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Série « Sciences et technologies de l’ingénieur »

Cycle terminal

Projet de programme Sciences et techniques

Sciences physiques et chimiques

- Spécialité Architecture et construction -

Mars 2007

MENESR – Direction générale de l’enseignement scolaire – Bureau des programmes d’enseignement Série STI – Architecture et construction – Sciences physiques et chimiques appliquées – Sciences et techniques – page 1/14

SÉRIE SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE L’INGÉNIEUR Spécialité Architecture et construction Projets de programmes de Sciences physiques et chimiques appliquées et de Sciences et techniques

Préambule La construction regroupe les activités d’aménagement du cadre de vie :

- bâtiments : habitations, écoles, hôpitaux, bureaux, commerces ... - travaux publics : routes, ouvrages d’art (ponts, tunnels, routes…), traitement et distribution des

eaux, équipements sportifs...

La nature et l’usage de ces réalisations nécessitent :

- la maîtrise de la matière pour les créer ou les maintenir ; - la maîtrise de l’énergie pour les construire et les utiliser ; - la maîtrise de l’information, pour les concevoir, les bâtir et les exploiter ; - la gestion de ressources humaines.

Le baccalauréat Architecture et construction apporte le socle de compétences nécessaire pour aborder à un niveau supérieur la conception et la réalisation d'ouvrages. Les enseignements s’appuient sur les connaissances relatives aux domaines de la matière, de l’énergie, de l’information et aux ressources humaines.

Les titulaires de ce baccalauréat auront ainsi accès dans l'enseignement supérieur à l'ensemble des poursuites d'études du domaine de l'architecture et de la construction.

La pédagogie développée s’appuie sur une démarche concrète et expérimentale. Elle permet de faire émerger des savoirs visant à une première approche de la gestion architecturale et technique d'un projet de construction.

Compétences visées Le titulaire du baccalauréat Sciences et technologies de l’industrie et du laboratoire, spécialité Architecture et construction , doit être capable :

- d’identifier l'organisation fonctionnelle d’un ouvrage (fonctions d’usage, d’estime et technique) ; - de contribuer, dans une démarche globale, à un projet architectural et technique, intégrant

notamment les contraintes sociétales, les préoccupations environnementales et les procédés généraux de construction ;

- d’associer dans un ouvrage une solution constructive à une fonction technique dans les domaines de la structure, du confort du cadre de vie et de son aménagement ;

- de décrire les principales caractéristiques physico-chimiques des matériaux de construction ; - d’identifier les principes qui régissent les solutions constructives et de les valider

expérimentalement ; - d’exploiter une modélisation du réel pour prévoir un comportement ou de valider une solution, en

éditant et en interprétant un résultat selon un point de vue donné ; - de repérer les principales contraintes liées à un projet de construction (cahier des charges, site,

durée, coût, gestion des ressources humaines, évolution des techniques, environnement) qui conduisent à la nécessité de compromis ;

- de situer un ouvrage dans son époque (design, modes de vie, techniques, matériaux disponibles,…) ;

- de réaliser des mesurages et des contrôles dans le cadre d'une démarche qualité ; - d’exploiter des environnements informatiques dans le cadre d’un projet ou d’une communication.

Programmes Présentation des programmes :

Les programmes ci-après précisent les connaissances ordonnées à acquérir. La présentation n’induit en aucun cas une chronologie d’enseignement, mais une simple mise en ordre des concepts.


La colonne de gauche indique à partir de quelle classe il serait judicieux de commencer à aborder chaque contenu (ce qui n’exclut évidemment pas de poursuivre en terminale).

Le degré d’approfondissement est présenté sous la forme d'une taxonomie à quatre niveaux :

1 - Niveau d’information : le contenu est relatif à l’appréhension d’une vue d’ensemble d’un sujet. Les réalités sont montrées sous certains aspects de manière partielle ou globale. Ceci peut se résumer par la formule : « l’élève en a entendu parler et sait où trouver l’information ». Il n'y a pas d'évaluation envisageable à l'examen pour les savoirs situés à ce niveau d'approfondissement

2 - Niveau d’expression : le contenu est relatif à l’acquisition de moyens d’expression et de communication permettant de définir et utiliser les termes composant la discipline. Le « savoir » est maîtrisé. Ceci peut se résumer par la formule : « l’élève sait en parler ».

3 - Niveau de maîtrise des outils : le contenu est relatif à la maîtrise de procédés et d’outils d’étude ou d’action (lois, démarches, actes opératifs, …) permettant d’utiliser, de manipuler des règles, des principes ou des opérateurs techniques en vue d’un résultat à atteindre. Il s’agit de maîtriser un « savoir faire ». Ceci peut se résumer par la formule : « l’élève sait faire ».

