architecture et construction

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on Activités Pédagogiques en Première AC

LPO HAROUN TAZIEFF40990 Saint-Paul-Lès-Dax

JL ERNEST – JP LAFOURCADE

Sommaire

1 – Le Contexte

2 – L'Organisation

3 – Les Choix

4 – La Planification

5 – Les Activités

La Structure Etablissement

En Classe de première AC

Présentation de 3 activités à partir de problématiques liées au Développement Durable.

Lycée Polyvalent Haroun Tazieff

Lycée des Métiers du Bois d’Aquitaine

situé à Saint-Paul-Lès-Dax

Bac STI Génie Mécanique Opt° Bois et matériaux

associés 1 division

Bac STI Génie Mécanique Opt° Bois et matériaux

associés 1 division

Bac STI2D Architecture et Construction

1 division

Bac STI2D Architecture et Construction

1 division

BTS Systèmes

Constructifs Bois et Habitat

BTS Systèmes

Constructifs Bois et Habitat

BTS Développement et Réalisation

Bois

BTS Développement et Réalisation

Bois

BTS Technico-

commercial Opt° Bois

BTS Technico-

commercial Opt° Bois

BTS Agencement de

l’Environnement Architectural

BTS Agencement de

l’Environnement Architectural

Licence Pro Construction

Bois

Licence Pro Construction

Bois

1 –

Le

Co

nte

xte

Bac STIAA Art Appliquée 1 division

Bac STIAA Art Appliquée 1 division

Bac ST2S Santé et Social

1 division

Bac ST2S Santé et Social

1 division

Baccalauréats

BTS, Licence

Secondes : options SI, CIT, biotechnologie, santé-social, culture design

2 –

L'O

rgan

isat

ion

Organisation Logistique et Pédagogique

• Enseignement Tronc Commun

Logistique : laboratoire de 180m² : • Organisation en îlots de 4 à 5 élèves• Capacité actuelle : 24 élèves

Pédagogique : 2h effectif entier + 5h effectif réduit

• Enseignement de spécialité AC

Logistique : laboratoire de 100m² : • Organisation en îlots de 4 à 5 élèves• Capacité actuelle : 24 élèves

Pédagogique : 3h effectif entier + 2h effectif réduit

3 –

Les

Ch

oix

3.1 - Les Centres d'Intérêts en Première AC

3 –

Les

Ch

oix

3.2

– L

es S

up

po

rts

3. 2 – Les Supports en Première AC:

3 –

Les

Ch

oix Cycle Cycle

Projet

Un Cycle de formation comprend :

Etude de dossiers techniquesActivités pratiquesTravaux dirigés, Cours

Un Cycle de formation comprend :

Etude de dossiers techniquesActivités pratiquesTravaux dirigés, Cours

Un Projet comprend :

Tâches collectivesTâches individuellesRevue de projet

Un Projet comprend :

Tâches collectivesTâches individuellesRevue de projet

3.3 – Les Activités Pédagogiques Selon Guide d 'accompagnement Eduscol

4 –

La

pla

nif

icat

ion

Projet 1Cycle 1Cycle 1 Projet 2Cycle 2Cycle 2 Cycle 3Cycle 3

Semaine 1 Semaine 8 Semaine 15 Semaine 34

Participation à une étude architecturale (CI1)Vérification de la résistance (CI2)Protection (CI3)Le confort (CI4)

Participation à une étude architecturale (CI1)Vérification de la résistance (CI2)Protection (CI3)Le confort (CI4)

Participation à une étude architecturale (CI1)Vérification de la résistance (CI2)Protection (CI3)Reconditionnement d'ouvrage (CI7)


Vérification de la résistance (CI2)Organisation de réalisation (CI5)Vie en œuvre (CI6)Valorisation de la fin de vie de l’ouvrage (CI8)

Vérification de la résistance (CI2)Organisation de réalisation (CI5)Vie en œuvre (CI6)Valorisation de la fin de vie de l’ouvrage (CI8)

4 – La Planification des enseignements en Première AC

Semaine 22 Semaine 28

Support n°1Support n°1





5 – Les Activités

Quel moment ?

Quels centres d'intérêts ?

Quel support ?

L'insertion des activités

n°3 Logement fonction collège

Quelles compétences ?

CO7ac1 : Participer à une étude architecturale...CO7ac2 : Proposer/choisir des solutions...CO8ac2 : Analyser les résultats …CO8ac3 : Analyser/valider des choix...

