📊 STI2D · Architecture et Construction · Comprendre le comportement des structures

Modéliser une action

Représenter une force, son point d’application, sa direction, son sens et son intensité.

Séance 1 · 180 minCompétences CO6.1, CO4.1Séance 1/31re et Tle
▶Analyse de la structure : centre de gravité et Huygens-SteinerVidéo pour aller plus loin (lien externe)
Dossier d’étude

Une charge proche d’un appui est-elle partagée en deux parts égales ?

Rappel et hypothèseNotions et exempleInvestigation guidéeMission autonomeSynthèse et vérification

Volume de classe prévu : 180 min, avec mise en commun et reprise des productions. Le professeur adapte le rythme des étapes.

Avant de commencer

Utiliser une distance et une force ; résoudre une équation simple.

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

Isoler un solide consiste à définir sa frontière, puis représenter toutes les actions extérieures. Une force comporte point d’application, direction, sens et intensité. Le moment d’une force par rapport à un point dépend de sa valeur et de la distance perpendiculaire à sa ligne d’action.

Pour une poutre simplement appuyée, chargée verticalement, les équations de bilan des forces et des moments déterminent les réactions. Il faut d’abord décrire les appuis et le chargement. Un résultat négatif peut indiquer un sens opposé à celui supposé ; on l’interprète dans le modèle plutôt que d’en effacer le signe.

01 · OBSERVER LA SITUATION

Isoler une poutre et ses appuis

La poutre réelle devient un solide isolé avec une force appliquée et des réactions d’appui. Les symboles et valeurs sont portés sur le modèle coté.Agrandir la vue ↗

La poutre réelle devient un solide isolé avec une force appliquée et des réactions d’appui. Les symboles et valeurs sont portés sur le modèle coté.

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
Poutre de préau · poids propre négligé
DonnéeValeur
Portée AB6 m
Force verticale descendante F12 kN
Position de FÀ 2 m de A, donc 4 m de B
Appuis idéalisésArticulation en A, appui mobile en B ; pas d’autre force horizontale

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

02 · LIRE LE MODÈLE

Poutre isostatique : équilibrer les actions

Force de 12 kN à 2 m de A, portée 6 m, poids propre négligé. Réactions verticales : 8 kN en A et 4 kN en B. A est articulé et B mobile.

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

Force de 12 kN à 2 m de A, portée 6 m, poids propre négligé. Réactions verticales : 8 kN en A et 4 kN en B. A est articulé et B mobile.

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

Bilan des moments en A : RB × 6 − 12 × 2 = 0. Donc RB = 4 kN. Puis RA + RB − 12 = 0, soit RA = 8 kN. L’appui le plus proche de la charge reprend ici la réaction la plus forte.

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 « Poutre de préau · poids propre négligé ». À rappeler avant de te lancer : Utiliser une distance et une force ; résoudre une équation simple.
Première étape : Représenter toutes les actions extérieures. 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) Représenter toutes les actions extérieures. 2) Écrire une équation de moment avec ses bras de levier. 3) Vérifier l’équilibre après le calcul. Le calcul et la rédaction restent à mener par toi.
Comparer avec la correction expliquée
RB = 12 × 4,5 / 6 = 9 kN ; RA = 3 kN. Somme 12 kN ; moments en A : 9 × 6 = 54 kN·m, comme 12 × 4,5. Le signe et la position des flèches doivent correspondre au bilan.
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 « Poutre de préau · poids propre négligé ». La situation a changé : demande-toi ce qui, dans ton raisonnement précédent, reste vrai ici.
Première étape : Représenter toutes les actions extérieures. 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) Représenter toutes les actions extérieures. 2) Écrire une équation de moment avec ses bras de levier. 3) Vérifier l’équilibre après le calcul. Le calcul et la rédaction restent à mener par toi.
Comparer avec la correction expliquée
RB × 6 = 12 × 4,5 + 6 × 3 = 72 ; RB = 12 kN. RA = 18−12 = 6 kN. Le partage de la charge additionnelle centrale est symétrique, mais le chargement total ne l’est pas.

Critères de réussite

  1. Représenter toutes les actions extérieures.
  2. Écrire une équation de moment avec ses bras de levier.
  3. Vérifier l’équilibre après le calcul.

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

Les réactions proviennent de l’équilibre, pas d’un partage arbitraire. Le moment s’exprime ici en kN·m.

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
  • CO4.1 — Représenter une solution avec un outil adapté

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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