LEGIARTI000023634270 LEGI article/LEGI/ARTI/00/00/23/63/42/LEGIARTI000023634270.xml Article ABROGE 2011-02-26 2019-01-21 AUTONOME Arrêté du 8 février 2011 fixant le programme pour le cycle terminal de la série « sciences et technologies de l'industrie et du développement durable (STI2D) » des enseignements technologiques transversaux et des enseignements spécifiques des spécialités architecture et construction, énergie et environnement, innovation technologique et éco-conception, systèmes d'information et numérique Arrêté du 8 février 2011 fixant le programme pour le cycle terminal de la série « sciences et technologies de l'industrie et du développement durable (STI2D) » des enseignements technologiques transversaux et des enseignements spécifiques des spécialités architecture et construction, énergie et environnement, innovation technologique et éco-conception, systèmes d'information et numérique Annexe ENSEIGNEMENTS TECHNOLOGIQUES TRANSVERSAUXET ENSEIGNEMENTS SPÉCIFIQUES CYCLE TERMINAL DE LA SÉRIE SCIENCES ET TECHNOLOGIESDE L'INDUSTRIE ET DU DÉVELOPPEMENT DURABLE SOMMAIRE IntroductionLes enseignements technologiques communsA. ― Objectifs et compétencesB. ― Connaissances associées1. Principes de conception des systèmes et développement durable1.1. Compétitivité et créativité1.2. Ecoconception2. Outils et méthodes d'analyse et de description des systèmes2.1. Approche fonctionnelle des systèmes2.2. Outils de représentation2.3. Approche comportementale3. Solutions technologiques3.1. Structures matérielles et/ou logicielles3.2. Constituants d'un systèmeC. ― Tableau de mise en relation des compétences et des connaissancesLes spécialités :Programme des enseignements spécifiques de la spécialité ACA. ― Objectifs et compétencesB. ― Connaissances associées1. Projet technologique2. Conception d'un ouvrage3. Vie de la constructionProgramme des enseignements spécifiques de la spécialité EEA. ― Objectifs et compétencesB. ― Connaissances associées1. Projet technologique2. Conception d'un système3. Transport et distribution d'énergie, études de cas4. Réalisation et qualification d'un prototypeProgramme des enseignements spécifiques de la spécialité ITECA. ― Objectifs et compétencesB. ― Connaissances associées1. Projet technologique2. Conception mécanique des systèmes3. Prototypage de piècesProgramme des enseignements spécifiques de la spécialité SINA. ― Objectifs et compétencesB. ― Connaissances associées1. Projet technologique2. Maquettage des solutions constructives3. Réalisation et qualification d'un prototype INTRODUCTIONPréambule L'émergence d'attentes complexes de la société concernant le développement durable, le respect de l'environnement et la responsabilité sociétale des entreprises dans le déploiement de nouvelles techniques doit se traduire dans la nature des compétences à faire acquérir aux élèves. Les réponses au "comment" qu'apportaient jusqu'ici les enseignements de technologie doivent être complétées aujourd'hui par des réponses au "pourquoi", associées à des démarches d'analyses multicritères et d'innovation technique.Qu'il s'agisse de produits manufacturés ou d'ouvrages, toute réalisation technique se doit d'intégrer les contraintes techniques, économiques et environnementales.Cela implique la prise en compte du triptyque "matière (1) ― énergie ― information" dans une démarche d'écoconception (2) incluant une réflexion sur les grandes questions de société :― l'utilisation de la matière pour créer ou modifier les structures physiques d'un produit ;― l'utilisation de l'énergie disponible au sein des systèmes/produits et, plus globalement, dans notre espace de vie ;― la maîtrise du flux d'informations en vue de son traitement et de son exploitation.Les compétences et les connaissances associées, relatives aux domaines de la matière, de l'énergie et de l'information, constituent donc la base de toute formation technologique dans le secteur industriel. Le baccalauréat sciences et technologies de l'industrie et du développement durable (STI2D) permet :― d'acquérir un socle de compétences nécessaires pour comprendre et expliquer la structure et/ou le fonctionnement