CO7ac1 : Participer à une étude architecturale...CO7ac2 : Proposer/choisir des solutions...CO8ac2 : Analyser les résultats …CO8ac3 : Analyser/valider des choix...



CO7ac1 : Participer à une étude architecturale dans une démarche de développement durable...CO7ac2 : Proposer/choisir des solutions techniques répondant aux contraintes d'une constructionCO8ac2 : Analyser les résultats structurels, thermiques, acoustiques issus d'une simulationCO8ac3 : Analyser/valider des choix structurels et de confort

Le Support : Collège HQE

Il s'agit de la construction, selon une démarche HQE, d'un collège sur la commune de Saint-Paul-Lès-Dax, comprenant des locaux d'enseignement, un internat, un gymnase et cinq logements de fonction.

Logement Fonction Collège

L'ossature-enveloppe : structure mixte bois-béton, bardage bois à claire-voie en pin maritime, toit-terrasse végétalisé.

Les équipements : plancher chauffant basse température, VMC à détection de présence, système de production ECS solaire sur toiture-shed.

Cycle 2 : Les Séquences

Semaine 16 Semaine 17 Semaine 18 Semaine 19 Semaine 20 Semaine 21

Séquence : Stabilité verticale et horizontale Séquence : Accessibilité cadre bâti

Séquence: Gestion écrans solaires

Analyse de la structure à partir des plans et descriptifs

Calculs de descente de charges sur murs porteurs

Analyse et vérification de la stabilité horizontale

Recherche règlement PMR

Implantation ascenseur 2D

Intégration ascenseur 3D avec modeleur

Maquettage logement 1/25e

Optimisation plancher TT


Recherche solution accès PMR

Gestion écrans solaires

Synthèse Intégration ascenseur

Assemblage maquette virtuelle 3D


Optimisation plancher TT

Synthèse Gestion écrans solaires

A.2

A.1

A.3

3h

2h

Activité pédagogique 1

La Problématique Développement Durable

Comment permettre à une Personne à Mobilité Réduite dite PMR d'accéder à l'étage R+1 du logement de fonction ?

Recherche de solutions existantes …Quelques exemples

Monte-escalier à crémaillère Monte-escalier brouette à

batterie rechargeable

Ascenseur autoportant électrique à vis

Le cadre réglementaire PMR pour les BHC et MI

> Dimensions minimales et équipements ascenseur

> Les gabarits fauteuils droits , en rotation ...

Fiches « Accessibilité du cadre bâti » du Ministère de l'écologie, du DD et du logement

Plan RDC – zone séjour à compléterPlan RDC – zone séjour initial

Objectif : Intégrer architecturalement un ascenseur autoportant dans le logement de fonction afin de permettre l'accès PMR à l'étage.

Recherche graphique de la meilleure solution d'implantation de l'ascenseur en RDC sur la zone séjour et à l'étage sur la zone chambre.

Travail en binôme selon 4 étapes

Etape 1

? Implantation

Etape 2 : Recherche ,analyse et justification de l'ensemble des adaptations du cadre bâti,liées à L'intégration de l'ascenseur :

Etape 3 : Intégration de l'ascenseur en adaptant la maquette 3D virtuelle.

Désignation Localisation Adaptations Justifications

Gros oeuvre Plancher ht RDC

Trémie dimensions 1600 x1400 mm

Permettre le passage de l'ascenseur du RDC à l'étage

Cloisonnement ... ... ...

Maquette selon état initial

Etape 4 : Restitution au groupe et synthèse collective :

Présentation de l'étude architecturale à partir des dessins d'implantation 2D, du tableau des « adaptations » et de la maquette 3D.

Synthèse : Respect de la réglementation, « conséquences » des adaptations architecturales, approche TCE, maîtrise des outils de communication graphique.

Vidéo format Avi Rendu 3D

Exemple de production élèves :

Compétences validées : CO7ac1 – Participer à une étude architecturale dans le cadre d'une démarche de développement durable. CO7ac2 : Proposer/choisir des solutions techniques répondant aux contraintes d'une construction

Thème d’étude : Optimisation de La Structure porteuse

de la Toiture Terrasse

Thème d’étude : Optimisation de La Structure porteuse


Impact développement durable : Consommation des ressources naturelles et énergétiques Impact développement durable : Consommation des ressources naturelles et énergétiques

Objectifs de la séquence :- Imaginer la solution de structure la plus économique et la moins consommatrice en énergie primaire- Valider cette solution technique vis-à-vis des critères structurels de résistance et déformation