4 - Niveau de maîtrise méthodologique : le contenu est relatif à la maîtrise d’une méthodologie d’énoncé et de résolution de problèmes en vue d’assembler et d’organiser les éléments d’un sujet, d’identifier les relations, de raisonner à partir de celles-ci et de décider en vue d’un but à atteindre. Il s’agit de maîtriser une démarche. Ceci peut se résumer par la formule : « l’élève maîtrise la méthode ».

Chacun de ces niveaux englobe les précédents.

Un document d’accompagnement publié par ailleurs rassemble les recommandations pédagogiques, notamment en termes méthodologiques et d’organisation de l’enseignement.

Programme de Sciences physiques et chimiques appliquées Les sciences physiques et chimiques appliquées doivent fournir aux élèves des outils et des connaissances leur permettant de poursuivre leurs études supérieures et de faire face efficacement aux évolutions technologiques qu’ils rencontreront ultérieurement. L’accent doit donc être mis sur les notions pérennes et pouvant être réinvesties dans le cadre d’une formation tout au long de la vie.

Cet enseignement de sciences physiques et chimiques appliquées doit permettre d’acquérir la connaissance des lois physiques, la maîtrise de modèles, une méthodologie de résolution de problèmes dans les domaines de la physique et de la chimie en lien avec le domaine de l'architecture et de la construction.

Il doit mettre l’accent sur l’acquisition :

- d’une rigueur scientifique ; - d’une culture scientifique ; - de la maîtrise de la démarche expérimentale ; - d’un esprit critique.

En sciences appliquées, le bachelier en spécialité Architecture et Construction, doit être capable :

- de maîtriser les lois de base dans les domaines de la mécanique, de la chimie des matériaux, de l’optique, de la conversion de l’énergie et de l’électricité ;

- d'exploiter ces lois de base pour analyser une modélisation du comportement des structures et des systèmes ;

- de maîtriser les principes de base de la métrologie.

En sciences, la logique de construction des compétences se fonde d’abord sur l’acquisition de connaissances et de savoir-faire résultant d’un enseignement privilégiant la démarche expérimentale. Il en résulte qu’en sciences appliquées, cours en classe entière et travaux pratiques constituent un tout qui doit être confié à un professeur unique. Afin de faciliter la synergie entre les activités conceptuelles et les activités de travaux pratiques, il est recommandé de placer la même journée les séances de travaux pratiques de sciences physiques et chimiques appliquées des deux groupes.

Commentaires méthodologiques généraux :


Pour des raisons d’efficacité pédagogique, les thèmes du programme devront être abordés par le biais d’activités pratiques : c’est par une approche concrète que les concepts accessibles pourront être abordés en évitant toute mathématisation excessive.

L'utilisation de l'outil informatique, sous ses différents aspects, doit être aussi systématique que possible en travaux pratiques et dans les expériences de cours : tableurs pour les calculs et les modélisations, logiciels de traitement des signaux, logiciels de simulation, logiciels de commande de cartes d'acquisition, … Les tableurs/grapheurs seront utilisés pour représenter de manière graphique des résultats et pour établir des modèles à partir de résultats expérimentaux. L’utilisation des logiciels de simulation doit permettre d’explorer des points difficiles à mettre en œuvre d’un point de vue expérimental ou de gagner du temps en évitant des tâches répétitives (étude de l’influence d’un paramètre). Elle ne doit en aucun cas se substituer à l’expérience.

Les différentes parties du programme seront l’occasion de faire acquérir aux élèves des compétences dans le domaine de la représentation des grandeurs :

- associer à toute grandeur son unité dans le système international d’unités ; - vérifier l’homogénéité des expressions dans des cas simples ; - définir l’unité d’une grandeur à partir de l’analyse des unités dans une expression simple (par

exemple, temps caractéristique dans « une équation différentielle ») et dans celui de l’écriture des résultats de calculs et de mesure ;

- encadrer une mesure obtenue avec un appareil dont la documentation technique est fournie ; - fournir un résultat sous forme d’encadrement dans le cas d’une série de mesures ; - donner un résultat avec un nombre de chiffres significatifs adapté.

Programme : Les connaissances sont présentées en trois pôles cohérents :

- le cadre de vie et le confort : les échanges thermiques, le son et le bruit, la lumière, l'électricité; - les matériaux et produits utilisés dans les constructions : les matériaux solides, les liquides, le

cycle de vie des matériaux ; - les énergies et leur conversion : la mécanique des fluides, l'énergie mécanique, les machines

électriques et les convertisseurs d'énergie.

