séminaire national sti 2d – 21 et 22 mai 2012 organisationpédagogique eric marchisone (cdtx)...
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Séminaire National STI 2D – 21 et 22 mai 2012
Organisationpédagogique
Eric MARCHISONE (CdTx)Annabel LANGLADEJean Marc CASTEL
Enseignement technologique en STI2D spécialité AC La STI2D
Au Lycée Andréossy Castelnaudary (Aude)
Architecture et Construction Energie
Environnement
Visite du Site Eolien d’Avignonet Lauragais
Maquette Projet Villa BBC
Démontage Mat de Mesure
Visite Eolienne
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
L’Organisation Pédagogique pour les 1re STI2D 2011-2012
Enseignements GénérauxDGH Lycée Andréossy
Lycée Andréossy 1 division STI2D 1
31 élèvesAC & EE
Autre Lycée Général de Castelnaudary
½ division STI2D 214 élèvesAC & EE
Enseignements Technologiques
Au Lycée Andréossy
(2 journées)
Groupe AC 116 élèves
Groupe AC 216 élèves
Groupe EE13 élèves
En Enseignement Transversal et en Spécialités:(L’Equipe d’Enseignants en 1STI2D: 4 Génie Civil et 1 Génie Elect.)
- 1 professeur par groupe de 16 élèves (capacité de 20 places)- Tous les cours dans une salle de projet avec 1 ordi/élève
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
Les Salles de Projet articulées autour des Laboratoires
- Les Laboratoires toujours en libre service (pas d’emploi du temps)
- Pas de contraintes sur l’organisation Cours-TD ou TP
STI2
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A&
CSpécialité AC : Les centres d’intérêt
CI1 : Du besoin à l’acte de construire
CI2 : Représentation numérique architecturale
CI3: Environnement & sollicitations
CI4: Stabilité externe des ouvrages
CI5 : Construction parasismique
CI7 : Confort thermique et Acoustique
CI8 : Domotique et Information
CI6 : Stabilité interne des ossatures
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Démarche de conception architecturale …
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Construction de séquences
exploitées enenseignementde spécialité
CI9 : Préparation d’une opération de travaux
CI10 : Valorisation de fin de vie de l’ouvrage
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AC
CENTRES D’INTERETS Castelnaudary
Principaux Savoirs issus du programme de spécialité AC
CI 1 Du besoin à l’acte de construire
Environnement économique et professionnel Histoire Architecture, Conception Bioclimatique Méthode d’analyse de conception architecturale Pilotage et revue de projet Aménagement territoire ; pont, route, barrage, urbain
CI 2 Représentation numérique architecturale
Outils de communication technique ; croquis, maquette, modeleur volumique
CI 3 Environnement & Sollicitations Géologie et mécanique des sols Stabilité des terres Actions sur les ouvrages
CI 4 Stabilité externe des ouvrages Descente de charge Stabilité de la structure Force portante du sol
CI 5 Paramètres sismiques Liaison au sol Structure des ouvrages Inventorier la nature des pathologies
CI 6 Stabilité Interne des ossatures Sollicitations internes Contraintes de flexion simple Déformation de la structure
CI 7 Confort Thermique et Acoustique Thermique : Comportement des parois, performances globales Choix des sources d’énergies Acoustique : Transmission, réverbération Améliorer les performances de la construction
CI 8 Domotique et Information Confort; Eclairage et ventilation Pilotage de l’énergie ; relevé consommations, asservissement Pilotage des informations ; Alarme, automatismes, réseaux
CI 9 Préparation d’une opération de travaux Planification d’un projet de construction Phasage des opérations, logistique de chantier