Objectifs de la séquence :- Imaginer la solution de structure la plus économique et la moins consommatrice en énergie primaire- Valider cette solution technique vis-à-vis des critères structurels de résistance et déformation

Centre d’intérêt :Vérification de la résistance (CI2)

Centre d’intérêt :Vérification de la résistance (CI2)

1 – Mise en évidence de la problématique 1 – Mise en évidence de la problématique

2 - Analyse de diagrammes d’influence 2 - Analyse de diagrammes d’influence

3 - Conception de la structure 3 - Conception de la structure 4 – Synthèse4 – Synthèse

1 – Mise en évidence de la problématique :1 – Mise en évidence de la problématique :

Questionnement groupe + TNI

Questionnement groupe + TNI

Formulation des objectifs

de la séquenceFormulation des objectifs

de la séquence

- Imaginer la solution de structure la plus économique et la moins consommatrice en énergie primaire- Valider cette solution technique vis-à-vis des critères structurels de résistance et déformation

- Imaginer la solution de structure la plus économique et la moins consommatrice en énergie primaire- Valider cette solution technique vis-à-vis des critères structurels de résistance et déformation

Thème d’étude : Optimisation de Structure porteuse


Thème d’étude : Optimisation de Structure porteuse


La structure porteuse de la toiture est composée d’éléments porteurs en bois massif et lamellé-collé.

A quelles contraintes cette structure est-elle confrontée ?

StructurelleStructurelle

EconomiqueEconomique

EnvironnementaleEnvironnementale

Elle doit résister aux chargesElle ne doit pas trop se déformer

Elle doit être la moins chère possible

Elle doit consommer le moins d’énergie primaire possible

2 - analyse de diagrammes d’influence : 2 - analyse de diagrammes d’influence : Pré-requis : TC et ACcomportement des poutres en flexion

- Interpréter des diagrammes d’influence des paramètres géométriques d’une poutre - Interpréter des diagrammes d’influence des paramètres géométriques d’une poutre

Travail individuel

Fiche de guidance 1

Questionnement :-Que se passe-t-il si l’on double la portée ?-La hauteur ?-La largeur ?

Réponse type : si l est doublée : fl est multipliée par 16 : 0.213 x 16 = 3.41mm

Rq : cette activité a pour but d’aiguiller le raisonnement lors de la phase de conception

2 - analyse de diagrammes d’influence : suite 2 - analyse de diagrammes d’influence : suite

Utilisation d’une calculette

Questionnement :-De quelle proportion faut-il faire varier la portée pour diviser la flèche par 2 ?

Exemple réponse :

1000-843 = 157mmUne diminution de 16% permet de diviser la flèche par 2

Rq : cette activité a pour but d’aiguiller le raisonnement lors de la phase de conception

Travail individuel

Fiche de guidance 1

- Proposer et Choisir la solution de structure la plus économique : coût – énergie primaire- Proposer et Choisir la solution de structure la plus économique : coût – énergie primaire

- Analyser les résultats de la feuille de calcul : résistance et déformation- Analyser les résultats de la feuille de calcul : résistance et déformation

1 - Imaginer une structure :

2 – Choisir des sections :

3 – Vérifier les critères de résistance et déformation

Démarche Itérative :- validation des sections- approche de la solution optimale

Démarche Itérative :- validation des sections- approche de la solution optimale

Travail individuel

Fiche de guidance 2

Pré-requis : TC et AC : descente de charge, bande de chargement , bilan ACV

3 - Conception de la structure : 3 - Conception de la structure :

Exemple de rendu élève :

classe entière TNI.

Pour diminuer le coût il faut minimiser la section des solives- Pour cela il faut réduire les portées- Réduire la largeur des poutres plutôt que la hauteur

Pour diminuer le coût il faut minimiser la section des solives- Pour cela il faut réduire les portées- Réduire la largeur des poutres plutôt que la hauteur

Doubler la largeur d’une poutre permet de diviser par 2 la flèche mais double le volume et donc le coût.

Augmenter de 25% seulement la hauteur d’une poutre permet également de diviser par 2 la flèche

Doubler la largeur d’une poutre permet de diviser par 2 la flèche mais double le volume et donc le coût.