Pôle « Le cadre de vie et le confort »

Abordé dès la 1ère Niveau

1 – ECHANGES THERMIQUES 1 2 3 4

1.1. Grandeurs thermiques - Capacité thermique massique d’un matériau, capacité thermique d’un corps ;

chaleur latente ; enthalpie de réaction

1.2. Energie thermique, puissance calorifique - Équilibre thermique ; transfert d’énergie thermique en régime permanent ;

définition du terme adiabatique

1.3. Modes de transfert - Par conduction, par convection, par rayonnement : principe des serres 1.4. Pertes d’énergie thermique et isolation - Résistance thermique d’une paroi, conductivité, pertes d’énergie thermique,

isolation

1.5. Quantification thermique - Bilan d’une enceinte thermique 1.6. Mesures thermiques - Capteurs associés Précisions : La loi de Fourrier et Newton étant donnée, on se limitera à savoir l'appliquer. Dans un bilan thermique, on devra être capable d'identifier les pertes et d'établir un bilan à partir des formules qui seront données. On se limitera à l'énoncé de différents types de capteurs en précisant les diverses grandeurs d'entrée et de sortie ainsi que le phénomène physique auquel la grandeur d'entrée est sensible.


Niveau Abordé dès la 1ère 2 – SON ET BRUIT

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2.1 - Onde sonore - Amplitude, période, fréquence, célérité, longueur d’onde, milieu de propagation,

influence du milieu de propagation

2.2 - Intensité d’une onde sonore - Intensité d’une onde sonore, énergie transportée

2.3 - Seuil de perception - Définition des décibels sonores- pollution sonore dans l'environnement 2.4 - Phénomènes de transmission et de réflexion - Transmission, réflexion, absorption ; - Isolation des parois et correction acoustique des locaux. 2.5 – Mesures sonores - Capteurs associés Précisions : On devra expliquer que la célérité du son dépend du milieu de propagation, définir l'ordre de grandeur de cette célérité dans quelques milieux (air, bois, aluminium, verre, acier, béton). La dispersion ne sera pas abordée. On devra identifier les différentes sources de pollutions sonores de l'environnement, avoir une idée de leur importance et leur incidence sur le cadre de vie. A partir d'études de cas techniques, on dégagera un certain nombre de solutions cohérentes avec les lois physiques. On se limitera à l'énoncé de différents types de capteurs en précisant les diverses grandeurs d'entrée et de sortie ainsi que le phénomène physique auquel la grandeur d'entrée est sensible.

Niveau Abordé dès la 1ère 3 – LUMIERE 1 2 3 4

3.1 - Les caractéristiques de l'onde lumineuse - Fréquence, longueur d'onde, célérité, milieu de propagation (différence avec le

son)

3.2 - La lumière visible - Domaine de longueur d'onde du spectre lumineux de la lumière visible 3.3 - Sources de lumière, les luminaires - Principe de fonctionnement, notion d’efficacité lumineuse, IRC (indice de rendu

des couleurs).

3.4 – Flux lumineux - Unités photométriques énergétiques 3.5 - Récepteurs de lumière, l’œil - Unités photométriques physiologiques (intensité lumineuse, luminance,

éclairement)

3.6 - Réflexion, réfraction, absorption - Lois de Descartes (réflexion, réfraction, absorption) ; fibres optiques 3.7 - Influence des surfaces - Influence des surfaces réfléchissantes et réfringentes ; réverbération 3.8 - Mesures de lumière - Capteurs et détecteurs Précisions : On indiquera les limites du domaine de longueur d'onde du spectre de la lumière visible. Pour chaque luminaire, on donnera une idée du principe de fonctionnement en insistant sur la notion de conversion d'énergie; on pourra, à cette occasion, dresser un bilan énergétique et conclure sur la conservation globale de l'énergie. L'étude de l'influence des surfaces sera menée suivant les mêmes principes que les phénomènes de transmission et de réflexion de l'onde sonore. On se limitera à l'énoncé de différents types de capteurs en précisant les diverses grandeurs d'entrée et de sortie ainsi que le phénomène physique auquel la grandeur d'entrée est sensible.


