5e6_corr_l`évolution des principes de construction

TECHNOLOGIE | 5°
Ch6 - L'évolution des principes
de construction
entraînement
je m'interroge
1. Précisez quel peut être l'usage de chacun de ces bâtiments la tour au premier plan, la maison
à sa gauche, l'immeuble dans le fond. (Doc. 1)
Il s'agit de montrer qu'un des facteurs d'évolution des constructions est lié à l'évolution
des besoins : religion (tour carré au premier plan) ; habitation (la maison à sa gauche^ ;
bureaux (immeuble dans le fond).
2. Relevez des éléments qui permettent de distinguer l'époque de construction des bâtiments
situés au premier plan de la photographie. (Doc. 1)
Cette question permet de montrer qu'une simple observation de la taille, de la forme, des
détails architecturaux, des matériaux, permet de distinguer une époque de construction ;
il ne s'agit pas ici de dater précisément la construction de ces bâtiments mais de faire
des hypothèses sur l'époque de construction.
3. Indiquez le type de construction édifié par ces bâtisseurs. (Doc. 2)
La question permet de mettre en évidence que certaines constructions sont
emblématiques d'une époque. Au Moyen Âge, les bâtisseurs ont principalement exercé
leur savoir-faire pour construire des châteaux et des édifices religieux.
4. Précisez les différentes tâches réalisées par les bâtisseurs. (Doc. 2)
Cette question montre que de nombreuses tâches sont nécessaires pour réaliser une
construction. Cette enluminure montre des opérations de taille de pierre, d'assemblages
de pierres et de pièces de bois, de manutention, de transport, fabrication de mortier...
1. L'évolution des besoins
De quels critères dépend l'évolution des besoins en habitations et ouvrages ?
► Le contexte historique.
Doc. 1 Les fortifications militaires.
Les fortifications militaires utilisées sont représentatives de l'évolution du contexte
historique (guerre, paix, évolution des armes...).
a. Le château de Foix présente deux imposantes tours de forme carrée, reliées l'une avec
l'autre par deux courtines crénelées. L'ensemble est entouré d'une enceinte dont la pointe sud
est composée d'une autre tour circulaire.
La tour carrée à gauche de l'image (au Nord) a été construite au XIIe siècle avec des pierres en
grès et des inserts de brique. Cette tour était plus dissuasive que fonctionnelle.
Au début du XIVe siècle, avec l'amélioration des engins de jet, la tour est exhaussée et
renforcée par le doublement du côté extérieur. Les fenêtres sont obstruées, la fonction de «
vigie » disparaît, transformant cette tour en « bouclier ». Elle est coiffée au XVe siècle par une
toiture, mais ses mâchicoulis et ses créneaux rappellent sa fonction défensive.
La tour carrée (au centre), construite au XIIe siècle, ne comportait que peu d'ouvertures. Sa
position centrale la dédiait à l'habitation du seigneur. Des fenêtres à meneaux ont été
aménagées au XVe siècle.
La tour ronde (au Sud) est la plus récente et la plus haute (6 étages). Elle date du milieu du XVe
siècle. Elle fut construite non pour la défense mais pour marquer le pouvoir des comtes de Foix.
L'impression de puissance est renforcée par un arc boutant à sa base. Elle servait de logement
occasionnel, puis deux siècles plus tard, la prison fut sa nouvelle fonction
(extraits du site : http://chateau.over-blog.net/article-5020270.html).
b. Le fort de Bellegarde.
Le fort de Bellegarde (XVIII3 siècle) situé au Perthus a été construit par Vauban qui décida son
édification en 1668, à la place d'une tour déjà existante sur le site. Pendant les travaux, en
1674, les troupes espagnoles s'emparèrent du fort. Les Espagnols décidèrent de modifier le
fort, mais ces travaux ne virent jamais le jour, les Français les en délogeant en 1675.
En 1793, les Espagnols lancèrent une offensive importante pour envahir le Roussillon. Le 25 juin,
le fort de Bellegarde fut occupé. Le fort resta espagnol pendant une bonne partie de la guerre,
n'étant repris que le 7 septembre 1794 par La France, après un siège de quatre jours.