CI 10 Valorisation de fin de vie Cycle de vie de l’ouvrage Déconstruction Valorisation des déchets
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
PRESENTATIONDES SEQUENCESenEnseignementTransversal
FC X.X FICHES CONNAISSANCES-Activité des élèves en Enseignement Transversal
PRESENTATION DES SEQUENCESenSpécialité AC
Faites en parallèle
-Activités des élèves en spécialité AC
Centres d’Intérêts
ENSEIGNEMENT TRANSVERSAL 1 2 3 4 5 6
FC 1.1 MISE A DISPOSITION DES RESSOURCES
FC 1.2 LES ETAPES DE LA DEMARCHE DE CONCEPTION
FC 1.3 CYCLE DE VIE D'UN PRODUIT
FC 2.1 ORGANISATION FONCTIONNELLE D'UNE CHAINE D'ENERGIE
FC 2.2 ORGANISATION FONCTIONNELLE D'UNE CHAINE D'INFORMATION
FC 2.3 REPRESENTATION DU REEL
FC 2.4 REPRESENTATIONS SYMBOLIQUES
FC 3.1 COMPORTEMENT MECANIQUE DES STRUCTURES ET DES SYTEMES
FC 3.2 LES MATERIAUX
FC 4.1 PRODUCTION ENERGIES
FC 4.2 TRANSFORMATION et TRANSPORT ENERGIES
FC 4.3 STOCKAGE ENERGIES
FC 5.1 ACQUISISTION DE L'INFORMATION
FC 5.2 NOTIONS DE TRAITEMENT NUMERIQUE DE L'INFORMATION
FC 5.3 TRANSMISSION DE L'INFORMATION, RESEAUX et INTERNET
SPECIALITE ARCHITECTURE & CONSTRUCTION 1 2 3 4 5 6
CI1: Du besoin à l'acte de construire
CI2: Représentation numérique architecturale
CI3: Environnement & Sollicitations
CI4: Stabilité externe des ouvrages
CI5: Construire parasismique
CI6: Stabilité Interne des ossatures
CI7: Confort Thermique et Acoustique
CI8: Domotique et Information
CI9: Préparation d'une opération de travaux
CI10: Valorisation de fin de vie de l'ouvrage
Prod. Monde
CI 1
Eco-Conception
Planification prévisionnelle des enseignements de 1re STI2D ETC et ACENSEIGNEMENT TRANSVERSAL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
FC 1.1 MISE A DISPOSITION DES RESSOURCES
FC 1.2 LES ETAPES DE LA DEMARCHE DE CONCEPTION
FC 1.3 CYCLE DE VIE D'UN PRODUIT
FC 2.1 ORGANISATION FONCTIONNELLE D'UNE CHAINE D'ENERGIE
FC 2.2 ORGANISATION FONCTIONNELLE D'UNE CHAINE D'INFORMATION
FC 2.3 REPRESENTATION DU REEL
FC 2.4 REPRESENTATIONS SYMBOLIQUES
FC 3.1 COMPORTEMENT MECANIQUE DES STRUCTURES ET DES SYTEMES
FC 3.2 LES MATERIAUX
FC 4.1 PRODUCTION ENERGIES
FC 4.2 TRANSFORMATION et TRANSPORT ENERGIES
FC 4.3 STOCKAGE ENERGIES
FC 5.1 ACQUISISTION DE L'INFORMATION
FC 5.2 NOTIONS DE TRAITEMENT NUMERIQUE DE L'INFORMATION
FC 5.3 TRANSMISSION DE L'INFORMATION, RESEAUX et INTERNET
SPECIALITE ARCHITECTURE & CONSTRUCTION 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
CI1: Du besoin à l'acte de construire
CI2: Représentation numérique architecturale
CI3: Environnement & Sollicitations
CI4: Stabilité externe des ouvrages
CI5: Construire parasismique
CI6: Stabilité Interne des ossatures
CI7: Confort Thermique et Acoustique
CI8: Domotique et Information
CI9: Préparation d'une opération de travaux
CI10: Valorisation de fin de vie de l'ouvrage
CI 4
CI 9
Prod. Monde
Mat de mesure
TP Prod Elect
CI 2
CI 1
CI 3
Aciers Alliages Plastique
Liaisons Actions
Ch Energie
ACV Bilan C
Cinématique
Traitement
PFS
Eco-Conception
Enjeux Monde
CI 10
Modeleur Exploitation Exploitation
Planification prévisionnelle des enseignements Term STI2D ETC et ACENSEIGNEMENT TRANSVERSAL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
FC 1.1 MISE A DISPOSITION DES RESSOURCES
FC 1.2 LES ETAPES DE LA DEMARCHE DE CONCEPTION
FC 1.3 CYCLE DE VIE D'UN PRODUIT
FC 2.1 ORGANISATION FONCTIONNELLE D'UNE CHAINE D'ENERGIE
FC 2.2 ORGANISATION FONCTIONNELLE D'UNE CHAINE D'INFORMATION
FC 2.3 REPRESENTATION DU REEL
FC 2.4 REPRESENTATIONS SYMBOLIQUES
