5ème : Structures et ouvrages (OBJET 2 : le support de réalisation - Le Zôme)

Par : Jerome Voisard

Progression annuelle
La suite de l’article porte sur le thème 3

Les supports


 3 objets ou systèmes dont un à réaliser en partie ou en totalité

 

Thème1&2 / OBJET1

Thème3 / OBJET2

Thème4 / OBJET3

 

Maison individuelle ou habitat collectif

Zôme

Maison passive

Analyse du fonctionnement d’un objet technique

 

 

 

 

Les matériaux utilisés

 

 

 

Les énergies mises en œuvre

 

 

 

L’évolution de l’objet technique

 

 

 

La communication et la gestion de l’information

 

 

 

Les processus de réalisation d’un objet technique

 

 
 
 Code de couleur pour le classeur élève
 
 

Organisation temporelle

 
Maison individuelle ou habitat collectif
6 semaines
Zôme
18 semaines
Maison passive
6 semaines
 
 
1. Analyse et conception
 
 
 
 
 
2. Les matériaux
 
 
 
 
 
3. Les énergies
mises en œuvre
 
 
 
 
 
4. L’évolution
 
 
 
 
 
5. La communication et la gestion de l’information
 
 
 
 
 
6. Les processus de réalisation
 
 
 
 
 
 
Premier trimestre
Deuxième trimestre
Troisième trimestre
 
Maison individuelle ou habitat collectif
 
Zôme
 
Maison passive
 



 OBJET 2 : Nos investigations

 
Problématiques professeur :
- Comment concevoir des structures peu coûteuses ?
- Comment concevoir des structures réalisables en classe ?
- Comment motiver nos élèves ?
 
 

La maison palette

Nous avons envisagé de travailler sur une structure utilisant de vraies palettes
 
- Solution intéressante pour le coût (possibilité de faire de la récupération)
 
- Problèmes de sécurité pour la réalisation avec des élèves. (poids des éléments, stockage, manutention, levage)
 
 

La maison en carton

Nous avons envisagé de travailler sur une structure utilisant du carton
 
- Solution intéressante pour le coût (possibilité de faire de la récupération + faible coût matière + faible poids)
- Mise en œuvre facile
 
- Problème de stockage pour envisager des structures à l’échelle humaine
- Problème de gestion du travail en classe entière
 
Architecte Shigeru Ban
 
 
 

La maison en forme de dôme

Nous avons envisagé de travailler sur une structure en forme de dôme.
 
- Solution intéressante pour le coût
- Problème de stockage pour envisager des structures à l’échelle humaine.
 
- Problème de sécurité sur des structures en « vraie grandeur »
- Problème de gestion du travail en classe entière

 
 
 
Conclusion :

En conclusion de cette prospection qui nous a longtemps « occupé », nous en sommes arrivés à la conclusion que nous ne pourrons travailler avec nos élèves, que sur des maquettes.
Et ce, malgré l’intérêt de ces structures « en grand » qui les auraient confrontés à des problèmes réels.
 
 

 Le support de réalisation - le zôme

 
Problématique :
Comment concevoir un volume habitable, peu coûteux en matériaux et énergie ?
 
Support :
Structures peu coûteuses
 
Objet / réalisation :
Réalisation d’un zôme en maquette
 

Le zôme

Les zômes appartiennent à une famille de formes géométriques, composées de losanges agencés en double spirale, dont la trame est en résonance avec le monde vivant.
 
 
Nous les rencontrons dans différents règnes : du minéral (pyrite, grenat), à l’animal (alvéoles d’abeille), en passant par les plantes (ananas, pomme de pin, tournesol...).

 
 
Contribution au socle :
 

Numéro(s) du ou des pilier(s) visé(s)

Maîtrise des techniques usuelles de l’information et de la communication
C.3.6 : Je sais utiliser un outil de simulation (ou de modélisation) en étant conscient de ses limites.
Compétences sociales et civiques :

- Participer en équipe à la réalisation d’une recherche et d’une production.