Le principe des forts Vauban consiste principalement à « détacher » les bastions du corps de la
place, en faisant une sorte de ceinture défensive indépendante. Les bastions sont aussi séparés
du rempart de la forteresse et, n'étant pas protégés sur leur arrière, ils sont alors soumis au
feu des défenseurs de la place s'ils sont pris par l'assaillant. Autrement dit, la chute d'un
bastion affaiblit la défense mais n'ouvre pas le chemin de la victoire à l'assaillant. D'autant que
Vauban, à sa première invention, en ajoute une seconde : des tours bastionnées sur le rempart
dont l'artillerie commande tant les approches que les alentours de l'ouvrage.
Une des dernières innovations est d'élever l'enceinte formée par les bastions à une hauteur
supérieure à l'enceinte qui protège la place même. Ainsi, l'adversaire ne peut battre de ses
canons que la première enceinte, il ne voit pas la seconde. L'emplacement de l'artillerie est aussi
prévu dès la construction du fort en fonction de sa mission (étagement des feux). Les canons
d'action lointaine sont situés dans les bastions. Le rempart de la place, derrière les bastions, ne
comporte que des moyens de feu rapprochés.
Le site http://sabreteam.free.fr/prefortif.htm détaille le principe des fortifications réalisées
par Sébastien Le Prestre de Vauban.
1. Indiquez à quelle famille de bâtiments appartiennent ces deux constructions.
Ces deux constructions appartiennent à la famille des ouvrages militaires, elles ont la
même fonction d'usage qui est de permettre de se défendre en cas d'agression
extérieure. Pour rappel, le lexique page 138 indique la définition de « famille d'objets » :
Ensemble d'objets (de bâtiments) ayant la même fonction d'usage.
2. Relevez quelle est l'arme qui a entraîné la modification des forteresses. Les progrès de
l'artillerie ont imposé une nouvelle façon de construire.
Le tableau ci-dessous montre quelques exemples de l'évolution de l'artillerie.
Canon « de
la
Trébuchet Bombarde
Renaissanc
e»
Date de
mise en
service
XIIe siècle
XIVe siècle
Milieu du XVe
siècle
Canon
Canon rayé Canon de Canon
de 12 de
« La Hitte 155 mm De Skoda 305
campagne
»
Bange
mm
Gribeauval
1765
1859
1877
1911
Poids du
Projectiles
boulet en
300-500 mm
129,3 mm (12
Calibre
de 200 à 400
livres (0,46
(jusqu'à 930)
kg)
kg
kg) : 32,
24,16,12,8,4
Jusqu'à 200
3 600
Jusqu'à 220 mètres (50
mètres (en
500-1 000
Portée
mètres (56
kg) (en
pratique
mètres
kg)
pratique 50300-400
60 mètres)
mètres)
Quelques
Cadence de
1à2
8 à 15 coups 8 à 12 coups
coups par
tir
coups/ heure
par heure
par heure
jour
Nombre de
servants
(hommes)
60 à 100
Variable
4/5
15
86,5 mm
155 mm
305 mm
2 400
mètres
12 700
mètres
11800
mètres
3 coups par
minute
1à2
coups par
minute
10 coups par
heure
5
6
12
Le calibre d'une arme à feu désigne le plus souvent le plus grand diamètre de ses
projectiles, mais aussi parfois celui du canon.
3. Précisez l'intérêt des modifications apportées par Vauban dans la construction des
forteresses.
L'intérêt des modifications apportées par Vauban comprend plusieurs arguments :
- réaliser des bastions en avant des murs d'enceinte, avant d'atteindre la
forteresse les assaillants doivent
d'abord prendre un bastion ; ils se retrouvent alors directement sous « le feu »
des défenseurs du site ;
- rabaisser la hauteur des constructions, de façon à limiter les points d'impacts
des tirs de canons des assaillants ;
- créer des ouvertures pour placer des canons, ces nombreux emplacements
permettent de placer plusieurs types
de canons en direction des assaillants.
► Le contexte social et économique.
Doc. 2 Des grands chantiers.
Les grands chantiers réalisés à Paris et dans sa banlieue sont représentatifs de
l'évolution du contexte social et économique (évolution de la population, capacités
financières...).
a. Le quartier de l'Étoile (Paris, baron Haussmann, XIXe siècle)
En 1850, Paris est composée de rues étroites et sinueuses que la population rend responsable de
l'insalubrité, empêchant la circulation de l'air et la dispersion des miasmes, porteurs de
maladies.