des systèmes. L'ensemble de ces compétences nécessaires seront décrites et regroupées dans les enseignements technologiques communs ;― d'aborder la conception des systèmes en étudiant particulièrement les solutions dans l'un des domaines d'approfondissement dans le cadre d'une spécialisation sans négliger les influences réciproques des solutions retenues dans les autres domaines.Le baccalauréat sciences et technologies de l'industrie et du développement durable est composé pour les enseignements technologiques des enseignements communs et ceux des quatre spécialités visant l'acquisition de compétences de conception, d'expérimentation et de dimensionnement dans leur champ technique propre selon des degrés de complexité adaptés au niveau baccalauréat. A la différence du baccalauréat professionnel, la voie technologique ne vise aucune finalité professionnelle. Il n'y est donc pas fait référence à des apprentissages de savoirs et savoir-faire garantissant une aptitude à la réalisation de produits, d'ouvrages ou de services.Sur les plans scientifiques et technologiques, le titulaire du baccalauréat STI2D sera détenteur de compétences étendues car liées à un corpus de connaissances des trois domaines "matière ― énergie ― information", suffisantes pour lui permettre d'accéder à la diversité des formations scientifiques de l'enseignement supérieur : université, écoles d'ingénieur, CPGE technologiques et toutes les spécialités de STS et d'IUT. Ces compétences constituent un socle permettant l'acquisition de connaissances nouvelles tout au long de la vie.Ceci constitue une visée ambitieuse de poursuites d'études mais si les objectifs assignés sont identiques à ceux de la série scientifique, les parcours, adaptés aux profils des jeunes, permettront de mobiliser des aptitudes différentes permettant de révéler les potentiels de chacun. (1) La matière représente l'ensemble matériau et structure. (2) L'écoconception est la prise en compte et la réduction, dès la conception ou lors d'une reconception de produits, de l'impact sur l'environnement. C'est une démarche préventive qui se caractérise par une approche globale sur tout le cycle de vie du produit (depuis l'extraction de matières premières jusqu'à son élimination en fin de vie), de tous les critères environnementaux (consommations de matières premières, d'eau et d'énergie, rejets dans l'eau et dans l'air, production de déchets, etc.). Modalités d'enseignement Des particularités pédagogiques uniques qui perdurent : un équilibre entre abstraction et concrétisation, analyse et action, théorie et confrontation avec le réel... indispensable à toute une catégorie d'élèves qui repoussent le choix d'une formation professionnelle mais sont imperméables à des approches trop déductives et abstraites. Les modalités d'enseignement privilégient les activités pratiques d'analyse de systèmes techniques réels et actuels ainsi que le projet. Ce dernier, qui permet de finaliser les activités et de favoriser la collaboration des élèves, n'est pas seulement support à des situations d'application mais constitue également un temps d'apprentissage. Il s'agit en effet de faire vivre aux élèves, lors des deux années, tout ou partie d'une démarche de réalisation d'un prototype dans le cadre d'une pédagogie de projet. En classe de terminale, un projet technologique (PT) de conception - réalisation, d'amélioration ou d'optimisation d'un système permet un travail collectif de synthèse et d'approfondissement. Les démarches d'ingénierie collaborative et d'écoconception seront utilement mises en œuvre dans la perspective de permettre à chaque élève et au groupe de faire preuve d'initiative et d'autonomie. C'est donc un moment essentiel pour l'acquisition de compétences clés au lycée. La mise en œuvre du programme implique d'associer étroitement l'observation du fonctionnement et des solutions constructives d'un système, l'expérimentation et la simulation de tout ou partie du système ainsi que le raisonnement théorique pour la compréhension et l'exploitation des résultats. L'enseignement s'appuie sur des études de systèmes qui nécessitent la