Niveau Abordé dès la 1ère 4 – ELECTRICITE

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4.1. Régimes périodiques - Régime sinusoïdal du réseau de distribution 4.2. Protections - Protection des personnes, des appareils, des installations 4.3. Circuits résistifs - Notions de résistivité et de conductivité ; conducteur ohmique ; résistance; effet

Joule

4.4. Les récepteurs - Les types de récepteurs électriques dans l’habitat 4.5. Energie, puissance - Energie et puissance électriques ; les unités usuelles ; les mesures - 4.6. Valeurs efficaces - - - - - Signification physique de la valeur efficace d’une tension, d’un courant 4.7. Impédance, facteur de puissance - Notions d'impédance et de facteur de puissance Précisions : Il s'agira de s'intéresser à l'environnement électrique standard monophasé de l'habitat. On ne fera d’étude ni avec les nombres complexes, ni avec le diagramme de FRESNEL. On n'étudiera pas tous les régimes de neutre, mais on insistera sur le régime TT rencontré le plus fréquemment dans l'habitat.

Pôle « Les matériaux et les produits utilisés dans les constructions »

Niveau Abordé dès la 1ère 5 – MATERIAUX SOLIDES 1 2 3 4

5.1. Métaux - Propriétés mécaniques (coefficient de dilatation, élasticité, dureté, plasticité et

ductilité), optiques, thermiques, électriques, chimiques, conditions d’utilisation et domaines d’application

5.2. Verres et céramiques - Indice de réfraction, masse volumique, facteur d’absorption, conductibilité

thermique et électrique

5.3. Polymères - Présentation des matières les plus usitées dans le bâtiment ; résines ;

applications ; combustion de certaines matières plastiques (gaz toxiques, sécurité et dangerosité)

5.4. Matières composites - Présentation des matières composites les plus usitées dans la construction

Niveau Abordé dès la 1ère 6 – LIQUIDES 1 2 3 4

6.1. Solutions aqueuses - Acido - basicité, définition du pH, mesures de pH - Concentration massique des espèces en solution aqueuse (unités)

- Oxydoréduction en solution aqueuse (couple redox) - Classification électrochimique qualitative et quantitative des métaux


6.2. Mélanges - Mélanges homogènes et hétérogènes 6.3. Solvants minéraux et solvants organiques - Dangers et phénomènes de miscibilité. 6.4. Combustibles liquides - Enthalpie de réaction, pouvoir calorifique, pouvoir fumigène Précisions : On définira le caractère acide ou basique d'une solution à partir de la mesure du pH. L'oxydoréduction est caractérisée par un transfert d'électrons ; les élèves écrivent les ½ équations rédox et le bilan global.

Niveau Abordé dès la 1ère 7 – CYCLE DE VIE DES MATERIAUX 1 2 3 4

7.1. Compatibilité de contact - Du point de vue mécanique (frottement, usure) - Du point de vue thermique - Du point de vue électrique (conductivité électrique) - Du point de vue chimique (corrosion : principe, comportement des différents

métaux face à la corrosion, lutte contre la corrosion)

7.2. Tenue dans le temps - Durabilité, vieillissement, durée de vie 7.3. Recyclage ou destruction d’un matériau - Recyclage ou destruction d’un matériau (liquide, solide, gazeux)

Pôle « les énergies et leur conversion »

Niveau Abordé dès la 1ère 8 – MECANIQUE DES FLUIDES 1 2 3 4

8.1. Hydrostatique - Notion de pression hydrostatique - Pression absolue et pression relative 8.2. Ecoulement des fluides - Fluide parfait incompressible : débits volumique et massique - Théorème de Bernoulli ; notion de pertes de charge effet Venturi Précisions : La relation de BERNOULLI sera donnée, afin de pouvoir l'appliquer. Pour les pertes de charge, on se limitera à une conduite horizontale.

Niveau Abordé dès la 1ère 9 – ENERGIE MECANIQUE 1 2 3 4

9.1. Mode de transfert de l'énergie mécanique - Travail d'une force, travail d'un couple de forces : définitions et calculs simples. - Notion de puissance. 9.2. Energie mécanique - Energie potentielle et énergie cinétique des solides en translation 9.3. Phénomènes de frottement et d'adhérence - Définitions et modélisation, calculs 9.4. Phénomène de résonance mécanique - Définition du phénomène, conséquences 9.5. Bilans d'énergie - Principe Précisions : On calculera le travail du poids pour un déplacement vertical, le travail d'une force constante lors d'une traction. On envisagera aussi le cas d'une force qui ne travaille pas. On étudiera la loi de Coulomb pour les frottements et on définira l'angle limite d'adhérence. L'étude des bilans d'énergie débouchera sur la notion de conservation globale de l'énergie (premier principe).


