Architecture et Construction

1. LPO HAROUN TAZIEFF 40990 Saint-Paul-Lès-Dax JL ERNEST – JP LAFOURCADE Activités Pédagogiques en Première AC Architecture et Construction

2. 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.

3. BTS Systèmes Constructifs Bois et Habitat BTS Technico-commercial Opt° Bois BTS Agencement de l’Environnement Architectural BTS Développement et Réalisation Bois Lycée Polyvalent Haroun Tazieff Lycée des Métiers du Bois d’Aquitaine situé à Saint-Paul-Lès-Dax Secondes : options SI, CIT, biotechnologie, santé-social, culture design 1 – Le Contexte Baccalauréats Bac STI2D Architecture et Construction1 division Bac STI Génie Mécanique Opt° Bois et matériaux associés 1 division Bac STIAA Art Appliquée 1 division Bac ST2S Santé et Social 1 division BTS, Licence Licence Pro Construction Bois

4. 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 2 – L'Organisation • 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

5. 3.1 - Les Centres d'Intérêts en Première AC 3 – Les Choix

6. 3. 2 – Les Supports en Première AC: 3 – Les Choix 3.2 – Les Supports

7. Projet 3.3 – Les Activités Pédagogiques Selon Guide d 'accompagnement Eduscol Cycle Un Cycle de formation comprend : Etude de dossiers techniques Activités pratiques Travaux dirigés, Cours 3 – Les Choix Un Projet comprend : Tâches collectives Tâches individuelles Revue de projet

8. Projet 1 Projet 2 4 – La Planification des enseignements en Première AC Semaine 1 Semaine 8 Semaine 15 Semaine 22 Semaine 28 Semaine 34 Cycle 1 Cycle 3 Cycle 2 Support n°2 Support n°3 Support n°4 Support n°5 Support n°1 4 – La planification 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)

9. 5 – Les Activités

10. L'insertion des activités Quel moment ? Quel support ? n°3  Logement fonction collège Quels centres d'intérêts ? Quelles compétences ? CO7ac1 : Participer à une étude architecturale dans une démarche de développement durable... CO7ac2 : Proposer/choisir des solutions techniques répondant aux contraintes d'une construction CO8ac2 : Analyser les résultats structurels, thermiques, acoustiques issus d'une simulation CO8ac3 : Analyser/valider des choix structurels et de confort CO7ac1 : Participer à une étude architecturale... CO7ac2 : Proposer/choisir des solutions... CO8ac2 : Analyser les résultats … CO8ac3 : Analyser/valider des choix... Participation à une étude architecturale (CI1) Vérification de la résistance (CI2) Protection (CI3) Reconditionnement d'ouvrage (CI7)

11. 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.

12. 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.

13. Cycle 2 : Les Séquences 3h A.1 A.3 A.2 2h

14. Activité pédagogique 1

15. 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 Ascenseur autoportant électrique à vis Monte-escalier brouette à batterie rechargeable

16. Le cadre réglementaire PMR pour les BHC et MI Fiches « Accessibilité du cadre bâti » du Ministère de l'écologie, du DD et du logement > Dimensions minimales et équipements ascenseur > Les gabarits fauteuils droits , en rotation ...

17. Objectif : Intégrer architecturalement un ascenseur autoportant dans le logement de fonction afin de permettre l'accès PMR à l'étage. Travail en binôme selon 4 étapes Etape 1 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. ? Implantation Plan RDC – zone séjour initial Plan RDC – zone séjour à compléter

18. 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. Maquette selon état initial

19. 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. Exemple de production élèves : Vidéo format Avi Rendu 3D 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

20. Activité pédagogique 2

21. Thème d’étude : Optimisation de La Structure porteuse de la Toiture Terrasse Centre d’intérêt : Vérification de la résistance (CI2) 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 1 – Mise en évidence de la problématique 2 - Analyse de diagrammes d’influence 3 - Conception de la structure 4 – Synthèse