mise en œuvre d'outils d'analyse, de représentation, de recherche et de validation de modèles ainsi qu'une culture des solutions constructives mises en œuvre. L'élève peut ainsi apprendre par la technologie et comprendre les modèles par l'analyse des comportements techniques et non l'inverse, ce qui reste le fondement de la pédagogie en STI. Les enseignements technologiques ne peuvent s'effectuer sans un usage intensif des TIC dont l'intégration dans les systèmes est une réalité et participent à l'innovation. De même, leur utilisation comme outil didactique doit être accrue avec notamment l'emploi des aides multimédia interactives. Les objectifs de la communication permettent aux élèves de présenter les différentes problématiques techniques auxquelles ils sont confrontés et d'expliciter de façon raisonnée les choix effectués, y compris en langue vivante 1. Les enseignants des disciplines scientifiques et ceux des enseignements communs ont un accès régulier aux différents laboratoires afin de favoriser le développement de liens forts entre tous les enseignements scientifiques et technologiques. Cet aspect permet à toutes les disciplines de prendre appui sur les situations concrètes (expérimentions, projets, études de systèmes techniques) rencontrées dans les différents laboratoires et favorise la conception de progressions pédagogiques partagées. Les enseignements technologiques transversaux Trois objectifs sont assignés à ces enseignements. Le premier consiste à acquérir des concepts de base de la technologie industrielle et à les appliquer dans une logique de limitation de l'impact environnemental. Pour cela, l'enseignement est organisé en collaboration directe et étroite avec ceux de sciences physiques et chimiques, fondamentales et appliquées et de mathématiques, de façon à coordonner les apprentissages et à garantir le niveau scientifique nécessaire aux poursuites d'études. La dimension développement durable justifie d'autres relations à construire avec, par exemple, les enseignements d'histoire et géographie autour des enjeux mondiaux et géopolitiques. Le deuxième, adossée à une pédagogie de l'action, à dominante inductive, consiste en une approche pluritechnique mettant en évidence la richesse et la diversité des solutions techniques actuelles intégratrices de la mobilisation des trois champs : gestion de l'énergie, traitement de l'information, utilisation et transformation de la matière. Ces trois champs doivent être abordés de manière globale, équilibrée, non exclusive ni indépendamment les uns des autres. La mise en œuvre des modèles et des méthodes d'analyse dans un contexte de résolution de problèmes techniques authentiques est ainsi recherchée. Le troisième est relatif à la communication, y compris en langue vivante 1. Les enseignements spécifiques de spécialité Dans la spécialité choisie, le titulaire du baccalauréat STI2D doit être capable, pour tout ou partie d'un système ou d'une solution technique de : - concevoir ; - dimensionner ; - réaliser un prototype, une maquette, une étude relativement à une solution technique envisagée ; - communiquer y compris en langue vivante 1. Ces compétences sont déclinées dans chaque programme des spécialités ci-dessous. Architecture et construction : la spécialité explore l'étude et la recherche de solutions architecturales et techniques relatives aux bâtiments et ouvrages. Elle apporte les compétences nécessaires à l'analyse, la conception et l'intégration dans son environnement d'une construction dans une démarche de développement durable. Energies et environnement : la spécialité explore la production, le transport, la distribution et l'utilisation de l'énergie ainsi que sa gestion. Elle apporte les compétences nécessaires pour appréhender l'efficacité énergétique des systèmes ainsi que leur impact sur l'environnement et l'optimisation du cycle de vie. Innovation technologique et écoconception : la spécialité explore l'étude et la recherche de solutions techniques innovantes relatives aux produits manufacturés en intégrant la dimension design et ergonomie. Elle apporte les compétences nécessaires à