Ouvrir de grandes avenues serait plus hygiénique.
Pour des raisons sociales citées ci-dessus mais aussi pour des raisons tactiques en permettant à
la force publique de s'élancer sur de grandes artères, Napoléon III demande au baron Georges
Eugène Haussmann que l'on nomme préfet de la Seine, de mettre en place une nouvelle politique
d'urbanisme.
On lui doit les Champs-Elysées, les avenues en étoile qui convergent vers l'Arc de Triomphe et
quelques belles perspectives. La rénovation de Paris se fait, en surface et en sous-sol. En
surface, percement de nombreux grands boulevards, vastes avenues et rues transversales qui
vont désengorger Paris. Mais construction aussi de nouveaux édifices, comme l'Opéra (de
Garnier), les Halles (de Baltard), des ponts, les grandes gares ou certains théâtres.
L'aménagement de parcs et jardins, comme le parc du Luxembourg ou de Montsouris et
l'entretien des bois de Vincennes et de Boulogne. En sous-sol, un nouveau circuit
d'approvisionnement en eau potable et en gaz ainsi qu'un système d'évacuation des déchets et
des eaux usées.
La construction des immeubles, le long des nouvelles voies, est soumise à des conditions
particulières sur l'aspect des façades et des balcons qui doivent être alignés au même niveau,
d'un immeuble à l'autre. La pierre de taille est obligatoire sur les boulevards.
b. Les grands ensembles de Sarcelles (Val d'Oise, Roger Boileau, 1958-1961)
Dans les années 1950, la pénurie de logements s'aggrave. L'opinion publique et les médias se
mobilisent. Mais l'effort de construction ne peut absorber l'arrivée massive des rapatriés
d'Algérie et l'exode rural. Depuis 1956, on construit plus de 300 000 logements chaque année.
L'objectif est de construire rapidement, à meilleur marché. Une mobilisation sur tous les fronts
permet le lancement de chantiers de grande taille, la construction des grands ensembles. Pour
construire rapidement, une grue roule sur une voie ferrée et élève les composants pour les
disposer de part et d'autre des immeubles rectilignes.
Une enquête réalisée en 1954 par le ministère du Logement met en évidence l'inconfort et
l'insalubrité de nombreux foyers sur le territoire. 38 % des logements n'ont pas d'eau
courante, 73 % ne disposent pas de WC à l'intérieur et 90 % ne possèdent ni douche, ni
baignoire. Les logements des grands ensembles disposent tous de l'eau courante.
Le document montre un exemple de grands ensembles à Sarcelles réalisés par Jacques Henri
Labourdette et Roger Boileau.
1. Précisez à quels besoins ont répondu ces deux chantiers.
Le quartier de l'Étoile a été réalisé pour faire de Paris une grande capitale moderne,
assainie, aérée de parcs, adaptée aux nouveaux modes de transports et aux interventions
en cas d'émeutes ou d'incendies.
Les grands ensembles de Sarcelles ont été construits car à cette époque les besoins en
logements sont très importants.
2. Déterminez en quoi l'aménagement de la place de l'Étoile répond aux besoins exprimés par
Napoléon III.
Napoléon III voulait une grande capitale moderne, assainie, aérée de parcs, adaptée aux
nouveaux modes de transports. La photo aérienne de ce quartier montre des rues larges
bordées d'espaces verts.
3. Relevez la forme caractéristique de ces immeubles (b.) construits à partir d'éléments
préfabriqués.
La forme rectiligne de ces immeubles était parfaitement adaptée à l'utilisation
d'éléments préfabriqués standards.
4. Indiquez pour quelle raison l'utilisation d'éléments préfabriqués permet de construire un
bâtiment rapidement.
L'utilisation d'éléments préfabriqués au préalable dans des usines hors du chantier et
ensuite assemblés sur le chantier permet de construire un bâtiment plus rapidement
qu'un procédé traditionnel comme l'assemblage de briques par un liant ou la réalisation de
coffrages pour « couler » le béton.
2. L'évolution des principes techniques
Comment repérer le principe technique utilisé dans une construction ?
► Les structures à ossature.
