Le bois est léger et assez flexible. Pour les fortes charges on utilise des fortes sections ou des profils en I qui donnent de poutres beaucoup plus légères.

Poutres en bois avec profil en I (source : silverwood.fr)

On peut aussi coller des éléments plus fins (lamelles) pour obtenir une poutre. Cette technique s’appelle le lamellé-collé. Elle permet d’obtenir des poutres de grandes dimensions (longueur et section) avec des pièces de bois de plus faibles dimensions. La technique du lamellé-collé conserve ou améliore la résistance du bois. Là encore, pour augmenter la résistance de la poutre, on choisit un profil allongé dans le sens de sa hauteur avec une forte section. La technique du lamellé-collé permet aussi d’obtenir des poutres courbes : cette forme renforce encore la solidité, comme une arche, et apporte des possibilités nouvelles en termes d’architecture.

Structure porteuse en lamellé collé du magasin Jardiland de Châtellerault (Source : collège Jean Macé)

Poutres cintrées (courbes) en lamellé-collé (source : gramme.be)

Les structures porteuses en lamelé-collé apportent de nouvelles possibilités architecturales (source : jivaro-models.org)

Vidéo sur la fabrication du lamellé-collé (3min42)

L’OSB est une plaque de bois obtenue par collage de copeaux de bois orientés dans une direction. Utilisées pour des planchers (porteurs), des murs en ossatures bois, …

Plaque d’OSB (source : bois-espace.fr)

Vidéo sur la fabrication de l’OSB (7min39)

Le bois est intéressant dans une démarche de développement durable quand il provient de forêts gérées de manière durable (des forêts qui se renouvellent). Il permet de maintenir les ressources pour les générations futures.

Forêt gérée en prenant en compte le développement durable (source : fibois-alsace.com)

Il est recyclable : on peut le broyer et le mélanger à de la résine pour fabriquer des planches en bois aggloméré par exemple.

Le bois résiste assez longtemps lors d’un incendie s’il est utilisé avec des fortes épaisseurs.

Deux poutres en bois massif coupées pour visualiser les conséquences d’un incendie : l’intérieur est intact ! (source : cedotec.ch)

Problématique

Quelles sont les solutions pour améliorer les performances des poutres dans une structure porteuse ?

Comment la forme d’une poutre influence sa résistance à une charge ?

Objectif de l’expérimentation

Fabriquer une poutre performante :

 . Faible déformation lorsqu’on la soumet à une charge (appliquée au milieu de sa longueur).

 . Faible masse de la poutre (moins de 40 g pour une poutre de 50 cm de long).

1) Fabrication de poutres de formes de poutres différentes

On a fabriqué une poutre en PVC avec trois baguettes, qu’on a collé ensemble.

Poutre en PVC en forme pleine

Poutre en PVC en forme pleine

2) Méthode utilisée pour comparer la résistance des poutres à une charge

On a écarté les deux tables, on a mis un poteau de chaque côté de la table. Ensuite, enfiler un poids de 500g au milieu de la poutre posée sur les deux cotés des poteaux, pour avoir la déformation maximale. On a mis la même poutre sans le poids à côté et on a pu mesurer la flèche.

Légende à compléter

3) Tableau comparatif de quelques poutres

Légende à compléter

Conclusion

La poutre en bois est plus légère, plus résistante et il n’y a presque pas de déformation maximale (quand le profil est en I vertical) par rapport au PVC donc on peut l’utiliser sur une construction.

Problématique

Quels sont les solutions pour améliorer les performances des poutres dans une structure porteuse ?
Comment la forme d’une poutre influence sa résistance à une charge ?

Objectif de l’expérimentation

Fabriquer une poutre performante :
. Faible déformation lorsqu’on la soumet à une charge (appliquée au milieu de sa longueur).
. Faible masse de la poutre (moins de 40 g pour une poutre de 50 cm de long).

1) Fabrication de poutres de formes de poutres différentes

Nous avons utilisé :
– 2 baguettes souples
– 3 baguettes rigides
– de la colle

La fabrication :

On a mis une baguette  rigide à plat sur la table avec de la colle, on a collé les deux baguettes souples sur la baguette on a rajouté la deuxième baguette rigide sur les deux souples.

Nous avons construit deux poutres en tout de la même manière.

Test de poutre équipe 3 en 5éme2

TEST DE RÉSISTANCE DE POUTRE

Problématique

Quels sont les solutions pour améliorer les performances des poutres dans une structure porteuse ? Les solutions sont de changer les matériaux (ex:bois), la forme des poutres (ex:I) et l’orientation(ex:verticale).

Comment la forme d’une poutre influence sa résistance à une charge ? Lorsque la poutre est verticale elle est plus solide car la répartition du poids est différente.

Résumé de notre travail

Nous avons fabriquer une poutre en forme de I de 36g et une autre en forme de U de 39g .Elles sont fabriquer en PVC.

 Pour comparer la résistance d’une poutre à la charge,nous avons posé la poutre entre deux tables et nous avons fait suspendre un poids de 500g avec une ficelle puis on a regardé la déformation de la poutre.

Conclusion

La poutres en PVC est moins résistante que celle en bois. La forme des poutres ( I ou U ) influences sa résistance à la charge (poutres en I plus résistante)  .La flèche (déformation maximale) est plus faible lorsque le profil de la poutre est vertical car le poids est orienté verticalement.