FC 3.1 COMPORTEMENT MECANIQUE DES STRUCTURES ET DES SYTEMES
FC 3.2 LES MATERIAUX
FC 4.1 PRODUCTION ENERGIES
FC 4.2 TRANSFORMATION et TRANSPORT ENERGIES
FC 4.3 STOCKAGE ENERGIES
FC 5.1 ACQUISISTION DE L'INFORMATION
FC 5.2 NOTIONS DE TRAITEMENT NUMERIQUE DE L'INFORMATION
FC 5.3 TRANSMISSION DE L'INFORMATION, RESEAUX et INTERNET
SPECIALITE ARCHITECTURE & CONSTRUCTION 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 25 26 27 28 29 30
CI1: Du besoin à l'acte de construire
CI2: Représentation numérique architecturale
CI3: Environnement & Sollicitations
CI4: Stabilité externe des ouvrages
CI5: Construire parasismique
CI6: Stabilité Interne des ossatures
CI7: Confort Thermique et Acoustique
CI8: Domotique et Information
CI9: Préparation d'une opération de travaux
CI10: Valorisation de fin de vie de l'ouvrage
CI 6
Thermique
CI 9
Energétique
TP Réseaux
Electrique
TP Acquisition
TP Stockage
Sollicitations
Mécanique
Classe de Terminale
Thermique
Vibration
Ch Information
SYSML
ExploitationExploitation
Domotique
Acoustique
TP Transfo
CI 6
PROJET 6 H/Sem PROJET 6 H/Sem
Cont. Défor.
Sismique
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
SéquenceEnseignementTransversal
FC 1.2 LES ETAPES DE LA DEMARCHE DE CONCEPTION- Rentabilité d’une installation- Compétitivité du petit Eolien en France- Tests des éoliennes avant la mise sur le marché- Conception d’un mat basculant
Séquence Spécialité ACPrésentation du projet par l’Architecte:- Architecture Originale et contemporaine- Maison BBC- Atelier de ferronnerie en sous-sol
CI1 : Du besoin à l’acte de construire
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
SéquenceEnseignementTransversal
FC 2.3 REPRESENTATION DU REEL- Modéliser la base du mat basculant de l’éolienne- Créer les assemblages- Cinématique du basculement
Séquence Spécialité AC- Visualiser les volumes à l’aide de la maquette réelle- Créer le modèle numérique avec un logiciel professionnel d’Architecture
CI2 : Représentation numérique architecturale
Maquette de la villa
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
Séquence EnseignementTransversal
FC 4.1 PRODUCTIONS ENERGIES - Mesurer l’irradiance du soleil en W/m2
- Mesurer les puissances produites des différentes technologies de panneaux photovoltaïques en W- Calculer les rendements
Séquence Spécialité AC
- Implanter 20 m2 de panneaux PV- Paramétrer les rendements pris en compte par le logiciel- Evaluer la production solaire annuelle
CI7 : Confort thermique et Acoustique
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
SéquenceEnseignementTransversal
FC 4.1 PRODUCTIONS ENERGIES- Mesurer les pertes de puissance des panneaux photovoltaïques en fonction de l’inclinaison et de l’orientation
SéquenceSpécialité AC
- Proposer différentes variantes pour l’implantation des 20 m2 de panneaux photovoltaïques- Evaluer les différentes productions solaires annuelles en fonction de l’orientation et de l’inclinaison- Choisir et Valider une implantation- Comparer avec les mesures faites en ETC
CI7 : Confort thermique et Acoustique
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
SéquenceEnseignementTransversal
FC 3.2 LES MATERIAUX- Mesurer les résistances thermiques de plusieurs types de parois (1 m x 1 m x 0,35 m)- Choisir des matériaux
Séquence Spécialité AC
- Transférer le modèle numérique volumique dans le logiciel Archiwizard- Configurer les parois de la villa- Valider les caractéristiques thermiques des parois- Optimiser les Consommations en kWh/m2
CI7 : Confort thermique et Acoustique
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