Doc. 1 Deux constructions à ossature.
a. Une maison à colombages (Amboise, XVIe siècle)
Une maison à colombages utilise le principe d'une structure à ossature : elle est constituée
d'une ossature de bois et d'un hourdage qui forme les murs et qui a un rôle de remplissage et de
raidisseur. Sur le document, ce hourdage est constitué de briques. Cette technique, qui existait
déjà dans l'Antiquité, a été utilisée en France dès le début du Moyen Âge.
b. Le Grand Palais (Paris, 1897-1900)
Le Grand Palais utilise aussi le principe d'une structure à ossature. Elle est constituée d'une
ossature de métal de 6 000 tonnes. Ce bâtiment construit en 1900 a été restauré récemment.
Cette restauration a principalement consisté à renforcer les fondations et à réparer
complètement les charpentes métalliques.
1. Indiquez pour chaque construction le matériau utilisé pour réaliser l'ossature.
La structure à ossature de la maison à colombages est constituée d'une ossature de bois
et celle du Grand Palais est constituée d'une ossature en métal. Les progrès de la
sidérurgie au XIXe siècle ont permis de remplacer les poutres en bois par des poutres en
métal.
2. Indiquez pour chaque construction le matériau qui assure le remplissage.
Le remplissage de la maison à colombages est constitué de briques, et de verre pour le
Grand Palais.
3. Déterminez le problème de sécurité que peut poser l'utilisation importante de bois dans les
maisons médiévales.
L'utilisation importante de bois dans les maisons médiévales posait des problèmes de
sécurité lors des incendies.
4. Citez un avantage que procure l'utilisation du métal et du verre pour réaliser la salle
d'exposition du Grand Palais.
Le Grand Palais est une salle d'exposition, l'utilisation de verre et de métal permet de
créer de grands volumes sans piliers pouvant être éclairés à la lumière naturelle.
► Les structures à murs continus.
La structure à murs continus est un autre principe technique de construction qui repose sur
l'assemblage de matériaux naturels ou préfabriqués (murs en pierre, murs en brique, murs en
parpaings, murs en béton...). Cet assemblage assure au bâtiment à la fois la structure porteuse
et l'isolation contre les intempéries.
Doc. 2 Deux constructions à murs continus.
a. Une maison d'habitation ancienne (Thoux, Gers, vers 1850).
Cette maison utilise le principe d'une structure à murs continus. Il est très probable qu'elle a
été modifiée au cours du temps. Des matériaux différents ont été utilisés et la forme des
ouvertures a été également modifiée.
b. Une maison d'habitation contemporaine.
La couleur grise des murs permet de dire que cette maison contemporaine a été réalisée en
béton. Une observation détaillée des murs peut laisser penser qu'il s'agit d'éléments
préfabriqués et ensuite assemblés.
1. Indiquez les matériaux utilisés pour construire ces deux maisons.
Les murs de la maison ancienne sont constitués de briques et de pierres assemblées par
un liant en ciment. La toiture en tuiles de terre cuite repose sur une charpente en bois.
Les murs de la maison contemporaine sont en béton, le toit semble être en métal.
2. Indiquez quel élément de ces maisons assure leur structure porteuse.
Dans ces deux maisons ce sont les murs qui assurent la structure porteuse de la
construction.
3. Précisez pourquoi les constructions en béton sont le plus souvent peintes.
Le béton est le plus souvent de couleur grise, une peinture permet donc de changer la
couleur. Il est possible maintenant d'utiliser des bétons teintés. Certains architectes
souhaitent pour des raisons esthétiques que le béton reste visible et ne soit pas
recouvert de peinture.
3. L'évolution des styles
Quels sont les éléments artistiques qui composent un bâtiment ?
► L'aspect extérieur d'un bâtiment.
Doc. 1 Des styles marquant des époques.
a. L'opéra Garnier (Paris, Charles Garnier, 1875).
Cet opéra est de style Second Empire dit aussi style Napoléon III. Il est né en France sous le
Second Empire. Il connaît un grand succès auprès de la bourgeoisie de l'époque et se prolonge
sous la IIIe République jusqu'à la fin des années 1920. Le style éclectique de cette construction
est une tendance en architecture qui consiste à mêler des éléments empruntés à différents
styles ou époques de l'histoire de l'art et de l'architecture. Charles Garnier s'est également
beaucoup inspiré de l'architecture baroque (aspect massif et chargé, colonnades, dômes, effets
colorés de peinture, et le jeu chargé des volumes opposés au vide).
b. L'opéra Bastille (Paris, Carlos Ott, 1989).