Niveau

Abordé dès la 1ère 10 – MACHINES ELECTRIQUES, CONVERTISSEURS D’ÉNERGIE 1 2 3 4

10.1. Distribution triphasée - Tensions entre phases, entre phase et neutre 10.2. Récepteurs triphasés équilibrés - Décodage de la plaque signalétique 10.3. Les transformateurs - Intérêt ; grandeurs nominales ; danger en cas de surcharge 10.4. Conversion d'énergie électrique en énergie mécanique, moteurs

électriques

- Bilan de puissance ; couple utile, puissance utile, caractéristique mécanique 10.5. Protection - Protection des appareils, des installations et des personnes Précisions : On décodera la plaque signalétique de quelques récepteurs triphasés d'usage courant. Le transformateur est vu dans l'intérêt de la distribution électrique; il est connu par les caractéristiques des grandeurs électriques d'entrée et de sortie. Les moteurs électriques sont vus comme convertisseurs d'énergie.

Programme de Sciences et techniques

Commentaires méthodologiques généraux : Les connaissances sont présentées en cinq pôles cohérents : - Les outils de représentation et de communication : dessins, représentations normalisées,

modeleur 3D, présentation et diffusion de l'information ; - L'étude et la conception architecturale : approche sensible de l'espace, projet architectural,

environnement économique et professionnel ; - L'analyse et la validation de solutions constructives : équilibre et comportement des structures,

éléments d'infrastructures et de superstructures, confort du cadre de vie, aménagement - circulation - distribution, sécurité des personnes et des biens, hygiène - santé - environnement ;

- L'ingénierie et la logistique de production : environnement et contexte législatif des travaux, relations matériaux/produits/procédés, mise en œuvre des moyens et organisation de la réalisation ;

- Les analyses patrimoniales et prospectives : articulation entre histoire des constructions et contexte socio-économique associé, évolution des solutions constructives, méthode d'analyse d'un ouvrage daté, innovation technologique et méthodes de créativité, outils de recherche de l'information, bases de données.

En terminale, un "projet technologique et scientifique" d’architecture et construction permet un travail collectif interdisciplinaire de synthèse et d'approfondissement. Ce travail permet de développer l'autonomie dans l'action et dans la recherche ainsi que les aptitudes à une activité collaborative.


Pôle « Outils de représentation et de communication »

Niveau Abordé dès la 1ère 1 – OUTILS DE REPRÉSENTATION ET DE COMMUNICATION

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1.1. Dessin d'architecture - Règles et codes de représentation 1.2. Représentation graphique des ouvrages et des solutions constructives - Croquis, schémas, représentation normalisée. 1.3. Outils informatiques appliqués à la représentation - Fonctionnalités d'un modeleur 3D : importation d'objets, génération volumique,

assemblage, paramétrage, modules métiers

- Exploitation de la maquette numérique pour l'édition de documents 1.4. Outils de présentation et de diffusion de l'information - Infographie appliquée à l'architecture - Présentation assistée par ordinateur - Échanges de données Précisions : Quels que soient les outils de représentation utilisés, l'aptitude au décodage et à la lecture restera nécessaire. L'outil de représentation sera choisi en fonction de la phase d'élaboration du projet (esquisse, avant – projet, exécution) et de la destination du document (maître d'ouvrage, maître d'oeuvre, entreprise). Cet enseignement se situera dans le cadre élargi de la communication. Les élèves devront être capables de présenter et échanger des informations en choisissant les différents moyens à leur disposition : exposé oral, outil multimédia, réseaux de communication.

Pôle « Étude et conception architecturale »

Niveau Abordé dès la 1ère 2 – APPROCHE SENSIBLE DE L'ESPACE ARCHITECTURAL

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2.1. Expression graphique et plastique - Perspective d'aspect - Maquette de volume - Croquis - Rendu des couleurs, volumes, textures 2.2. Représentation graphique des ouvrages et des solutions constructives - Géométrie : formes de base, horizontalité, verticalité - Aspects : couleur, texture, transparence 2.3. Composition architecturale - Éléments de syntaxe - Proportion, échelle Précisions : L'approche sensible de l'espace architectural visera à apporter à l'élève une culture de l'architecture. La formation devra permettre : - de découvrir les différentes potentialités de l'expression plastique ; - de parvenir à un premier niveau de maîtrise lui permettant d'exercer sa curiosité et d'exprimer sa créativité par des moyens

adaptés ; - d'acquérir une démarche analytique lui permettant de repérer les éléments du vocabulaire architectural, les règles de

composition utilisées (répétition, continuité, rupture, contraste, transition) et les rapports de proportion internes et externes.