SéquenceEnseignementTransversal
FC 4.2 TRANSFORMATION ENERGIES- Mesurer la production et le rendement d’une Pompe à chaleur Air/Air
SéquenceSpécialité AC - Evaluer les besoins mensuels de chaud
- Dimensionner les puissances des pompes à chaleur à installer dans la Villa
CI7 : Confort thermique et Acoustique
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
Séquence Enseignement Transversal
FC 3.1 COMPORTEMENT MECANIQUE DES STRUCTURESAspects vibratoires
- Recherche expérimentale de la fréquence propre de la maquette- Mise en évidence du phénomène de résonance- Recherche expérimentale de la fréquence de résonance de la maquette- Modélisation théorique de la structure- Simulation de la vibration de la structure avec Matlab
Séquence Spécialité AC- Introduction des phénomènes sismiques- Recherche de la fréquence de résonance de la villa avec la modélisation faite avec Matlab- La construction est-elle adaptée à la géologie du site- Conception et exécution parasismique
CI5 : Construction parasismique
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
Enseignement Transversal- Recherche expérimentale de la fréquence propre de la maquette
Mise en Oscillations libres
Quelle que soit l’amplitude du déplacement initial on trouve :
F = 7 Hz
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
Enseignement Transversal- Mise en évidence du phénomène de résonance- Recherche expérimentale de la fréquence de résonance de la maquette
Fré
qu
en
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on
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s5 Hz
9 Hz
7 Hz
Lorsque Fséisme = Fpropre structure
l’accélération est maximale
Masse M
M
Raideur K
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
Enseignement Transversal- Principe de modélisation de la structure- Mesurer les dimensions des murs- Calculer la raideur des murs - Peser la masse du plancher
Accélération : a (m/s²)
Force d ’inertie : F = m.a
Hauteur H= 0,25 mEpaisseur e= 0,0008 m
Profondeur b= 0,1 mModule E 210000 MpaInertie I 4,2667E-12 m4
Raideur Murs 1376,256 N/m Masse Plancher 0,700 kg
Tôles 1 et 2 Plancher
Raideur Murs
Séisme
Force
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Enseignement Transversal- Paramétrer la modélisation Matlab de la structure (Raideur Murs, Masse plancher)- Lancer la simulation pour un séisme de fréquence variable- Retrouver la fréquence de Résonance vers 7 Hz
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
Spécialité AC- Introduction à la construction parasismique- Utiliser la modélisation Matlab validée- Calculer la raideur des murs et la masse du plancher
Hauteur H= 2,9 m Largeur L= 9,63 mEpaisseur e= 0,2 m Epaisseur e= 0,2 m
Profondeur b= 1 m Profondeur b= 1 mModule E 30000 Mpa Masse Vol 2500 kg/m3Inertie I 0,00066667 m4
Nombre de mur 3 uRaideur Murs 29521505,6 N/m Masse Plancher 4815 kg
Murs Plancher
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
Spécialité AC- Paramétrer le modèle Matlab (Raideur Murs et Masse Plancher)
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
Spécialité AC- Lancer la simulation- Visualiser les résultats- Rechercher la fréquence propre de la villa.
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
Spécialité AC- Valider la structure par rapport à la géologie du site
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
Spécialité AC- Conception parasismique de la villa
Lycée des métiers de l ’Habitat et des Travaux PublicsFrançois ANDREOSSY
Spécialité AC- Préparer l’exécution parasismique de la villa