Carlos Ott, l'architecte de l'opéra Bastille, s'est inspiré de la colonne de Juillet située sur la
place de la Bastille en face de l'opéra pour lui donner sa forme semi-circulaire et mieux
l'intégrer dans la place. La hauteur du monument atteint 50 mètres, comme celle de la colonne
sur la place. Le verre, l'acier inox et la pierre sont choisis afin d'opérer « une synthèse entre la
tradition et le style contemporain ». Carlos Ott refuse dorure, stuc et tout élément de
décoration : pour lui, l'architecture se suffit à elle-même.
1. Relevez des éléments de décoration de l'opéra Garnier qui symbolisent le luxe de l'époque.
Le luxe de l'époque est symbolisé par les colonnes surmontées de chapiteaux, la coupole,
les ornementations en relief, très élaborées et en très grand nombre, les balustres, et les
nombreuses statues recouvertes de feuilles d'or.
2. Précisez pour quelle raison peut-on dire que l'opéra Bastille est une architecture basée sur
la transparence des façades.
L'utilisation du verre et du métal permet à la lumière de traverser les façades ou d'être
réfléchie, ce qui donne un certain effet de transparence.
3. Recherchez deux autres édifices construits à la fin du XIX esiècle et du XX e siècle.
Plusieurs réponses sont possibles en fonction de l'environnement de l'élève, mais les
édifices caractéristiques de ces époques sont le plus souvent situés dans les grandes
villes. Pour les bâtiments construits à la fin du XXe siècle, il suffit de prendre appui sur
les salles de spectacles ou les stades de sport. Pour les édifices construits à la fin du
XIXe siècle, les exemples sont parfois plus difficiles à trouver car le style architectural
de cette époque fait appel à de nombreux éléments présents à des époques précédentes
et des confusions sont possibles. À Paris on peut citer le pont Alexandre III, le Grand
Palais, la gare du Nord, l'hôtel de ville...
► L'aspect intérieur d'un bâtiment.
Doc. 2 Deux salles à manger.
Ces deux salles à manger permettent de comparer le style de l'intérieur de deux bâtiments au
niveau des choix architecturaux. Il est possible aussi de faire remarquer que le mobilier utilisé
est aussi caractéristique de l'époque.
a. La salle à manger d'un château.
Cette salle à manger présente des éléments caractéristiques du Moyen Âge, la grande cheminée,
les poutres, les murs et le sol en pierre, la petite fenêtre.
b. La salle à manger d'une maison contemporaine.
L'élément le plus caractéristique de cette salle à manger contemporaine est la taille des
ouvertures qui laissent entrer la lumière.
1. Indiquez quelle salle à manger laisse le mieux pénétrer la lumière naturelle et par quel moyen.
Les bâtiments du Moyen Âge ne possèdent pas de grandes ouvertures et leur nombre est
limité. Les constructions actuelles sont le plus souvent équipées de nombreuses et
grandes ouvertures destinées à laisser pénétrer la lumière.
2. Déterminez quel élément de confort est présent dans toutes les habitations construites
avant le XX e siècle.
L'élément de confort présent dans toutes les maisons construites avant le XX e siècle est
la cheminée. Des cheminées peuvent aussi être installées dans des maisons plus récentes,
elles sont souvent complémentaires d'un système de chauffage classique (gaz,
électrique...). Elles participent aussi à l'esthétique de l'habitat.
► Les acteurs de l'innovation.
Doc. 3 Le viaduc de Garabit (Cantal, Gustave Eiffel, 1884).
Ce document montre le viaduc de Garabit, ouvrage ferroviaire métallique situé près de Ruynesen-Marge-ride dans le Cantal. Il fut créé pour relier Paris à Béziers en train, en passant par le
Massif central. Il fut construit par la société Gustave Eiffel & Cie et achevé en 1884. Ce type
d'ouvrage nécessite d'effectuer de nombreux calculs pour s'assurer de sa solidité. Ces
ouvrages ont été rendus possibles grâce aux progrès de la métallurgie permettant d'élaborer du
fer et de l'acier à partir de la fonte. Au cours du XIX e siècle, ces progrès ont été le fruit du
travail de chimistes, inventeurs sidérurgistes, métallurgistes, physiciens.
