🧪 STI2D · Architecture et Construction · Simuler, expérimenter, valider

Choisir ce que l’on simplifie

Identifier hypothèses, variables, paramètres et limites d’un modèle.

Séance 1 · 150 minCompétences CO6.1, CO6.2Séance 1/31re et Tle
Dossier d’étude

Quels paramètres faut-il contrôler avant de lancer une simulation de poutre ?

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 des puissances de dix ; définir une flèche.

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

Le modèle sélectionne des phénomènes et des hypothèses : géométrie, matériau, chargement et liaisons. Pour une poutre élancée simplement appuyée, de rigidité EI constante, sous une force centrale, le modèle élastique linéaire de flexion donne f = F L³/(48 E I). Cette expression suppose notamment de petites déformations et ne couvre pas tous les comportements d’un assemblage réel.

Les unités doivent appartenir à un système cohérent. Avec N, mm et N/mm², la flèche est en mm et I en mm⁴. Changer une condition d’appui modifie le modèle ; ce n’est pas un simple réglage de couleur. Une étude de sensibilité change un paramètre à la fois pour comprendre son influence.

01 · OBSERVER LA SITUATION

Fixer les hypothèses du modèle

Appuis, charge, géométrie et matériau définissent le calcul. Une formule de flèche n’est valable que dans son domaine d’hypothèses.Agrandir la vue ↗

Appuis, charge, géométrie et matériau définissent le calcul. Une formule de flèche n’est valable que dans son domaine d’hypothèses.

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 laboratoire · modèle fourni
ParamètreValeur
F centrale100 N
L entre appuis1 000 mm
E10 000 N/mm²
I20 000 mm⁴
Formulef = F L³ / (48 E I)

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

02 · LIRE LE MODÈLE

Modèle de flexion : expliciter les hypothèses

Charge centrale 100 N, portée 1 000 mm, E = 10 000 N/mm² et I = 20 000 mm⁴. f = F L³/(48 E I) ≈ 10,42 mm. Poutre simplement appuyée, modèle élastique linéaire.

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

Charge centrale 100 N, portée 1 000 mm, E = 10 000 N/mm² et I = 20 000 mm⁴. f = F L³/(48 E I) ≈ 10,42 mm. Poutre simplement appuyée, modèle élastique linéaire.

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

f = 100×1 000³/(48×10 000×20 000) ≈ 10,42 mm. L’unité s’obtient par N·mm³ / ((N/mm²)·mm⁴) = mm. Une valeur sans unité n’est pas interprétable.

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 laboratoire · modèle fourni ». À rappeler avant de te lancer : Utiliser des puissances de dix ; définir une flèche.
Première étape : Identifier chaque paramètre et unité. 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) Identifier chaque paramètre et unité. 2) Nommer les hypothèses de la formule. 3) Ne changer qu’un paramètre lors de la sensibilité. Le calcul et la rédaction restent à mener par toi.
Comparer avec la correction expliquée
L × 1,2 donne f × 1,2³ = f × 1,728, soit 18,0 mm. Doubler I divise f par 2 : 5,21 mm. Les deux variations ne sont pas proportionnelles au même degré.
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 laboratoire · modèle fourni ». La situation a changé : demande-toi ce qui, dans ton raisonnement précédent, reste vrai ici.
Première étape : Identifier chaque paramètre et unité. 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) Identifier chaque paramètre et unité. 2) Nommer les hypothèses de la formule. 3) Ne changer qu’un paramètre lors de la sensibilité. Le calcul et la rédaction restent à mener par toi.
Comparer avec la correction expliquée
Il faut connaître la capacité des liaisons à transmettre des moments et limiter les rotations. La formule donnée concerne d’autres conditions d’appui ; une différence de flèche peut venir du modèle et ne prouve pas un défaut du logiciel. Comparer des conditions cohérentes.

Critères de réussite

  1. Identifier chaque paramètre et unité.
  2. Nommer les hypothèses de la formule.
  3. Ne changer qu’un paramètre lors de la sensibilité.

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

Le résultat dépend des entrées et des liaisons. Une bonne simulation commence par une fiche d’hypothèses.

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
  • CO6.2 — Choisir et régler les paramètres de simulation

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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