Augmenter de 25% seulement la hauteur d’une poutre permet également de diviser par 2 la flèche

Pour minimiser la consommation en énergie primaire il faut privilégier l’emploi de bois massif de pays

Pour minimiser la consommation en énergie primaire il faut privilégier l’emploi de bois massif de pays

Règles de conception

4 – Synthèse4 – Synthèse

10000 MJ équivalent à 2777 KWh30 % du coût de la meilleure solution ...

Thème d’étude :Protection Solaire Baie Vitrée Sud-OuestThème d’étude :Protection Solaire Baie Vitrée Sud-Ouest

Impact développement durable : Confort direct des occupants, réduction des dépenses énergétiquesImpact développement durable : Confort direct des occupants, réduction des dépenses énergétiques

Objectifs : Imaginer une solution de protection de la baie améliorant le confort thermique en été.Valider cette solution technique en tenant compte de la variation de l’incidence des rayons solaires au cours de l’année


Centre d’intérêt : Le confort (CI4)Dispositifs de confort thermique

Centre d’intérêt : Le confort (CI4)Dispositifs de confort thermique

1 – Mise en évidence de la problématique 1 – Mise en évidence de la problématique 2 – Evaluation de l’ensoleillement de la baie2 – Evaluation de l’ensoleillement de la baie

3 – Compréhension des principes 3 – Compréhension des principes

4 – Conception et évaluation d’une solution 4 – Conception et évaluation d’une solution

5 – Quantification de l’énergie solaire perçue5 – Quantification de l’énergie solaire perçue

1 – Mise en évidence de la problématique :1 – Mise en évidence de la problématique :

Questionnement groupeQuestionnement groupe

En quoi, la présence de cette baie, influe-t-elle sur le confort ?

apport de lumière, de chaleur en hiver, possibilité de circuler, d’aérer, de recevoir en terrasse …

Risque de surchauffe en été à certaines heures, déperditions thermiques + importantes que par les murs, …


Objectifs : Imaginer une solution de protection de la baie améliorant le confort thermique en été.Valider cette solution technique en tenant compte de la variation de l’incidence des rayons solaires au cours de l’année Formulation des objectifs

de la séquenceFormulation des objectifs

de la séquence

Thème d’étude :Protection Solaire Baie Vitrée Sud-Ouest

Thème d’étude :Protection Solaire Baie Vitrée Sud-Ouest

2 -

2 – Evaluation de l’ensoleillement de la baie :2 – Evaluation de l’ensoleillement de la baie :

Analyser les résultats de la simulation d’ensoleillement des façades :Analyser les résultats de la simulation d’ensoleillement des façades :

21 juin

21 décembre

Module ombres …Module ombres …

15 septembre

Maquette numérique Sketchup fournie

21 septembre

21 juin

21 décembre

Bon dégagement en hiver, apport solaire gratuit

Protection incomplète en été : risque de surchauffe en fin d’été

Pourquoi ?Pourquoi ?

Travail individuel puis restitution TNITravail individuel puis restitution TNI

3 – Comprendre les principes :3 – Comprendre les principes :

22°

68°

Horizon

Horizon

Inclinaison de l’axe de la terre : 23° Latitude : 45°

21-06 21-12

4 – Concevoir une solution et évaluer les performances4 – Concevoir une solution et évaluer les performances

Proposer et choisir une protection solaire adaptée à la baie vitrée située au sud-ouest

Analyser la pertinence et valider les solutions de protection solaires proposées

Rendu élèves

- Exposé des solutions

21 juin 21 décembre

- Critique objective - Pistes d’amélioration

Travail individuel puis restitution TNITravail individuel puis restitution TNI

Synthèse classe entière TNI.Synthèse classe entière TNI.

Analyser les courbes du diagramme solaire et calculer l’angle d’incidence ainsi que l’énergie reçue Analyser les courbes du diagramme solaire et calculer l’angle d’incidence ainsi que l’énergie reçue

5 – Quantifier l’énergie solaire perçue :5 – Quantifier l’énergie solaire perçue : Travail individuel – Fiche de guidance puis restitution TNITravail individuel – Fiche de guidance puis restitution TNI

Synthèse classe entière TNI.Synthèse classe entière TNI.

- Projets AC : - Projets AC :

- Exploitation du thème en Tronc commun : - Exploitation du thème en Tronc commun :

http://www.drmm.co.uk/

Systèmes motorisés, pilotés à distance, programmés, tracking solaire, …

Intégration de systèmes mobiles

Domespace

Slide-house

http://www.domespace.com

EVALUATION :La poursuite en projet permettra d’évaluer les compétences abordées

Idées de poursuite des activités sur ce même centre d’intérêt :

MERCI DE VOTRE ATTENTIONMERCI DE VOTRE ATTENTION

architecture et construction

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