Le site http://ourworld.compuserve.com/homepages/GALIANA_PHILIPPE/DATES.htm
présente de façon chronologique l'ensemble des évolutions dans le secteur de la métallurgie.
1. Indiquez le rôle des chercheurs dans la construction de ce pont.
La construction de ce pont n'a pu être réalisée que grâce aux inventions des chercheurs
qui ont par exemple inventé l'acier convenant à ce type de structure. C'est aussi grâce
aux calculs qu'ont pu être dimensionnés les différents éléments de ce pont pouvant
résister à la charge d'un train.
2. Recherchez d'autres constructions réalisées par Gustave Eiffel.
Ses deux plus emblématiques constructions sont la tour qui porte son nom : La tour Eiffel
et aussi l'ossature de la statue de la Liberté à New York. La liste complète des ouvrages
réalisés par Gustave Eiffel est disponible sur le site:
http://www.gustaveeiffel.com/Ses_ouvrages/ses_ouvrages.html
3. Expliquez la différence qui existe entre un ingénieur et un architecte.
La première mission d'un architecte est d'imaginer et de créer une construction.
L'ingénieur assure lui la solidité du bâtiment grâce à ses compétences techniques.
D'autres questions concernant l'exploitation de ce document peuvent être posées
comme :
- Relevez un élément de construction permettant d'assurer la rigidité de l'édifice.
- Précisez quels étaient avant l'utilisation du métal les matériaux les plus utilisés
pour construire des ponts.
- Indiquez quel entretien régulier doit être apporté à un bâtiment en structure
métallique soumis aux intempéries.
4. Les outils et les machines de construction
Comment décrire l'évolution des machines et des outils au cours du temps ?
► L'évolution des outils et des machines.
Doc. 1 Outils et machines pour réaliser des fouilles.
a. b. c. Une pioche - Une pelle - Une brouette.
Ces trois outils sont utilisés depuis des siècles pour réaliser des fouilles. La seule évolution de
ces outils est liée à l'évolution des matériaux avec lesquels ils sont réalisés ; manche de la
pioche en matériau composite pour le rendre plus résistant ; cuve de la brouette en acier
galvanisé pour la rendre plus légère et pour éviter son oxydation ; roue équipée d'un pneu pour
faciliter son déplacement sur des chemins accidentés.
d. Une pelleteuse.
Cette pelle hydraulique est constituée d'un châssis reposant sur des chenilles, surmonté d'une
tourelle dotée d'une rotation continue sur 360 degrés. Cette tourelle porte le moteur, les
organes hydrauliques (pompes, moteurs, vérins), le poste de conduite et l'équipement (bras,
flèche, balancier et godet).
L'évolution des pelleteuses consiste principalement à les rendre très maniables et à les adapter
aux différentes tâches du chantier. Les plus grosses pelleteuses (principalement utilisées dans
des exploitations minières) peuvent peser jusqu'à 800 tonnes et le godet peut atteindre des
charges de 75 tonnes.
1. Précisez les fonctions d'usage de la pioche, de la pelle, de la brouette et de la pelleteuse.
La pioche possède une partie métallique utilisable des deux côtés. D'un côté, un fort pic
pour casser les éléments solides, de l'autre, toujours un pic mais de section rectangulaire
se terminant par un tranchant et qui permet de travailler plus vite dans les terrains
meubles.
La pelle permet de déplacer des matériaux ameublis (terre, sable...).
La brouette permet le déplacement de charges qui peuvent être lourdes ou simplement
encombrantes sur un chantier.
La pelleteuse permet de creuser le sol, de casser des pierres, de déplacer plusieurs types
de matériaux (terre, pierres ou déchets de ferraille ici).
2. Listez les avantages que procure l'utilisation d'une pelleteuse par rapport aux outils
traditionnels.
Une pelleteuse regroupe les trois fonctions d'usage des outils traditionnels (pioche, pelle,
brouette). Elle permet de réaliser plus rapidement et sans trop d'efforts les fouilles
d'une construction.
3. Indiquez les énergies utilisées pour faire fonctionner la pelleteuse.
Cette question permet de faire un rappel concernant l'énergie hydraulique traitée en
sixième. Un moteur thermique actionne une pompe mettant sous pression de l'huile. Cette
huile sous pression est envoyée dans les nombreux vérins présents sur la pelle mécanique.
