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Démarche d’investigation : les voûtes.

Ce mercredi 18 Janvier 2012, on demande de commenter la photo prise par les élèves lors de la sortie dans la ville de Nancy en septembre 2011.

Théo : « Il y avait des fissures en dessous de la pierre : la clef. »

Yaniss : « Y avait des sommiers. »

Maud : « La forme on l’avait vue au dessus de certains porches. »

Davidson : « L’arc était à l’entrée d’un parking. »

Pierre Louis : « C’est comme au Moyen-Âge pour les voitures à échelle. » Ils pensent à la visite guidée au musée : les villages lorrains.

Julie : « Entre les clefs et les sommiers y’avait des contre-clefs. »

Appropriation du problème : Comment assemble t’on une voûte ? Et la mettre sur pied ?

On leur distribue une maquette d’une voûte formée avec des morceaux de bois, puis des éléments LemaK.

Le groupe 1 : En les emboîtant.

Le groupe 2 : En les emboîtant.

Le groupe 3 : On met un mur sur les cotés.

Le groupe 4 : On pensait les emboîter tout seul.

Le groupe 5 : En les emboîtant.

1ère étape  : monter une voûte à partir d’une représentation volumique 3D (edrawing) sans contrefort (instable).

2ème étape  : mettre une masse au dessus de la clé de voûte, puis la maintenir sur pied.

3ème étape  : la monter tout seul sans l’aide des camarades. (On pense à construire un gabarit avec du polystyrène.)

Durée 1h50.

Remarques personnelles : Nous avons été stupéfait par l’imagination du groupe 4 qui a découpé à la bonne longueur des encoches dans du polystyrène pour fixer à la verticale les sommiers et donc mettre sur pied leur voûte.

Le groupe 2 a très vite trouvé la solution et à mis contre les sommiers des poids. (contreforts)

Aussi, vous avez photographié l’arrière de la cathédrale où l’on voit des contreforts. Compétences transversales avec l’histoire géographie.

Article mis en ligne le 18 janvier 2012
dernière modification le 28 février 2012

par kamel.benmrad
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Le groupe 2 a réussi à monter la voûte mais le défi consiste à maintenir la maçonnerie au dessus. Ils ont mis des poids mais la voûte s’est effondrée.

On regroupe la classe devant le groupe qui a réussi. Puis on demande de rajouter un poids au dessus de la clef de voûte. On demande alors aux élèves à quoi sert un voûte ?

Yaniss : « A maintenir la maçonnerie au dessus. »

Davidson : « A créer une ouverture. »

Le prof : « Mais dans la réalité les pierres sont lourdes. Comment fait-on pour assembler les éléments de la voûte ? »

Julie : « Les pierres ont une forme propre. Elles s’emboîtent et tiennent. »

Le prof : « Fais-le avec les éléments en bois prédécoupés. »

Ils ont trouvé la solution au bout de 20 minutes.

Le groupe 4 a pris du polystyrène et maintient les sommiers en les encastrant sur le polystyrène.

Le groupe 3 a mis du polystyrène contre les sommiers pour remplacer « et ça aide à soutenir ».

Le groupe 1 a trouvé la solution au bout d’une heure. On a mis des poids sur les sommiers pour maintenir la voûte.

Le groupe 2 a trouvé la solution au bout de 20 minutes. On lui demande d’assembler tout seul les éléments. On leur donne un morceau de polystyrène

Le groupe 3 a maintenu contre le bord des tables avec leurs mains les sommiers.

Dessiner sur votre croquis par des flèches les efforts partant de la clef de voûte au sommiers. Où se répartissent les charges ?

Synthèse avec la classe :

Pour maintenir la voûte sur pied, il faut ajouter des poids sur les sommiers ; c’est ce qu’on appelle des contreforts. Les charges de la maçonnerie au dessus de la clef de voûte se répartissent le long des contre-clefs et sur les sommiers. Ce sont des charges obliques.
Pour assembler la voûte, on créait au départ un cintre Voir p.15 du cahier d’activités.
Aussi, vous avez photographié l’arrière de la cathédrale où l’on voit des contreforts. Compétences transversales avec l’histoire géographie.

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