l'analyse, l'écoconception et l'intégration dans son environnement d'un système dans une démarche de développement durable. Systèmes d'information et numérique : la spécialité explore l'acquisition, le traitement, le transport, la gestion et la restitution de d'information (voix, données, images). Elle apporte les compétences nécessaires pour appréhender l'interface utilisateur, la commande rapprochée des systèmes, les télécommunications, les réseaux informatiques, les modules d'acquisition et de diffusion de l'information et plus généralement sur le développement de systèmes virtuels ainsi que sur leur impact environnemental et l'optimisation de leur cycle de vie. La formation prend appui sur des systèmes répondant à un besoin de l'homme. Si le programme de chaque spécialité permet un approfondissement, il doit aussi appréhender de manière globale l'approche "matière - énergie - information" qui caractérise les interactions au sein d'un système réel. Le projet, caractéristique pédagogique de la série et lié à la dominante, suit également cette logique et ne peut s'affranchir d'un développement pluritechnique. Description de la taxonomie utilisée INDICATEUR DU NIVEAU D'ACQUISITION ET DE MAÎTRISE DES CONTENUS NIVEAUX 1 2 3 4 Le contenu est relatif à l'appréhension d'une vue d'ensemble d'un sujet : les réalités sont montrées sous certains aspects de manière partielle ou globale Niveau d'information X Le contenu est relatif à l'acquisition de moyens d'expression et de communication : définir, utiliser les termes composant la discipline. Il s'agit de maîtriser un savoir "appris". Ce niveau englobe le précédent Niveau d'expression X Le contenu est relatif à la maîtrise d'outils d'étude ou d'action : utiliser, manipuler des règles ou des ensembles de règles (algorithme), des principes, des démarches formalisées en vue d'un résultat à atteindre. Ce niveau englobe les deux niveaux précédents Niveau de la maîtrise d'outils X Le contenu est relatif à la maîtrise d'une méthodologie de formulation et de résolution de problèmes : assembler, organiser les éléments d'un sujet, identifier les relations, raisonner à partir de ces relations, décider en vue d'un but à atteindre. Il s'agit de maîtriser une démarche : induire, déduire, expérimenter, se documenter. Ce niveau englobe les trois niveaux précédents Niveau de la maîtrise méthodologique X Nota. - Les évaluations permettant la certification ne peuvent porter que sur des compétences utilisant des savoirs, savoir-faire et démarches de niveau 2, 3 et 4. Les tableaux définissant les programmes du baccalauréat STI2D ne sont en aucun cas une présentation chronologique des connaissances et compétences à faire acquérir aux élèves. LES ENSEIGNEMENTS TECHNOLOGIQUES COMMUNS A. - OBJECTIFS ET COMPÉTENCES DES ENSEIGNEMENTS TECHNOLOGIQUES COMMUNS DU BACCALAURÉAT STI2D Objectifs de formation Compétences attendues Société et développement durable O1 - Caractériser des systèmes privilégiant un usage raisonné du point de vue développement durable CO1.1. Justifier les choix des matériaux, des structures d'un système et les énergies mises en œuvre dans une approche de développement durable CO1.2. Justifier le choix d'une solution selon des contraintes d'ergonomie et d'effets sur la santé de l'homme et du vivant O2 - Identifier les éléments permettant la limitation de l'Impact environnemental d'un système et de ses constituants CO2.1. Identifier les flux et la forme de l'énergie, caractériser ses transformations et/ou modulations et estimer l'efficacité énergétique globale d'un système CO2.2. Justifier les solutions constructives d'un système au regard des impacts environnementaux et économiques engendrés tout au long de son cycle de vie Technologie O3 - Identifier les éléments influents du développement d'un système CO3.1. Décoder le cahier des charges fonctionnel d'un système CO3.2. Évaluer la compétitivité d'un système d'un point de vue technique et économique O4 - Décoder l'organisation fonctionnelle, structurelle et logicielle d'un système CO4.1. Identifier et caractériser les fonctions et les constituants d'un système ainsi que ses entrées/sorties