Le mouvement combiné des vérins permet le déplacement du godet dans toutes les
directions.
4. Citez des exemples de travaux autres que les fouilles pouvant être réalisés avec une
pelleteuse.
Le godet de la pelleteuse peut être remplacé comme montré dans le document par
différents outils.
Le marteau-piqueur permet de casser les matériaux et les pinces permettent de déplacer
des éléments de taille importante comme des pierres.
Lors de la démolition d'une construction, une pince permet d'évacuer rapidement les
gravats.
► L'adaptation des machines aux tâches.
Doc. 2 L'évolution des machines destinées à déplacer des charges.
a. La poulie simple.
Une poulie simple fixe n'a qu'un avantage mécanique : pouvoir exercer la force dans une
direction différente de celle du déplacement. La force qui doit être appliquée est la même que
celle qui est requise pour déplacer l'objet sans la poulie. L'utilisation de systèmes constitués de
plusieurs poulies (palan) permet de réduire l'effort pour soulever des charges lourdes.
b. La grue à cage d'écureuil.
Ce type de grue déjà utilisée à l'époque romaine a été employé jusqu'à la fin du Moyen Âge. Elle
est constituée d'un tambour à l'intérieur duquel un homme qui marche entraîne l'ensemble et
enroule le câble de levage. Une démultiplication classique est de un pour dix entre le diamètre
du chemin de marche et le diamètre du tambour.
c. La grue de chantier.
La force motrice d'origine humaine ou animale et l'utilisation du bois pour la structure des
grues ont peu évolué depuis l'Antiquité jusqu'au xvwe siècle. Les premières grues à vapeur sont
apparues vers 1800 en Angleterre. En 1880, pour la première fois un moteur électrique actionne
une grue. C'est vers le début du xxe siècle qu'apparaissent les grues à tour comme celle
présentée dans le document. Elles sont actionnées par des moteurs électriques et possèdent un
bâti métallique et une structure en treillis.
Elles se développeront rapidement après la Seconde Guerre mondiale. L'évolution des grues
actuelles se fait principalement par leur système de commande à distance et de pilotage assisté
par ordinateur.
1. Classez ces moyens de levage selon les charges déplacées, de la plus petite à la plus grande.
1. La poulie simple : charge levée maxi : 100 kg.
2. La grue à cage d'écureuil : charge levée maxi : 200 kg.
3. La grue de chantier : charge levée maxi : 64 000 kg.
2. Indiquez l'avantage que procure l'utilisation d'une poulie simple pour lever une charge.
Elle permet à une personne située au sol de déplacer les matériaux du sol vers le
haut d'un bâtiment en tirant une corde. Son avantage est donc de pouvoir exercer
la force dans une direction différente de celle du déplacement.
3. Réalisez un croquis simple décrivant le fonctionnement de la grue à cage d'écureuil.
Ce croquis doit être réalisé après avoir visualisé l'animation sur le cédérom.
4. Expliquez comment il est possible de déplacer une charge sur un plan horizontal avec une
grue de chantier.
L'observation de l'animation sur le cédérom permet d'observer et de simuler un
déplacement. Un système de poulies reliées à un treuil permet de lever la charge, un
déplacement longitudinal se fait par le déplacement du chariot sur la flèche. Une rotation
de l'axe central est également possible.
5. Précisez l'utilité des blocs de béton situés à l'arrière de la grue de chantier.
Les blocs de béton situés à l'arrière de la grue de chantier, appelés « contre poids »,
permettent de maintenir en équilibre la grue sur son axe central.
TECHNOLOGIE | 5° | Étape 6
réinvestissement
L'évolution des principes de construction
5. L'évolution des besoins en construction d'une ville.
Les documents présents dans le manuel permettent de répondre aux questions, mais il est
possible de consulter également les sites suivants proposant d'autres photos aériennes et un
plan de Dieppe.
- Plan de Dieppe vers 1682 sur :
http://www.revue.inventaire.culture.gouv.fr/insitu/insitu/image.xsp?
numero=6&id_article=manase-863&no_image=1
(attention, l'orientation est inversée par rapport au manuel)
- Vue aérienne de Dieppe sur http://www.leuropevueduciel.com/ (il faut activer la puce
par commune en haut de page puis saisir le nom Dieppe et choisir vue générale)
a. Pour chacune des constructions repérées sur le plan, précisez si elles ont un caractère
défensif, religieux ou économique.
