🌿 STI2D · Architecture et Construction · Concevoir sobre et confortable

Éviter la surchauffe

Comprendre l’effet combiné des apports solaires, inertie, protections et ventilation nocturne.

Séance 2 · 150 minCompétences CO6.1, CO5.5, C6.5-AC1Séance 2/31re et Tle
Dossier d’étude

Une casquette fixe suffit-elle à protéger la baie en été et à laisser entrer le soleil en hiver ?

Rappel et hypothèseNotions et exempleInvestigation guidéeMission autonomeSynthèse et vérification

Volume de classe prévu : 150 min, avec mise en commun et reprise des productions. Le professeur adapte le rythme des étapes.

Avant de commencer

Utiliser la tangente ; distinguer puissance et température.

Propose une première réponse à la question, même incertaine : tu la reprendras après l’étude, et c’est en la corrigeant que tu apprendras le plus. Se tromper ici ne coûte rien.

Notions

Comprendre le phénomène et le modèle

Une protection extérieure intercepte le rayonnement avant le vitrage. Pour une casquette horizontale accolée en tête d’une baie, dans une coupe où les rayons sont perpendiculaires à la façade, la hauteur d’ombre vaut h = d tan(α). Le résultat dépend de la hauteur solaire et de la position du soleil par rapport à la façade : ce dessin n’explique pas à lui seul toutes les heures d’une journée.

L’inertie stocke temporairement de la chaleur ; elle ne la fait pas disparaître. Le rafraîchissement nocturne suppose notamment un air extérieur plus frais et des possibilités d’ouverture compatibles avec l’usage. Une stratégie associe limitation des apports, stockage et évacuation, en examinant les conditions météo et d’exploitation.

01 · OBSERVER LA SITUATION

Une casquette filtre le soleil

La hauteur solaire modifie l’ombre portée par une protection fixe. La coupe chiffrée permet de vérifier ce qui est masqué à l’instant étudié.Agrandir la vue ↗

La hauteur solaire modifie l’ombre portée par une protection fixe. La coupe chiffrée permet de vérifier ce qui est masqué à l’instant étudié.

Vue de synthèse générée par IA, non cotée : elle illustre la situation. Les valeurs de l’exercice figurent dans le dossier et le schéma associé.

Données à exploiter
Baie sud · coupe solaire simplifiée
DonnéeValeur
Hauteur de baie1,50 m
Profondeur de casquette d0,80 m
Hauteur solaire d’été α65°
Hauteur solaire d’hiver α20°
Nuit A / nuit BExtérieur 20 °C / 29 °C ; intérieur initial 27 °C

Dossier pédagogique original · valeurs d’étude, distinctes des données de chantier et des sources documentaires.

02 · LIRE LE MODÈLE

Casquette : l’ombre dépend de la hauteur solaire

Avec une casquette de 0,80 m à la tête de baie : h = d tan α. À 65°, h ≈ 1,72 m ; à 20°, h ≈ 0,29 m. Baie de 1,50 m, coupe à un instant donné.

Sur petit écran, faites défiler le schéma horizontalement pour conserver les légendes lisibles.

Avec une casquette de 0,80 m à la tête de baie : h = d tan α. À 65°, h ≈ 1,72 m ; à 20°, h ≈ 0,29 m. Baie de 1,50 m, coupe à un instant donné.

Données et hypothèses du dossier de cette séance. Schéma pédagogique : les cotes et les valeurs font référence, pas les dimensions à l’écran.

Ouvrir le schéma légendé en grand ↗
Conventions d’écriture et références

Symboles de grandeurs en italique ; symboles d’unités droits ; espace entre valeur et unité ; virgule décimale. Les valeurs et limites indiquées proviennent du dossier pédagogique, elles ne constituent pas des seuils réglementaires généraux.

Les références techniques propres au thème sont disponibles en fin de séance.