 
Séances :
 

Etape N°1

Objectifs : calcul de la structure

Cette étape consiste :

 à utiliser un programme de calcul de structure (dimszome) d’après un cahier des charges défini :
aa 
- Ø de la structure à l’échelle 1
- Hauteur de la structure
- Nombre de côtés
- Surface habitable

 à réaliser une maquette en dépron ou en carton à l’échelle 1/20

Dimszome :
Pour plus d’informations sur le logiciel de clacul de structure Dimszome vous pouvez consulter le site http://www.zomes-concept.com
Vous trouverez le logiciel sur le CD rom " Zomes, architectures vivantes et formes biodynamiques "

Pour approfondir :
Autres logiciels de calcul et de visualisation de zomes.
(soucre : http://ardheia.free.fr/)
Il vous permettront d’agir directement sur les paramètres qui caractérisent ses formes et ses dimensions pour trouver CELUI qui vous fait rêver...
- Le premier "Calcul Zome" est un programme de visualisation afin de voir tourner en 3D son zome rêvé
- Le deuxième "Recap Calcul Zome" est un tableur (format Open Office) qui donne les dimensions, angles de coupe pour diverses méthodes constructives.

 

Etape N°2

Objectifs : modélisation 3D

 

Cette étape consiste :
 
 à modéliser la structure du zôme à l’aide d’un modeleur numérique (google sketchup par exemple)

 à proposer des aménagements intérieur :
aa 
- construction d’un étage
- Mise en place d’un escalier
- Construction de cloisons

 

Fichier Sketchup

 

Etape N°3

Objectifs : Construction de la maquette à l’échelle 1/15

Cette étape consiste :

 à concevoir chaque coté à l’aide du modeleur 3D (nous avons utilisé Solidworks).
 
 d’usiner chacun des éléments (PVC transparent, contre-plaqué 5mm) (nous avons utilisé une microfraiseuse)
 
 Assembler la structure par collage
 
 aménager l’intérieur (structure porteuse, plancher)
 
 

Fiches connaissances (basées sur les modèles de l’académie de Bordeaux) :
 

 
 

Capacités visées 

1.11 réaliser la maquette numérique d’un volume élémentaire.
1.12 modifier une représentation numérique d’un volume simple avec un logiciel de CAO
6.5 participer à la réalisation d’une maquette d’un OT
 
Année :
2008-2009

Auteurs :
Jean-François FOURNIER
Jérôme VOISARD
CRTech Nemours

 
 

5ème : Structures et ouvrages (OBJET 2 : le support de réalisation - Le Zôme)

Par : Jerome Voisard

Progression annuelle
La suite de l’article porte sur le thème 3

Les supports


 3 objets ou systèmes dont un à réaliser en partie ou en totalité

 

Thème1&2 / OBJET1

Thème3 / OBJET2

Thème4 / OBJET3

 

Maison individuelle ou habitat collectif

Zôme

Maison passive

Analyse du fonctionnement d’un objet technique

 

 

 

 

Les matériaux utilisés

 

 

 

Les énergies mises en œuvre

 

 

 

L’évolution de l’objet technique

 

 

 

La communication et la gestion de l’information

 

 

 

Les processus de réalisation d’un objet technique

 

 
 
 Code de couleur pour le classeur élève
 
 

Organisation temporelle

 
Maison individuelle ou habitat collectif
6 semaines
Zôme
18 semaines
Maison passive
6 semaines
 
 
1. Analyse et conception
 
 
 
 
 
2. Les matériaux
 
 
 
 
 
3. Les énergies
mises en œuvre
 
 
 
 
 
4. L’évolution
 
 
 
 
 
5. La communication et la gestion de l’information
 
 
 
 
 
6. Les processus de réalisation
 
 
 
 
 
 
Premier trimestre
Deuxième trimestre
Troisième trimestre
 
Maison individuelle ou habitat collectif
 
Zôme
 
Maison passive
 



 OBJET 2 : Nos investigations

 
Problématiques professeur :
- Comment concevoir des structures peu coûteuses ?
- Comment concevoir des structures réalisables en classe ?
- Comment motiver nos élèves ?
 
 

La maison palette

Nous avons envisagé de travailler sur une structure utilisant de vraies palettes
 
- Solution intéressante pour le coût (possibilité de faire de la récupération)
 
- Problèmes de sécurité pour la réalisation avec des élèves. (poids des éléments, stockage, manutention, levage)
 
 

La maison en carton

Nous avons envisagé de travailler sur une structure utilisant du carton
 
- Solution intéressante pour le coût (possibilité de faire de la récupération + faible coût matière + faible poids)
- Mise en œuvre facile
 
- Problème de stockage pour envisager des structures à l’échelle humaine
- Problème de gestion du travail en classe entière
 
Architecte Shigeru Ban
 
 
 

La maison en forme de dôme

Nous avons envisagé de travailler sur une structure en forme de dôme.
 