Moulin
Port
Église
Portes
fortifiées
Rempart
Caractère
économique
Caractère
économique
Caractère
religieux
Caractère
défensif
Caractère
défensif
b. Repérez deux constructions qui ont peu évolué au cours des siècles.
Les deux constructions visibles sur la photographie ayant peu évolué sont l'église et une
porte fortifiée (en bas à droite de la photo).
c. Repérez deux constructions qui ont disparu.
Le moulin et les remparts ont disparu. Il est quand même possible de distinguer
l'emplacement de ces remparts disparus sur la photo en observant l'emplacement des
constructions et des rues.
d. Repérez deux nouvelles constructions et précisez à quel besoin elles répondent.
La quasi-totalité des constructions visibles sur la photo sont récentes. Il est possible de
citer par exemple les immeubles du front de mer, les parkings, les entrepôts...
e. Indiquez quelles solutions ont été mises en œuvre pour répondre à l'accroissement de la
population.
L'accroissement de la population a nécessité des habitations comportant plusieurs étages.
Les habitations s'étendent également sur une surface plus importante qu'au xvne siècle.
6. La carte d'identité d'une construction [TIC].
Photo choisie par
l'élève
CARTE D'IDENTITÉ
Nom : Iron Bridge
Localisation : Angleterre
Année : 1779
Concepteur : Thomas Pritchard
Fonction : pont routier
SIGNALEMENT
Type -. pont en arc
Longueur : 60 m
Hauteur : 30 m
Matériaux : fonte et pierre
Signe particulier: premier grand pont métallique
construit au monde
Remarque : Le site
http://www.freefoto.com
propose pour un usage pédagogique des photos du pont Iron Bridge libres de droit. Il
suffit de mentionner le nom du site.
Photo choisie par
l'élève
Photo choisie par
l'élève
CARTE D'IDENTITE
Nom : Golden Gâte
Localisation : San Francisco
Année : 1937
Concepteur : Joseph Strauss
Fonction : pont autoroutier
SIGNALEMENT
Type : Pont suspendu
Longueur.-1970 m
Hauteur : 230 m
Matériaux.- acier et béton
Signe particulier: pont suspendu le plus long du monde
jusqu'en 1964.
CARTE D'IDENTITÉ
Nom: viaduc de Millau
Localisation : Aveyron
Année : 2004
Architecte : Norman Foster
Fonction : pont autoroutier
SIGNALEMENT
Type : Pont à Hauban
Longueur : 2 460 m
Hauteur : 270 m
Matériaux .: acier et béton
Signe particulier : ouvrage routier le plus haut du
monde, avec 270 m à son point le plus haut par
rapport au sol.
7. L'évolution des outils et machines destinés à tailler la pierre.
a. Indiquez le nom des outils utilisés par le tailleur de pierre.
Le tailleur de pierre utilise deux outils comme indiqué dans la légende : un marteau et un
burin. Le nom précis de ce type de marteau utilisé par les maçons, tailleurs de pierre et
sculpteurs est une « massette ». Le « burin » est aussi appelé « ciseau » par les
professionnels.
b. Précisez le nom de la machine utilisée pour tailler les pierres aujourd'hui.
Il s'agit d'une machine à commande numérique. Comme dans l'industrie mécanique, la
taille des pierres utilise de plus en plus ce type de machine. Les outils utilisés sont dits «
diamantés », la partie en contact avec la pierre est composée d'un mélange de grains de
diamants et de poudre métallique qui sont comprimés à très haute température pour
obtenir un alliage métallique solide.
c. Décrivez les compétences humaines qui sont nécessaires dans les deux situations.
Le tailleur de pierre doit avoir une très bonne habileté manuelle, il doit posséder une
bonne vision et avoir un sens esthétique.
L'opérateur qui utilise la machine à commande numérique, doit posséder une maîtrise de
l'outil informatique et une capacité d'abstraction. Les personnes utilisant ces machines
ont parfois reçu une formation de fraiseur ou tourneur sur machine à commande
numérique dans le domaine de la mécanique.