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

Mesurer pour vérifier

Conduire un essai simple et comparer mesure, modèle et prévision.

Séance 3 · 240 minCompétences CO7.2, C7.3-AC1, CO6.3Séance 3/31re et Tle
▶Dimensionner une poutre IPNVidéo pour aller plus loin (lien externe)
Dossier d’étude

Comment vérifier expérimentalement si doubler une charge double la flèche ?

Rappel et hypothèseNotions et exempleInvestigation guidéeMission autonomeSynthèse et vérification

Volume de classe prévu : 240 min, avec mise en commun et reprise des productions. Le professeur adapte le rythme des étapes.

Avant de commencer

Lire une flèche ; tracer un graphique avec unités.

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

Un protocole annonce la grandeur mesurée, la variable que l’on fait varier et celles que l’on maintient constantes. On définit un zéro, un instrument, sa résolution, le nombre de répétitions et les conditions de déchargement. Une observation isolée ne permet pas d’estimer la répétabilité.

Dans le domaine élastique linéaire d’un modèle simple, la flèche est proportionnelle à la charge. On teste cette hypothèse sur une plage, puis on regarde le retour au zéro après déchargement. Les mesures ci-dessous sont un relevé d’étude, utilisable si le matériel n’est pas disponible ; elles ne doivent pas être présentées comme des mesures faites par l’élève.

01 · OBSERVER LA SITUATION

Mesurer puis décharger

Un comparateur relève la flèche au milieu. Répéter les mesures et vérifier le retour après décharge aide à discuter le comportement.Agrandir la vue ↗

Un comparateur relève la flèche au milieu. Répéter les mesures et vérifier le retour après décharge aide à discuter le comportement.

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
Maquette · flèche au milieu ; résolution de lecture 0,1 mm
Charge en NEssai 1 en mmEssai 2 en mmEssai 3 en mm
20,80,90,8
41,71,61,7
62,52,62,5
0 après décharge0,10,00,1

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

02 · LIRE LE MODÈLE

Répéter la mesure et observer la décharge

Moyennes sous 2, 4 et 6 N : 0,83 ; 1,67 ; 2,53 mm. Résolution 0,1 mm ; après décharge, les lectures sont comprises entre 0,0 et 0,1 mm.

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

Moyennes sous 2, 4 et 6 N : 0,83 ; 1,67 ; 2,53 mm. Résolution 0,1 mm ; après décharge, les lectures sont comprises entre 0,0 et 0,1 mm.

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

Sous 4 N : moyenne (1,7+1,6+1,7)/3 ≈ 1,67 mm. L’étendue vaut 0,1 mm. La moyenne peut aider à comparer, mais afficher cinq décimales ne rendrait pas l’instrument plus précis.

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 « Maquette · flèche au milieu ; résolution de lecture 0,1 mm ». À rappeler avant de te lancer : Lire une flèche ; tracer un graphique avec unités.
Première étape : Séparer mesures, moyennes et interprétation. 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) Séparer mesures, moyennes et interprétation. 2) Conserver unités et résolution. 3) Proposer une vérification en réponse à un résultat inattendu. Le calcul et la rédaction restent à mener par toi.
Comparer avec la correction expliquée
Moyennes ≈ 0,83 ; 1,67 ; 2,53 mm. Rapports ≈ 0,42 ; 0,42 ; 0,42 mm/N, compatibles avec une proportionnalité sur cette plage. Résidu moyen ≈ 0,07 mm : avec une résolution de 0,1 mm, il ne suffit pas à établir une déformation permanente.
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 « Maquette · flèche au milieu ; résolution de lecture 0,1 mm ». La situation a changé : demande-toi ce qui, dans ton raisonnement précédent, reste vrai ici.
Première étape : Séparer mesures, moyennes et interprétation. 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) Séparer mesures, moyennes et interprétation. 2) Conserver unités et résolution. 3) Proposer une vérification en réponse à un résultat inattendu. Le calcul et la rédaction restent à mener par toi.
Comparer avec la correction expliquée
La tendance précédente prédit environ 3,4 mm : 4,8 mm s’en écarte nettement. Vérifier position des appuis/charge, zéro et lecture, répéter dans les limites autorisées et examiner le retour au zéro. Ne pas effacer un résultat gênant ni conclure immédiatement à une rupture du modèle.

Critères de réussite

  1. Séparer mesures, moyennes et interprétation.
  2. Conserver unités et résolution.
  3. Proposer une vérification en réponse à un résultat inattendu.

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

Un essai éprouve une hypothèse sur un domaine défini. Répétition et retour au zéro aident à juger la portée de la conclusion.

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
  • CO7.2 — Définir un protocole de validation
  • CO7.3 · AC1 — Expérimenter sur un ouvrage ou une maquette
  • CO6.3 — Interpréter un écart entre modèle et réel

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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