Niveau Abordé dès la 1ère 3 – PROJET ARCHITECTURAL

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3.1. Programme architectural et technique - Principe et définitions 3.2. Contextes - Géographique - Site (aménagement du territoire, environnement urbain) - Socioculturel - Esthétique - Ecologique


3.3. Organisation fonctionnelle et spatiale - Diagramme fonctionnel, contraintes - Distribution, articulation des espaces 3.4. Réglementation - Réglementation de la construction - Documents d'urbanisme 3.5. Pré - dimensionnements architecturaux - Ergonomie - Accessibilité du cadre de vie aux personnes handicapées - Dimensionnement de l'espace - Dimensionnement des éléments de construction 3.6. Démarches environnementales - Contraintes climatiques et de site - Dispositifs architecturaux - Architecture bioclimatique 3.7. Description des ouvrages - Notice de présentation - Cahier des charges Précisions : La formation visera à permettre de prendre conscience du processus de conception architecturale dans sa complexité. A l'issue de la formation, il faudra être capable : - d’analyser, en argumentant, une solution architecturale à un problème simple ; - d'énoncer les solutions architecturales et technologiques adoptées dans un projet ; - d'appréhender la nécessaire articulation entre les techniques de construction et les intentions architecturales.

Niveau Abordé dès la 1ère 4 – ENVIRONNEMENT ECONOMIQUE ET PROFESSIONNEL

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4.1. Intervenants dans l'acte de bâtir - Maîtrise d'ouvrage, maîtrise d'oeuvre, entreprise, organismes de contrôle,

services administratifs*

42. Contraintes économiques - Estimation prévisionnelle, contrôle et maîtrise des coûts - Notion de coût global associé au cycle de vie d'un ouvrage Précisions : Services administratifs* : toutes les administrations concernées par la délivrance d'autorisations. La formation du domaine "Environnement économique et professionnel" devra permettre : - d'adapter sa réponse en fonction du destinataire (client, maître d'ouvrage, entreprise, administration) ; - d'appréhender les conséquences des choix architecturaux sur le coût de la construction.

Pôle « Analyse et validation des solutions constructives »

Niveau Abordé dès la 1ère 5 – EQUILIBRE DES STRUCTURES

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5.1. Modélisation des actions mécaniques - Actions à distance - Actions transmissibles par une liaison (modèle de description : torseur) 5.2. Modèle de calcul - Isolement d'un système et bilan des actions mécaniques 5.3. Méthode de résolution : principe fondamental de la statique - Théorème de la résultante - Théorème du moment résultant 5.4. Statique appliquée à l'équilibre des structures - Résolution analytique - Résolution graphique - Résolution informatique 5.5. Notions de stabilité des structures - Transmission des charges, contreventement


Précisions : Les problèmes à résoudre par les élèves ne concerneront que les structures planes isostatiques. Principe fondamental de la statique : - la résolution analytique sera utilisée lorsque la solution peut être obtenue avec un nombre minimal d'équations (cas de

forces parallèles, solution avec une équation unique de moment) ; - la résolution graphique sera utilisée pour traiter l'équilibre d'un solide ou d'un ensemble de solides soumis à 2 ou 3 forces ; - la résolution logicielle concernera les cas plus complexes ; on veillera dans l'utilisation du logiciel à développer une attitude

critique vis-à-vis des hypothèses et des résultats.

Niveau Abordé dès la 1ère 6 – COMPORTEMENT DES STRUCTURES

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6.1. Hypothèses de la résistance des matériaux - Modèle poutre, section droite - Matériaux 6.2. Sollicitations - Torseur de cohésion - Identification des sollicitations 6.3. Loi de comportement - Notion de contrainte - Loi de Hooke 6.4. Étude de sollicitations simples et composées - Traction, compression - Flexion simple - Flexion – compression 6.5. Dimensionnement ou vérification d’un élément de structure - Contraintes dans une section droite - Condition de résistance - Condition de déformation 6.6. Spécificités de comportement des éléments en béton - Béton armé et béton précontraint 6.7. Élancement des structures - Phénomène de flambement Précisions : L'approche de la flexion - compression introduira le principe du béton précontraint. Le dimensionnement ou la vérification d’un élément de structure ne concernera que des poutres métalliques ou en bois soumises à des sollicitations simples.

Commentaires méthodologiques :

Le chapitre "Loi de comportement" sera traité en exploitant les essais de traction et compression sur les matériaux utilisés en structure : acier, bois, béton.