- Solution intéressante pour le coût
- Problème de stockage pour envisager des structures à l’échelle humaine.
 
- Problème de sécurité sur des structures en « vraie grandeur »
- Problème de gestion du travail en classe entière

 
 
 
Conclusion :

En conclusion de cette prospection qui nous a longtemps « occupé », nous en sommes arrivés à la conclusion que nous ne pourrons travailler avec nos élèves, que sur des maquettes.
Et ce, malgré l’intérêt de ces structures « en grand » qui les auraient confrontés à des problèmes réels.
 
 

 Le support de réalisation - le zôme

 
Problématique :
Comment concevoir un volume habitable, peu coûteux en matériaux et énergie ?
 
Support :
Structures peu coûteuses
 
Objet / réalisation :
Réalisation d’un zôme en maquette
 

Le zôme

Les zômes appartiennent à une famille de formes géométriques, composées de losanges agencés en double spirale, dont la trame est en résonance avec le monde vivant.
 
 
Nous les rencontrons dans différents règnes : du minéral (pyrite, grenat), à l’animal (alvéoles d’abeille), en passant par les plantes (ananas, pomme de pin, tournesol...).

 
 
Contribution au socle :
 

Numéro(s) du ou des pilier(s) visé(s)

Maîtrise des techniques usuelles de l’information et de la communication
C.3.6 : Je sais utiliser un outil de simulation (ou de modélisation) en étant conscient de ses limites.
Compétences sociales et civiques :

- Participer en équipe à la réalisation d’une recherche et d’une production.

 
Séances :
 

Etape N°1

Objectifs : calcul de la structure

Cette étape consiste :

 à utiliser un programme de calcul de structure (dimszome) d’après un cahier des charges défini :
aa 
- Ø de la structure à l’échelle 1
- Hauteur de la structure
- Nombre de côtés
- Surface habitable

 à réaliser une maquette en dépron ou en carton à l’échelle 1/20

Dimszome :
Pour plus d’informations sur le logiciel de clacul de structure Dimszome vous pouvez consulter le site http://www.zomes-concept.com
Vous trouverez le logiciel sur le CD rom " Zomes, architectures vivantes et formes biodynamiques "

Pour approfondir :
Autres logiciels de calcul et de visualisation de zomes.
(soucre : http://ardheia.free.fr/)
Il vous permettront d’agir directement sur les paramètres qui caractérisent ses formes et ses dimensions pour trouver CELUI qui vous fait rêver...
- Le premier "Calcul Zome" est un programme de visualisation afin de voir tourner en 3D son zome rêvé
- Le deuxième "Recap Calcul Zome" est un tableur (format Open Office) qui donne les dimensions, angles de coupe pour diverses méthodes constructives.

 

Etape N°2

Objectifs : modélisation 3D

 

Cette étape consiste :
 
 à modéliser la structure du zôme à l’aide d’un modeleur numérique (google sketchup par exemple)

 à proposer des aménagements intérieur :
aa 
- construction d’un étage
- Mise en place d’un escalier
- Construction de cloisons

 

Fichier Sketchup

 

Etape N°3

Objectifs : Construction de la maquette à l’échelle 1/15

Cette étape consiste :

 à concevoir chaque coté à l’aide du modeleur 3D (nous avons utilisé Solidworks).
 
 d’usiner chacun des éléments (PVC transparent, contre-plaqué 5mm) (nous avons utilisé une microfraiseuse)
 
 Assembler la structure par collage
 
 aménager l’intérieur (structure porteuse, plancher)
 
 

Fiches connaissances (basées sur les modèles de l’académie de Bordeaux) :
 

 
 

Capacités visées 

1.11 réaliser la maquette numérique d’un volume élémentaire.
1.12 modifier une représentation numérique d’un volume simple avec un logiciel de CAO
6.5 participer à la réalisation d’une maquette d’un OT
 
Année :
2008-2009

Auteurs :
Jean-François FOURNIER
Jérôme VOISARD
CRTech Nemours

 
 
Dernière mise à jour :
lundi 22 septembre 2014