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Comportement des matériaux

Enseignement d’exploration CIT (Création et innovation technologiques) puce Seconde

Introduction

Cette séquence est une étude de cas starter de début d’année. Elle s’associe à d’autres études starters pour permettre une présentation générale dans la classe :

  • présentation générale et rapide des matériaux, depuis l’extraction des matières premières jusqu’au recyclage ;
  • étude du comportement des matériaux au contact de l’air ou de l’eau ;
  • étude des techniques possibles de restauration et de protection des objets immergés.

Cette étude de cas prendra la forme d’un diaporama sur lequel on trouvera l’ensemble des questions techniques abordées. Une présentation sous forme d’exposé sera proposée en fin de séquence.

Objectifs

  • Présenter les caractéristiques des différents matériaux (masse volumique, résistance, corrosion, recyclage…).
  • Valoriser un objet immergé pour le rendre accessible au public :
    • pour des objets que l’on peut remonter à la surface :
      • analyser les méthodes possibles pour récupérer les pièces,
      • analyser les caractéristiques des pièces en acier immergées (concrétion du métal),
      • analyser les méthodes possibles pour restaurer et protéger les pièces ;
    • pour des objets que l’on ne peut pas déplacer :
      • analyser les méthodes possibles pour valoriser les données.

Prérequis

  • Utiliser des outils de recherche de type Internet.
  • Utiliser des outils de création de diaporama type Office pour répondre au questionnaire.
  • Connaître les grandes familles de matériaux.

Organisation

Cette séquence s’organise sur deux séances.

On débute la première séance en visionnant quelques extraits vidéo du film D-Day, ils ont inventé le débarquement dans lesquels on aperçoit des objets immergés. Ensuite, les élèves prennent le dossier d’étude de cas starter ; ils doivent répondre aux différentes questions en utilisant un dossier ressource et en s’aidant d’Internet.

La deuxième séance sera orientée sur une résolution de problème du type du jeu « Inno Triz ».

Durée

Séance 1 : Caractéristiques des matériaux : 1 h 30

Séance 2 : Résolution de problème : 1 h 30

Séance 1 : Caractéristiques des matériaux

Durée

1 h 30

Objectifs

  • Présenter les caractéristiques des différents matériaux (masse volumique, résistance, corrosion, recyclage…).
  • Comment choisir un matériau pour un projet ?
  • Amener les élèves au constat suivant : problématique sur le matériau métallique.

Problématique

Il existe de nombreux matériaux. Choisir un matériau pour un projet donné implique de tenir compte des propriétés des matériaux, du bon fonctionnement du système, de l’aptitude à être transformé et de la valorisation en fin de vie.

Comment pourrait-on classer les matériaux pour mieux les choisir ensuite ?

Type d'activités

Travail de réflexion autour d’un questionnaire.

Modalités d'organisation

Étude de cas starter. Travail par équipe de deux à trois élèves.

Matériels

  • un PC connecté à Internet ;
  • logiciels de présentation. 

Ressources

Trailer of the film: “D-Day's sunken secrets” Trailer of the film: “D-Day's sunken secrets” Underwater archaeology and landing craft wrecks Underwater archaeology and landing craft wrecks Discovery of a tank wreckage by a ROV Discovery of a tank wreckage by a ROV Operation D-Day mapping expedition The landing wrecks Mni-sub Aquarius exploring a wreck Mni-sub Aquarius exploring a wreck Shipwreck Shipwreck A diver discovers a tank wreck A diver discovers a tank wreck A tank wreck A tank wreck ROV on a barge ROV on a barge

Séance 2 : Résolution de problème

Durée

1 h 30

Objectifs

Valoriser un objet immergé pour le rendre accessible au public :

  • pour des objets que l’on peut remonter à la surface :
    •  analyser les méthodes possibles pour récupérer les pièces,
    • analyser les caractéristiques des pièces en acier immergées (concrétion du métal),
    • analyser les méthodes possibles pour restaurer et protéger les pièces ;
  • pour des objets que l’on ne peut pas déplacer :
    • analyser les raisons (coût, cas de conscience, corrosion trop avancée…),
    • quelles sont les conséquences (à terme) pour les objets ?,
    • analyser les méthodes possibles pour valoriser les données.

Problématique

Comment se comporte une pièce en acier immergée en mer ?

Comment récupérer un objet en mer pour le restaurer ?

Comment restaurer l’objet afin de pouvoir le conserver et l’exposer au public ?

Comment valoriser un objet totalement immergé et non transportable pour le rendre accessible au public ?

Type d'activités

On crée une fiche « problème libre » liée à chaque problématique (carte inspirée par le jeu « Inno Triz »).

Chaque groupe d’élèves reçoit une fiche « problème » à laquelle il faut répondre en s’aidant des ressources internet (cinq fiches utilisées pour un groupe de quinze élèves).

Chaque groupe doit répondre à une problématique en réalisant un diaporama. Une restitution sera présentée devant la classe entière.

Un bilan sera fait sur ces problématiques en utilisant, entres, autre les supports et résultats de l’expédition.

Modalités d'organisation

Étude de cas starter. Travail par équipe de deux à trois élèves.

Matériels

  • un PC connecté à Internet ;
  • logiciels de présentation.

 

 

 

Ressources

Discovery of a tank wreckage by a ROV Discovery of a tank wreckage by a ROV Discovery of a LCT wreckage by a diver Discovery of a LCT wreckage by a diver Discovery of the wreck of LST 523 by a mini-submarine Discovery of the wreck of LST 523 by a mini-submarine Mni-sub Aquarius exploring a wreck Mni-sub Aquarius exploring a wreck Shipwreck Shipwreck A diver discovers a tank wreck A diver discovers a tank wreck A tank wreck A tank wreck ROV on a barge ROV on a barge