Niveau Abordé dès la 1ère

7 – ÉLEMENTS D’INFRASTRUCTURES ET DE

SUPERSTRUCTURES 1 2 3 4

7.1. Les sols - Éléments de géologie, reconnaissance des sols, caractéristiques physiques et

mécaniques d’un sol

7.2. Infrastructures - Préparation et aménagements du sol, liaison de l’ouvrage avec le sol, maintien

des terres

7.3. Superstructures - Porteurs verticaux et horizontaux, charpentes Précisions : L'enseignement du chapitre "Infrastructures" permettra d'aborder les terrassements, les soutènements, les fondations par leur typologie et leurs solutions constructives.


Niveau Abordé dès la 1ère 8 – CONFORT DU CADRE DE VIE

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8.1. Paramètres physiologiques et solutions constructives associées (température, niveau sonore, degré hygrométrique, niveau d’éclairement)

- Isolation thermique des parois, chauffage ; - Isolation et correction acoustique ; - Étanchéité des parois à l’eau de condensation, de pluie, du sol ; - Renouvellement de l’air, climatisation ; - Éclairage ; - Gestion technique des équipements (domotique, signalisation, ventilation). Précisions : A partir des principes et lois physiques et chimiques concernant : - les échanges thermiques (émissions et déperditions) ; - les phénomènes d’émission et de migration de vapeur d’eau, de condensation, de transmission des bruits dans un milieu

(air, solide), de réflexion des bruits sur les parois, de perméabilité à l’eau, d’imbibition et séchage d’un matériau poreux ; - le renouvellement d’air ; - l’éclairement ; il s’agira d’analyser et de valider les solutions technologiques permettant d’atteindre un niveau de confort correspondant aux normes, labels et règlements en vigueur.

Niveau Abordé dès la 1ère 9 – AMENAGEMENT, CIRCULATION, DISTRIBUTION

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9.1. Agencement du bâtiment - Dispositions constructives de cloisonnement, de distribution 9.2. Ouvrages d’art, voies de circulation - Structures générales et solutions constructives 9.3. Constitution et agencement des différents réseaux - Distribution des fluides, énergies


Les solutions constructives concernant : - l’agencement du bâtiment ; - les ouvrages d’art, voies de circulation ;

Seront étudiées à partir des documents normatifs et règlementaires. Les solutions constructives concernant les réseaux de distribution (fluides, énergies) seront analysées à partir des documents normatifs et réglementaires.

Niveau Abordé dès la 1ère 10 – SECURITE DES PERSONNES ET DES BIENS

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10.1. Protection contre l’incendie - Règles - Dispositions constructives 10.2. Protection contre les risques naturels et technologiques - Règles - Dispositions constructives Précisions : A partir des principes et lois physiques et chimiques concernant : - la propagation d’un incendie ; - les phénomènes tels que les séismes ainsi que les incidents liés à l’exploitation de certains sites industriels ; il s’agira de découvrir les solutions technologiques permettant d’atteindre un niveau de sécurité correspondant aux normes et règlements en vigueur.



11 – HYGIENE, SANTE, ENVIRONNEMENT 1 2 3 4

11.1. Alimentation et évacuation des eaux - Définitions et principales dispositions réglementaires 11.2. Collecte et évacuation des déchets - Définitions et principales dispositions réglementaires 11.3. Limitation des risques de nuisances - Définitions et principales dispositions réglementaires pour les risques de

nuisances d’origines physique, chimique, biologique

Précisions : Les solutions constructives concernant cette partie seront analysées à partir des documents normatifs et réglementaires.

Pôle « Ingénierie et logistique de production »

Niveau Abordé dès la 1ère 12 – INGENIERIE ET LOGISTIQUE DE PRODUCTION

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12.1. Environnement et contexte législatif des travaux - Suivi du déroulement d’une opération - Démarches et documents associés 12.2. Produits Matériaux Procédés - Relations matériaux/procédés et relations produits/procédés : - Critères de choix ; - Réalisation, assemblage et contrôle d'éléments d'ouvrage ; - Matériels et moyens techniques associés ; - Cas particulier des bétons : formulation et fabrication 12.3. Mise en œuvre des moyens de réalisation - Aspects méthodologiques - Aspects techniques : validation de procédés. 12.4. Organisation de la réalisation - Phasage des opérations - Logistique de chantier Précisions : Ce pôle concernera les principaux matériaux de construction : bois, métal, béton, …

Commentaires méthodologiques

La mise en œuvre des moyens permettra, par une approche concrète et expérimentale, la découverte de procédés et la validation des protocoles de mise en œuvre. Elle concernera principalement les problématiques suivantes :

- mise en oeuvre de matériaux ou produits de construction ; - liaisons entre parties ou éléments d'ouvrages ; - mise en place et réglages de moyens de réalisation et de contrôle.