CO4.2. Identifier et caractériser l'agencement matériel et/ou logiciel d'un système CO4.3. Identifier et caractériser le fonctionnement temporel d'un système CO4.4. Identifier et caractériser des solutions techniques relatives aux matériaux, à la structure, à l'énergie et aux informations (acquisition, traitement, transmission) d'un système O5 - Utiliser un modèle de comportement pour prédire un fonctionnement ou valider une performance CO5.1. Expliquer des éléments d'une modélisation proposée relative au comportement de tout ou partie d'un système CO5.2. Identifier des variables internes et externes utiles à une modélisation, simuler et valider le comportement du modèle CO5.3. Évaluer un écart entre le comportement du réel et le comportement du modèle en fonction des paramètres proposés Communication O6 - Communiquer une idée, un principe ou une solution technique, un projet, y compris en langue étrangère CO6.1. Décrire une idée, un principe, une solution, un projet en utilisant des outils de représentation adaptés CO6.2. Décrire le fonctionnement et/ou l'exploitation d'un système en utilisant l'outil de description le plus pertinent CO6.3. Présenter et argumenter des démarches, des résultats, y compris dans une langue étrangère B. - PROGRAMME DES ENSEIGNEMENTS TECHNOLOGIQUES COMMUNS DU BACCALAURÉAT STI2D Le programme des enseignements technologiques communs détaillé ci-après est constitué de trois parties décrivant les connaissances visées. La structure et l'ordre proposés des connaissances n'induit pas l'organisation concrète des apprentissages. En particulier, les contenus du chapitre 3 traitant des solutions technologiques auront tout avantage à être répartis et intégrés aux phases d'apprentissages associées aux deux chapitres précédents. Une étoile dans la colonne "Ph." met en évidence les liens et relations avec le programme de physique nécessitant une étroite coordination entre les progressions pédagogiques des deux enseignements. Un "M" dans la colonne "Ph." indique le lien en relation avec le programme de mathématiques. 1. Principes de conception des systèmes de développement durable Objectif général de formation : identifier les tendances d'évolution des systèmes, les concevoir en facilitant leur usage raisonné et en limitant leurs impacts environnementaux. 1.1 Compétitivité et créativité Ph. 1re/T Tax Commentaires 1.1.1 Paramètres de la compétitivité L'enseignement est mené à partir d'une ou deux études de dossiers technologiques concrètes, mettant en valeur la compétitivité d'un système dans un contexte de développement durable et permettant de mettre en exergue les paramètres indiqués. Les études de cas doivent traiter de l'ensemble des domaines techniques, produits manufacturés et constructions. Pour les bâtiments, par exemple, l'exploitation des normes en vigueur permet de comprendre l'évolution vers le bâtiment à énergie positive et d'identifier les qualités d'intégration des équipements techniques en son sein. La protection des innovations peut s'aborder au travers de la propriété industrielle sous les angles suivants : - les bases de données de brevets constituent une source d'information conséquente (et gratuite) pour repérer les solutions techniques existantes afin de ne pas recréer ce qui existe déjà et retracer les évolutions techniques d'un produit ; - pour protéger efficacement de la concurrence une création, par la propriété industrielle, trois aspects sont complémentaires : le brevet d'invention pour protéger les aspects techniques, le dessin et modèle pour protéger le design et la marque pour protéger le nom du produit innovant ; - Faire en sorte qu'un nouveau produit devienne une norme internationale contribue à la compétitivité de l'entreprise. Par ailleurs les normes constituent une base de connaissance importante y compris du point de vue méthodologique. Importance du service rendu (besoin réel et besoin induit) Innovation (de produit, de procédé, de marketing) Recherche de solutions techniques (brevets) et créativité, stratégie de propriété industrielle (protection du nom, du design et de l'aspect technique), enjeux de