Poutre étant horizontale avec poids

Poutre étant verticale avec poids

 

Le tableau avec les mesures…

Marjorie BONNEAU
Lakmé BOILEAU
Annabelle SERREAU
Julie ORIA
Louise GUILLARD

Problématique

Quels sont les solutions pour améliorer les performances des poutres dans une structures porteuse ?
Comment la forme d’une poutre influence sa résistance à une charge ?

Objectif de l’expérimentation

Fabriquer une poutre performante :
. Faible déformation lorsqu’on la soumet à une charge (appliquée au milieu de sa longueur).
. Faible masse de la poutre (moins de 40 g pour une poutre de 50 cm de long).

1) Fabrication de poutres de formes différentes

Les poutres différente sont profiles en I ,forme rectangle plein.

2) Méthode utilisée pour comparer la résistance des poutres à une charge

Mettre une poutre en bois pas exemple avec un poids de 500 grammes et a cote le même poutre en bois mais sens le poids de 500 grammes, donc on peut mesurer la déformation.

3) Tableau comparatif de quelques poutres

4) Conclusion

La forme I supporte moins la charge, mais la forme H supporte plus la charge car la barres du centre ne supporte pas la charge que les barres des cotes.

Les poutres se déforment lorsqu’elles subissent une quantité de masse(s) importantes . Alors nous avons fait des tests semblables à la réalité mais en miniature . Qui ont été faites avec différents matériaux (PVC:expansé,rigide +Bois) pour les poutres . Avec une masse de 500g . Plusieurs formes de poutres (Ex : forment I) + des mesures de poutres plus masse .

Déformation au I horizontale ( En PVC )

Aucune déformation au I allongée ( En bois )

Jimmy Kohl
Vincent Phetphoumy
Baptiste Amirault
Charles Henrique

1) Méthode Nous avons commencés par mettre des poutres sur des supports de chaque côté de la poutre. Nous avons mesurés (sans les masses)  la poutre 17,9 cm et (avec les masses) la poutre c’est déformé de 4 mm. Dans la 2 ème poutre nous avons mesurer sans les masses elle était de 17,8 cm du sol. Ensuite avec les masses la poutre c’est déformer de 2 mm.

Masses des poutres

Tableau des mesures de déformation des poutres.

1) Fabrication de poutres de formes de poutres différentes

Nous devions fabriquer deux poutres en pvc expansé, de forme différentes.

2) Méthode utilisée pour comparer la résistance des poutres à une charge

Mesurer la déformation maximale (flèche) de chaque poutre que l’on charge avec une masse de 500 g appliquée au milieu de la poutre.

Tableau comparatif des poutres :

4) CONCLUSION

Nous avons fabriqué une maquette en papier d’un bâtiment d’un étage pour essayer des techniques pour ne pas qu’un bâtiment s’effondre et qu’il puisse porter le plus de poids en étant lui même le plus léger possible.
Pour commencer nous avons fabriqué la maquette en papier que nous avons pesée (10 grammes) et mis des poids pour voir combien elle supportait sans plier (100 grammes).
Ensuite nous l’avons consolidée avec du P.V.C. en faisant un plancher et des piliers (joncs), puis nous l’avons pesée de nouveau (156 grammes).
Ensuite nous avons rajouté des poids pour voir combien la maquette pouvait supporter sans plier (1kg).
En conclusion, cette expérience montre que plus un bâtiment est bien structuré plus il peut supporter de poids.
Equipe n°1.

1) Fabrication de notre maquette en papier

Croquis de notre maquette en papier (source: Jean Macé)

Pour fabriquer notre maquette nous avons pris une feuille A3 ou l’on a tracé les dimensions des côtés.Puis, nous avons tracé des pointillés pour marqué l’endroit ou l’on devait plier.

2) Test de la résistance à une charge

Au début notre maquette ne pouvait supporté que 100 grammes (elle s’écroulait).

Après avoir construit notre boîte en papier nous l’avons peser (10g), consolider avec du PVC, puis repeser (156g). Nous avons mis des masses (1kg), alors q’avant le renforcement on pouvait mettre que un masse de 100g.

Ludovic P. & Hadrien R.

Test sur des maquettes, pour tester la résistance d’un bâtiment a une charge (source : Jean Macé )

3) Modification de notre maquette pour améliorer sa résistance à une charge

On a ajoutées a notre maquette un plancher découper dans une plaque de PVC et des piliers (joncs) .Nous avons utilisées du ruban adsésifs pour fixer la plaque et les piliers.

4) Test de la résistance à une charge de la maquette modifiée

Maintenant que l’on a amélioré notre maquette,elle peut supporter 900g sur le plancher.

5) Conclusion

Si on améliore une maquette elle peut supporter plus de poids.

Au début, notre boite, faite de papier, ne pouvait porter que 120 grammes. Après avoir rajouté une plaque de PVC et quatre joncs, notre maquette, qui pèse 128 grammes, peut porter jusqu’à 1 kilo 570 grammes.

Notre maquette une fois renforcée et les poids qu’elle peut porter

Nous avons mis une plaque jaune en PVC pour maintenir la structure du plancher. A chaque coin on a mis des poteaux blancs en PVC.

Notre maquette avec la plaque en PVC jaune (collège Jean Macé 5°1 équipe 1)