22. Thème d’étude : Optimisation de Structure porteuse de la Toiture Terrasse 1 – Mise en évidence de la problématique : Questionnement groupe + TNI La structure porteuse de la toiture est composée d’éléments porteurs en bois massif et lamellé-collé. Elle doit résister aux charges Elle ne doit pas trop se déformer Structurelle A quelles contraintes cette structure est-elle confrontée ? Economique Elle doit être la moins chère possible Environnementale Elle doit consommer le moins d’énergie primaire possible - 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 Formulation des objectifs de la séquence

23. 2 - analyse de diagrammes d’influence : Pré-requis : TC et AC comportement des poutres en flexion - Interpréter des diagrammes d’influence des paramètres géométriques d’une poutre Travail individuel Fiche de guidance 1 Réponse type : si l est doublée : fl est multipliée par 16 : 0.213 x 16 = 3.41mm • Questionnement : • Que se passe-t-il si l’on double la portée ? • La hauteur ? • La largeur ? Rq : cette activité a pour but d’aiguiller le raisonnement lors de la phase de conception

24. 2 - analyse de diagrammes d’influence : suite Utilisation d’une calculette Travail individuel Fiche de guidance 1 • Questionnement : • De quelle proportion faut-il faire varier la portée pour diviser la flèche par 2 ? Exemple réponse : 1000-843 = 157mm Une 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

25. 3 - Conception de la structure : - Proposer et Choisir la solution de structure la plus économique : coût – énergie primaire - Analyser les résultats de la feuille de calcul : résistance et déformation Pré-requis : TC et AC : descente de charge, bande de chargement , bilan ACV 3 – Vérifier les critères de résistance et déformation 1 - Imaginer une structure : 2 – Choisir des sections : Travail individuel Fiche de guidance 2 Démarche Itérative : - validation des sections - approche de la solution optimale

26. Exemple de rendu élève :

27. classe entière TNI. 4 – Synthèse Règles de conception 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 Pour minimiser la consommation en énergie primaire il faut privilégier l’emploi de bois massif de pays 10000 MJ équivalent à 2777 KWh 30 % du coût de la meilleure solution ...

28. Activité pédagogique 3

29. Thème d’étude : Protection Solaire Baie Vitrée Sud-Ouest Centre d’intérêt : Le confort (CI4) Dispositifs de confort thermique Impact 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 1 – Mise en évidence de la problématique 2 – Evaluation de l’ensoleillement de la baie 3 – Compréhension des principes 4 – Conception et évaluation d’une solution 5 – Quantification de l’énergie solaire perçue

30. 1 – Mise en évidence de la problématique : Thème d’étude : Protection Solaire Baie Vitrée Sud-Ouest Questionnement 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 séquence

31. Travail individuel puis restitution TNI 2 – Evaluation de l’ensoleillement de la baie : Analyser les résultats de la simulation d’ensoleillement des façades : Maquette numérique Sketchup fournie 2 - Module ombres … 21 décembre 21 septembre 21 juin 21 juin Pourquoi ? 21 décembre Bon dégagement en hiver, apport solaire gratuit Protection incomplète en été : risque de surchauffe en fin d’été 15 septembre

32. 3 – Comprendre les principes : Horizon Horizon 22° 68° 21-06 21-12 Inclinaison de l’axe de la terre : 23° Latitude : 45°

33. Travail individuel puis restitution TNI 4 – 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 • Critique objective - Pistes d’amélioration 21 juin 21 décembre

34. 5 – Quantifier l’énergie solaire perçue : Travail individuel – Fiche de guidance puis restitution TNI Analyser les courbes du diagramme solaire et calculer l’angle d’incidence ainsi que l’énergie reçue Synthèse classe entière TNI.

35. Synthèse classe entière TNI.

36. Idées de poursuite des activités sur ce même centre d’intérêt : - Projets AC : EVALUATION : La poursuite en projet permettra d’évaluer les compétences abordées Intégration de systèmes mobiles Domespace http://www.domespace.com Slide-house http://www.drmm.co.uk/ - Exploitation du thème en Tronc commun : Systèmes motorisés, pilotés à distance, programmés, tracking solaire, …

37. MERCI DE VOTRE ATTENTION