la normalisation Design produit et architecture Ergonomie : notion de confort, d'efficacité, de sécurité dans les relations homme - produit, homme - système 1re 2 1.1.2 Cycle de vie d'un produit et choix techniques, économiques et environnementaux À partir d'études de dossiers technologiques, on identifie les étapes du cycle de vie d'un système ainsi que les conséquences de la prise en compte partielle ou globale des différentes étapes. Il s'agit de donner un aperçu des différents points de vue de l'analyse globale, de montrer leurs interactions et de conclure sur le modèle utilisé (en cascade ou en V). Les étapes du cycle de vie d'un système Prise en compte globale du cycle de vie 1re 2 1.1.3 Compromis complexité - efficacité - coût L'approche des compromis se fait par comparaison (analyses relatives) de solutions en disposant de bases de données de coût (exemple : pour plusieurs solutions, comparaison du gain sur la consommation énergétique et de la réduction de l'impact environnemental avec le coût d'installation et d'exploitation). Cette notion de compromis technico-économique est le cœur des compétences d'un technicien, il convient d'y apporter une attention permanente tout au long de la formation tant dans le tronc commun que dans les spécialités. Relation Fonction/Coût/Besoin Relation Fonction/Coût/Réalisation Relation Fonction/Impact environnemental 1re/T 2 . 1.2 éco conception Ph. 1re/T Tax Commentaires 1.2.1 Étapes de la démarche de conception L'enseignement s'appuie sur des études de dossiers technologiques permettant d'identifier les éléments principaux d'une démarche de conception de tous types de systèmes. Celle relative à un ouvrage permet de traiter plus particulièrement les fonctions d'estime ainsi que les contraintes environnementales, de confort et de respect des sites. Expression du besoin, spécifications fonctionnelles d'un système (cahier des charges fonctionnel) 1re 2 1.2.2 Mise à disposition des ressources Enseignements complémentaires entre physique chimie et STI. Les études de dossiers technologiques doivent permettre l'identification des paramètres influant sur le coût de l'énergie et sur sa disponibilité : localisation et ressources estimées, complexification de l'extraction et des traitements nécessaires, choix du mode de transport et de distribution. Physique Chimie : les ressources énergétiques : sources primaires et secondaires (hydraulique, nucléaire, solaire, biomasse, géologique (géothermie, pétrole, gaz, charbon), chimique (piles à combustible), électrique, mécanique) Coûts relatifs, disponibilité, impacts environnementaux des matériaux 1re 2 Enjeux énergétiques mondiaux : extraction et transport, production centralisée, production locale * 1re 2 1.2.3 Utilisation raisonnée des ressources Approche comparative sur des cas d'optimisation. Ce concept est abordé à l'occasion d'études de dossiers technologiques globales portant sur les différents champs technologiques. On peut ainsi établir un bilan carbone des principaux matériaux isolants dans un habitat, évaluer l'impact environnemental d'une structure de bâtiment d'un point de vue consommation énergétique, analyser le recyclage des solutions de stockage d'énergie et de production d'énergie renouvelable, analyser les solutions de recyclage des matériaux et de déconstruction d'un produit. Concernant l'apport de la chaîne d'information, on s'appuie sur les spécifications normalisées (pollutions conduite et rayonnée) en vigueur au moment de l'étude. On peut montrer que la chaîne d'information permet un usage raisonné des matières d'œuvre et donc limite les impacts par une gestion des ressources. Propriétés physico-chimiques, mécaniques et thermiques des matériaux * 1re 2 Impacts environnementaux associés au cycle de vie du produit : conception (optimisation des masses et des assemblages) contraintes d'industrialisation, de réalisation, d'utilisation (minimisation et valorisation des pertes et des rejets) et de fin de vie minimisation de la consommation énergétique 1re/T 2 Efficacité énergétique d'un système 1re/T 2 Apport de la chaîne d'information associée à la commande pour améliorer l'efficacité globale d'un système 1re 2 2. Outils et méthodes d'analyse et de description des systèmes Objectif général de formation : identifier les éléments influents d'un système, décoder son organisation et utiliser un modèle de comportement pour prédire ou valider ses performances. 