Résistance et comportement mécanique
Séquence 03
Résistance et comportement mécanique
Situation déclenchante
"Pourquoi certains matériaux cassent-ils brutalement alors que d'autres se déforment ?"
Analyse de la catastrophe de Mirepoix : rupture des câbles d'acier face au tablier de béton.
1. Test des propriétés mécaniques
Acier
Béton
Bois
Acier (Alliage Fer + Carbone)
La Traction95%
Capacité à résister à l'étirement (Câbles, haubans).
La Compression90%
Capacité à résister à l'écrasement (Piles, arches).
La Flexion85%
Déformation sous une charge perpendiculaire (Tablier).
L'Élasticité80%
Retour à la forme initiale après l'effort.
"L'acier est ductile : il s'étire énormément avant de rompre, ce qui prévient avant la casse."
2. Laboratoire de Flexion : Comprendre l'invisible
Que se passe-t-il à l'intérieur ?
Lorsqu'une poutre plie :
- Le haut se contracte : COMPRESSION.
- Le bas s'allonge : TRACTION.
C'est pour cela que l'on met de l'acier en bas du béton armé !
3. Activité Pratique : "Quoi faire ?"
🛠️ Manipulation : Observer la flexion
- Prends une gomme rectangulaire (ou une éponge) et trace des traits verticaux parallèles sur le côté au marqueur.
- Plie la gomme entre tes mains pour simuler la charge sur un pont.
- Observe : Que se passe-t-il pour les traits en haut ? Et pour ceux en bas ?
👉 Tu remarqueras que les traits se rapprochent en haut (compression) et s'écartent en bas (traction). C'est la preuve physique des forces internes.
4. Solution technique : Le Béton Armé
Pourquoi mélange-t-il les matériaux ?
- Le Béton est très fort en compression (en haut), mais il casse net en traction.
- On place des barres d'Acier (armatures) dans la zone basse pour encaisser la traction.
Résultat : On obtient une poutre capable de supporter des charges énormes sans rompre brutalement.
5. Observation des ouvrages de Singapour
Helix Bridge (Acier)
Henderson Waves (Bois)6. Bilan : Le choix éco-responsable
| Critère | Helix (Acier) | Henderson (Bois) |
|---|---|---|
| Recyclabilité | 100% (Infini) | Difficile (si traité) |
| Durabilité | Inoxydable (Élevée) | Naturelle (Balau) |
J'ai réussi si...
- ✅ Je distingue traction et compression.
- ✅ Je comprends pourquoi l'acier "prévient".
- ✅ J'associe matériau et durabilité.
Compétences visées (Projet de Programme 2025)
OBJ-1Propriétés des matériaux : Comportement mécanique (flexion/traction).
ECO-1Impact environnemental : Durabilité et cycle de vie des solutions techniques.
Date de création : 11/04/2026 08:48
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