Exemple résolu · comprendre les étapes

Été : h = 0,80 × tan(65°) ≈ 1,72 m. La baie de 1,50 m est entièrement ombragée dans cette coupe à cet instant. En hiver : h ≈ 0,29 m, laissant une partie de la baie exposée.

Investigation guidée

Appliquer et vérifier

Bloqué ? Ouvre une aide, puis une autre si besoin. Cela n’enlève aucun point — demander de l’aide fait partie du travail.

Relis la consigne et repère deux choses : ce qu’on te demande de produire, et avec quoi. Les données utiles sont dans le tableau « Baie sud · coupe solaire simplifiée ». À rappeler avant de te lancer : Utiliser la tangente ; distinguer puissance et température.
Première étape : Indiquer la géométrie et l’instant considérés. L’exemple résolu plus haut fait ce même geste sur un autre cas — retrouves-y l’étape qui correspond.
La démarche attendue, dans l’ordre : 1) Indiquer la géométrie et l’instant considérés. 2) Interpréter la hauteur d’ombre par rapport à la baie. 3) Conditionner la ventilation aux températures et à l’usage. Le calcul et la rédaction restent à mener par toi.
Comparer avec la correction expliquée
d = 1,50/tan(65°) ≈ 0,70 m. En A, l’air extérieur plus frais peut contribuer à évacuer la chaleur ; en B, il est plus chaud que l’intérieur et ne produit pas ce rafraîchissement par simple renouvellement. Le besoin de qualité d’air doit rester traité.
Mise en pratique

Mission autonome · changer de situation

Bloqué ? Ouvre une aide, puis une autre si besoin. Cela n’enlève aucun point — demander de l’aide fait partie du travail.

Relis la consigne et repère deux choses : ce qu’on te demande de produire, et avec quoi. Les données utiles sont dans le tableau « Baie sud · coupe solaire simplifiée ». La situation a changé : demande-toi ce qui, dans ton raisonnement précédent, reste vrai ici.
Première étape : Indiquer la géométrie et l’instant considérés. L’exemple résolu plus haut fait ce même geste sur un autre cas — retrouves-y l’étape qui correspond.
La démarche attendue, dans l’ordre : 1) Indiquer la géométrie et l’instant considérés. 2) Interpréter la hauteur d’ombre par rapport à la baie. 3) Conditionner la ventilation aux températures et à l’usage. Le calcul et la rédaction restent à mener par toi.
Comparer avec la correction expliquée
Non sans étudier azimut et heures d’exposition : le soleil peut être bas et oblique. Examiner un masque solaire, des protections mobiles ou verticales, puis comparer apports et lumière utile. Recalculer avec les orientations et horaires réels.

Critères de réussite

  1. Indiquer la géométrie et l’instant considérés.
  2. Interpréter la hauteur d’ombre par rapport à la baie.
  3. Conditionner la ventilation aux températures et à l’usage.

Compare ta démarche, pas seulement le résultat. Une réponse différente peut être recevable si elle satisfait ces critères.

Synthèse

Ce que l’étude permet de retenir

Une protection solaire se dimensionne selon orientation et trajectoire solaire. L’inertie aide si la chaleur stockée peut ensuite être évacuée.

Il te reste à écrire tes trois textes et à répondre aux questions. Ce sont eux qui montrent ce que tu sais faire — pas la vitesse à laquelle tu avances.

Le quiz interactif de cette séance est disponible sur la plateforme 2I2D.

Compétences travaillées et sources
  • CO6.1 — Expliquer les choix du modèle
  • CO5.5 — Comparer des propositions et justifier un choix
  • CO6.5 · AC1 — Conclure sur une performance simulée

Intitulés reformulés pour la séance. Rattachement pédagogique au programme officiel ; les critères ci-dessus indiquent les preuves attendues.

Références consultées le 2 septembre 2026. Les liens externes complètent le dossier ; toutes les données nécessaires aux exercices sont présentes dans la séance.

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