2.1 Approche fonctionnelle des systèmes (3) Ph. 1re /T Tax Commentaires 2.1.1 Organisation fonctionnelle d'une chaîne d'énergie On se limite à une caractérisation externe des fonctions. Caractérisation des fonctions relatives à l'énergie : production, transport, distribution, stockage, transformation, modulation. * 1re 3 2.1.2 Organisation fonctionnelle d'une chaîne d'information On se limite au transfert de données en bande de base (pas de transposition de fréquence, pas de modulation). Caractérisation des fonctions relatives à l'information : acquisition et restitution, codage et traitement, transmission * 1re 3 . 2.2 Outils de représentation Ph. STI Tax Commentaires 2.2.1 Représentation du réel L'exploitation concerne uniquement les utilisations en moyen de communication : réalisation d'une image selon un point de vue (du concepteur, du spécificateur, du fabricant, du commercial, du spécialiste de la maintenance, du monteur, de l'installateur, de l'utilisateur, etc.) ; adaptation des formats de données ; restitution associée à une représentation et choix du support. Croquis (design produit, architecture) 1re/T 2 Représentation volumique numérique des systèmes 1re/T 3 Exploitation des représentations numériques 1re/T 3 2.2.2 Représentations symboliques L'enseignement sur les schémas se limite au mode lecture et interprétation sur des systèmes ou sous-systèmes simples. Le schéma cinématique n'est pas obligatoirement le schéma minimal mais celui qui correspond le mieux à la description fonctionnelle du mécanisme étudié. Le schéma architectural permet de décrire l'organisation structurelle d'un produit industriel de manière non normalisée, il fait apparaître les composants et constituants (choix techniques). Représentation symbolique associée à la modélisation des systèmes : diagrammes adaptés SysML, graphe de flux d'énergie, schéma cinématique, schéma électrique, schéma fluidique. 1re/T 3 Schéma architectural (mécanique, énergétique, informationnel) 1re/T 3 Représentations des répartitions et de l'évolution des grandeurs énergétiques (diagramme, vidéo, image) 1re/T 3 Représentations associées au codage de l'information : variables, encapsulation des données 1re/T 2 (3) L'enseignement s'appuie sur l'analyse de différents systèmes, mettant en œuvre plusieurs formes d'énergie. 2.3 Approche comportementale Ph. 1re /T Tax Commentaires 2.3.1 Modèles de comportement Il s'agit de proposer une approche simple permettant de justifier l'utilisation d'un modèle de comportement, pouvant s'appuyer sur une simulation, permettant de justifier le paramétrage, les objectifs associés (justification de performance, prédiction d'un comportement ) et la comparaison avec le réel. Principes généraux d'utilisation Identification et limites des modèles de comportements, paramétrage associé aux progiciels de simulation 1re 2 Identification des variables du modèle, simulation et comparaison des résultats obtenus au système réel ou à son cahier des charges M(4) 1re/T 2 Il s'agit de faire une analyse permettant de mettre en évidence l'influence du paramétrage sur la pertinence des résultats de la simulation. 2.3.2 Comportement des matériaux Privilégier une approche qualitative par comparaison à partir d'expérimentations permettant de retenir des ordres de grandeur. Toutes les familles de matériaux sont expérimentées en lien avec les domaines d'emplois caractéristiques. Les matériaux composites sont ceux de tous les systèmes. La progression pédagogique est à coordonner avec celle de physique sur les points complémentaires des programmes. Physique Chimie : matériaux métalliques, matières plastiques, céramiques. Comportement physico-chimiques (électrique, magnétique, oxydation, corrosion) Matériaux composites, nano matériaux. Classification et typologie des matériaux T 2 Comportements caractéristiques