesure à la base et au milieu du manche).

Un thermocouple est placé sur la casserole àla base du manche. Un second est fixé au milieu du manche.La casserole remplie d'eau est placée sur une plaque chauffante électrique. À intervalles réguliers, la température de chaque point est relevée. Ceci permet de constater la variation des temps de montée en température entre les deux points.

c. Après avoir fait les expériences, selon les consignes données par votre professeur, justifiez les résultats obtenus en fonction des données sur chaque matériau et des réponses apportées à l'exercice n° 5.

L'élève doit comparer les résultats obtenus à partir de la conductibilité de chaque matériau.Il doit conclure qu'effectivement l'expérience permet de constater des différences de température entre la casserole et son manche en fonction de la nature du matériau.

Remarque : L'expérience ne peut être faite valablement qu'en sacrifiant une casserole pour pouvoir fixer les thermocouples à l'aide d'une colle à base de silicone. La casserole ainsi appareillée est placée sur une plaque chauffante. On relève les mesures à intervalles réguliers. Certains thermomètres, même bas de gamme, font ce type de relevé automatiquement.

7. Essai de déformation d'un matériau

a. Décrivez l'essai pratiqué en indiquant précisément le protocole et la valeur mesurée.- Chaque échantillon de matériau à tester est identique.- Il comporte deux perçages espacés de 104 mm.- L'échantillon d'un matériau étant positionné sur le support, un poids de 500 g estplacé en son milieu.- Une mesure réalisée à l'aide d'un réglet permet de déterminer la valeur de la déformation (flèche) provoquée.

b. Pratiquez les essais à partir de l'animation proposée sur votre cédérom, et relevez les résultats dans un tableau.

RÉSULTATS DES TESTSRemarque : Sur l'animation proposée dans le cédérom, le réglet peut être déplacé vers le centre pour effectuer la mesure par différence.

Matériau Épaisseuren mm

Déformationen mm

Matière plastique - PVC expansé

2 mm 1 mm

Matière plastique - PVC expansé

1 mm 1,5 mm

Matière plastique - Polypropylène

2 mm 3 mm

Matière plastique - Polypropylène

1 mm 4,5 mm

Métal-Tôle acier 1 mm 0,5 mm

c. Indiquez les matériaux correspondant à la contrainte fonctionnelle à respecter.Les matériaux correspondant à la contrainte fonctionnelle à respecter sont :- matière plastique PVC expansé de 2 mm ;- tôle acier d'1 mm.

d. Sachant que, pour des contraintes de sécurité, le matériau doit être isolant électrique, déterminez le matériau le plus adapté.

Des matériaux suffisamment rigides, seul le PVC expansé est un matériau isolant. C'est donc ce matériau qui doit être choisi et non le métal qui est conducteur électrique.

8. Le choix des matériaux

a. Montrez que les portails présentés correspondent à la même fonction d'usage.Il s'agit de quatre portails à deux battants de 3,5 m de large. Ils ont la même fonction d'usage.

b. Déterminez les opérations nécessaires pour procéder à la valorisation de chaque modèle en fin de cycle de vie (démontage, filière de traitement de chaque matériau) (aideannexe 9, pages 118-119 du manuel).

Un portail est constitué de trois sous-ensembles :- structure (cadre) ;- panneaux pleins;- éléments de serrurerie.Si ces trois éléments sont constitués d'un même matériau, il n'y a pas nécessité de démonter l'objet, ce qui représente un gain de temps et constitue une facilité de valorisation. En revanche, si les matériaux qui constituent les sous-ensembles sont différents, il est nécessaire pour valoriser chacun de procéder au démontage de l'objet, ce qui peut constituer un frein à sa valorisation.

Les schémas ci-dessous résument les réponses attendues : démontage puis valorisation de chacun des matériaux.

c. Déterminez le modèle le plus difficile à valoriser.Le portail en PVC est le modèle le plus difficile à recycler car il est composé de trois matériaux ce qui nécessite :- plus de démontage que les autres modèles ;- le recours à trois filières de valorisation ;- le recyclage d'une matière plastique plus difficile que les métaux ou le bois.

d. Recherchez sur Internet l'origine de la certification FSC sur les bois et expliquez son rôle dans la disponibilité de ce matériau.

Le site de référence est celui de l'association internationale FSC-France gestion durable du bois :http://www.fsc-france.org/Le Forest Stewardship Council (FSC ou Conseil de Soutien de la Forêt) est un écolabel, qui assure que la production d'un produit à base de bois (ex. meuble) a respecté des procédures censées garantir la gestion durable des forêts.En garantissant une gestion du bois respectueuse de l'environnement et des femmes et des hommes qui travaillent dans cette filière, l'écolabel assure une pérennité à la forêt correspondant à l'esprit du développement durable.

e. Relevez le modèle le plus sensible à la corrosion et indiquez l'entretien nécessaire pour chacun des autres modèles.

Le modèle le plus sensible à la corrosion est le portail en fer car il rouille.

Portailaluminium

Pas d'entretien particulier. Il peut être repeint pour des raisons esthétiques.

Portail enfer

Sensible à la corrosion, il doit recevoir un traitement spécifique et être peint pour le protéger avec une peinture antirouille.

Portail enPVC

Aucun entretien nécessaire.

Portail enbois

Le vernis satiné doit être réappliqué assez souvent.

f. Déterminez les composantes du coût du portail PVC plein.Les composantes du coût du portail PVC plein sont essentiellement liées à la structure du portail et aux matériaux qui le composent. La fabrication du portail impose :

Coût matière : Coût main-d'œuvre :- aluminium pour la structure ; - réalisation du cadre en aluminium ;- PVC pour les panneaux; - réalisation des panneaux en PVC ;- achat d'éléments de serrurerie. - montage des panneaux sur le cadre ;

- montage des panneaux sur le cadre ;

g. Dressez un tableau comparatif des différents modèles en indiquant pour chacun les matériaux puis en appréciant les avantages ou les inconvénients selon les critères suivants.- poids ; prix; facilité d'entretien ; facilité de valorisation.

Les réponses apportées par les élèves peuvent varier. On vérifiera leur cohérence par rapport aux informations données dans l'énoncé de l'exercice et aux réponses apportées aux questions précédentes.

Modèle Matériaux Poids Prix Entretien ValorisationAluminium Aluminium,

acier+ - ++ ++

Fer Fer, acier - ++ - ++PVC PVC,

aluminium,acier

++ + ++ -

Bois Bois, acier + + + +