L’organisation de la réalisation permettra, par une approche concrète, d’ordonnancer l’enclenchement des différentes opérations en s’appuyant sur la logistique de chantier.

Pôle « Analyses patrimoniales et prospectives »


13 – ANALYSE HISTORIQUE ET PATRIMONIALE 1 2 3 4

- Articulation entre les grandes étapes de l’histoire des constructions et leur contexte socio-économique

- Principales réalisations des bâtisseurs à partir du 18e siècle - Évolution de l'articulation fonctions techniques/solutions constructives - Méthodologie d’analyse d’un ouvrage daté Précisions : Les ouvrages concernés seront pris dans l'environnement géographique ou culturel de l'élève : domaine bâti, ouvrages d'art, …


Commentaires méthodologiques

Pour traiter ce pôle, on pourra privilégier l'une des démarches suivantes :

- à partir de l'étude de plusieurs ouvrages datés, on montrera comment les différentes fonctions techniques (porteuse, acoustique, thermique, éclairement, …) sont assurées,

- à partir de l'étude d'une solution constructive d'un ouvrage daté, on repérera quelles fonctions techniques sont assurées.

Dans ces deux démarches, on s'attachera à montrer :

- l'effet induit de ces solutions sur les usagers et les modes de vie, - l'état des savoirs scientifiques de l'époque considérée.

Il s'agira également de montrer l'influence :

- de l'évolution des moyens de réalisation disponibles (levage, transport, énergies, obtention et transformation des produits, …) sur les choix techniques et architecturaux,

- des modes d'organisation du travail, des professions, - de l'état des connaissances scientifiques.

Niveau Abordé dès la 1ère 14 – VEILLE TECHNOLOGIQUE ET INNOVATION

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14.1. Innovation technologique - Axes de Recherche et Développement, plateforme européenne, protection de

l'innovation

14.2. Méthodes de créativité et d'innovation - Principes 14.3. Outils de recherche de l'information - Sources et outils de recherche spécialisées 14.4. Bases de données - Indexation - Organisation - Diffusion et actualisation des informations


Pour traiter ce chapitre, on privilégiera une activité de recherche structurée d'informations afin de gérer une base de données. A travers cette activité, les élèves découvriront :

- les différents acteurs de l'innovation ; - les différents axes privilégiés de recherche.

Les informations contenues dans la base de données seront repérées, formalisées, diffusées et actualisées par les élèves.

Projet technologique et scientifique


15 – PROJET TECHNOLOGIQUE ET SCIENTIFIQUE 1 2 3 4

15.1. Démarche de projet - Expression du besoin (objectifs, contraintes) - Répartition et planification des activités du groupe - Élaboration du projet - Présentation des productions (revues de projet, synthèse) 15.2. Performances des solutions constructives - Réponse au cahier des charges - Choix d'une solution - Critères économiques - Qualité environnementale des ouvrages


15.3. Outils et méthodes d'ingénierie concourante - Contraintes technico-économiques - Systèmes experts - Démarche qualité - Travail collaboratif Précisions : Ce projet permettra : - de faire la synthèse et d’approfondir certaines acquisitions introduites dans les parties du programme ; - de mettre en évidence des « problèmes techniques et scientifiques » dont l’émergence ne prend tout son sens que dans

un projet réel dans un temps imparti.


Le « projet technologique et scientifique » d'architecture et construction devra permettre à l'élève, autour d’un travail collectif :

- de développer sa curiosité intellectuelle dans des situations d’apprentissage motivantes et actives ;

- d’acquérir des méthodes de travail : analyse d’une problématique, recherche documentaire présentation synthétique, respect d’un échéancier ;

- de développer son autonomie et son aptitude au travail de groupe ; - de se confronter à l’erreur et la surmonter ; - de préparer une synthèse de ses recherches, d’élaborer une argumentation et de la

présenter.

Le « projet technologique et scientifique » est organisé en terminale par regroupement temporaire des horaires de sciences et techniques, sciences physiques et chimiques appliquées et mathématiques pendant les périodes nécessaires à sa réalisation. Ces durées de regroupement ne sauraient excéder un total de 75h sur l’année.

L’encadrement des élèves est assuré par les enseignants de ces disciplines dans le cadre de leurs obligations de services. Les permutations d’emploi du temps pendant ces périodes sont vivement conseillées afin d’assurer la continuité des activités de projet. Des précisions sont portées dans les documents d’accompagnement des programmes.

Cycle terminal - · PDF filegénéraux de construction ; ... problèmes...

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