Comparer un kilogramme de bois à un kilogramme d’acier permet-il de choisir une poutre ?
Volume de classe prévu : 120 min, avec mise en commun et reprise des productions. Le professeur adapte le rythme des étapes.
Calculer un volume ; distinguer masse et force.
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.
Comprendre le phénomène et le modèle
Le béton, l’acier et le bois se distinguent par leur masse volumique, leur comportement mécanique, leurs assemblages et leurs conditions de durabilité. Le béton armé associe des matériaux complémentaires ; l’acier permet des sections élancées à vérifier en stabilité ; le bois est anisotrope et ses performances dépendent notamment du sens des fibres et de l’humidité.
Une comparaison valable porte sur le même service : portée, charge, flèche et conditions d’emploi. Un faible volume ne signifie pas une faible masse, et une faible masse ne prouve pas une faible empreinte sur le cycle de vie. Les sections du tableau sont seulement des géométries de calcul de masse, sans équivalence de capacité portante.
Comparer bois, béton et acier
Agrandir la vue ↗La masse dépend de la géométrie et de la masse volumique. Les trois éléments ne sont pas déclarés équivalents en résistance.
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.
| Élément | Section / volume | Masse volumique d’étude |
|---|---|---|
| Bois | 0,10 × 0,24 m | 500 kg/m³ |
| Béton armé | 0,15 × 0,25 m | 2 500 kg/m³ |
| Acier | Aire nette 0,003 m² | 7 850 kg/m³ |
Dossier pédagogique original · valeurs d’étude, distinctes des données de chantier et des sources documentaires.
Masse et poids : deux grandeurs distinctes
Sur petit écran, faites défiler le schéma horizontalement pour conserver les légendes lisibles.
Éléments de 4 m : bois 48 kg ; béton 375 kg ; acier 94,2 kg. Ces éléments ne sont pas déclarés équivalents en résistance. Pour le bois, poids ≈ 471 N avec g = 9,81 m/s².
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
Bois : V = 4×0,10×0,24 = 0,096 m³ ; m = 48 kg. Son poids vaut environ 48×9,81 = 471 N, soit 0,471 kN. kg et kN décrivent deux grandeurs différentes.
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.
ESILA ne donnera pas la réponse : elle reformule et te repose une question.
Comparer avec la correction expliquée
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.
ESILA ne donnera pas la réponse : elle reformule et te repose une question.
Comparer avec la correction expliquée
Critères de réussite
- Calculer volume, masse puis éventuellement poids.
- Signaler l’absence d’équivalence structurelle.
- Relier les propriétés au contexte de chantier.
Compare ta démarche, pas seulement le résultat. Une réponse différente peut être recevable si elle satisfait ces critères.
Ce que l’étude permet de retenir
Comparer des solutions de même fonction avant de comparer les matières. Masse, rigidité, résistance et impact environnemental sont distincts.
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
- CO3.4 — Caractériser une solution technique
- CO5.8 · AC1 — Choisir une solution constructive adaptée
Intitulés reformulés pour la séance. Rattachement pédagogique au programme officiel ; les critères ci-dessus indiquent les preuves attendues.
- Ministère de l’Éducation nationale · programme STI2D, BO du 22 janvier 2019
Objectifs O1 à O7, tableaux des compétences, pages 8 à 11 du PDF officiel.
- INIES · lire une FDES de produit de construction
Identifier fonction, durée de vie, périmètre et informations environnementales avant toute comparaison.
- INIES · conditions de comparaison des produits et équipements
Vérifier que les solutions rendent le même service et que les hypothèses de comparaison sont compatibles.
Références consultées le 2 septembre 2026. Les liens externes complètent le dossier ; toutes les données nécessaires aux exercices sont présentes dans la séance.