des matériaux selon les points de vue Mécaniques (efforts, frottements, élasticité, dureté, ductilité) * 1re/T 2 Thermiques (échauffement par conduction, convection et rayonnement, fusion, écoulement) * T 2 Ėlectrique (résistivité, perméabilité, permittivité) * 1re 2 2.3.3 Comportement mécaniques des systèmes On se limite à une résolution graphique de l'équilibre d'un solide soumis à trois forces et à l'utilisation du modèle de présentation torseur statique en mode descriptif uniquement. La majorité des activités est pratique et se déroule sur des maquettes didactisées et des dispositifs expérimentaux simples. Actions : ponctuelles, linéiques uniformément réparties, couples, moments. Sollicitations : traction, compression, flexion simple. Physique Chimie : solides en mouvement (translation rectiligne et rotation autour d'un axe fixe). Aspects énergétiques du mouvement Équilibre des solides : modélisation des liaisons, actions mécaniques, principe fondamental de la statique, résolution d'un problème de statique plane * 1re 3 Résistance des matériaux : hypothèses et modèle poutre, types de sollicitations simples, notion de contrainte et de déformation, loi de Hooke et module d'Young, limite élastique, étude d'une sollicitation simple T 2 2.3.4 Structures porteuses À ne traiter que sous forme expérimentale de manière à faire apparaître le lien entre amplitude des vibrations, fréquence et inertie - raideur du produit. Modélisation du transfert de charges (efforts) dans une structure filaire (de type portique, charpente ou poutres-poteaux) Identification qualitative des sollicitations auxquels sont soumis les éléments (traction, compression, flexion). Association du type de sollicitations à un choix de matériaux. Aspects vibratoires T 2 Transfert de charges 1re 3 (4) Loi normale, moyenne et écart-type. 2.3.5 Comportement énergétique des systèmes L'analyse de systèmes simples doit permettre de montrer l'analogie entre les éléments mécaniques, électriques, hydrauliques. On privilégie l'emploi de formulaires pour la détermination des pertes de charges des réseaux fluidiques. Activités pratiques sur maquettes instrumentées permettant de caractériser les paramètres influents du fonctionnement de différentes chaînes d'énergies et d'optimiser les échanges d'énergie entre une source et une charge. On s'attache à la caractéristique des charges en lien avec un modèle de comportement. Les modèles de comportement sont étudiés autour d'un point de fonctionnement. Physique Chimie : formes de l'énergie (grandeurs caractéristiques associées aux énergies - électrique, électromagnétique, thermique, chimique, fluidique, rayonnante, nucléaire - unités, ordres de grandeur, travail, puissance Principes de base de la dynamique des fluides et de la thermodynamique appliqués aux systèmes techniques Transformations de l'énergie (électrique - électrique, électrique - mécanique, électrique - thermique, électrique - éclairement, cinétique - électrique, mécanique - thermique) Modulation de l'énergie Analyse des pertes de charges fluidiques, caractéristiques des composants T 3 Les paramètres de gestion de l'énergie liés au stockage et aux transformations * 1re 2 Conservation d'énergie, pertes et rendements, principe de réversibilité 1re/T 3 Natures et caractéristiques des sources et des charges 1re/T 3 Caractérisation des échanges d'énergie entre source et charge : disponibilité, puissance, reconfiguration, qualité, adaptabilité au profil de charge, régularité T 2 2.3.6 Comportements informationnels des systèmes (5) Activités pratiques liées à la mise en œuvre d'un produit industriel ou d'un système permettant l'application des différents modèles de description de l'information (en statique et en dynamique) et la caractérisation des entrées-sorties de ses différents constituants. Les modèles de comportement sont étudiés autour d'un point de fonctionnement. Au niveau de l'expression de l'information on se limite aux grandeurs statistiques usuelles (moyenne et écart type) Caractérisation de l'information : expression, visualisation, interprétation, caractérisations temporelle et fréquentielle 1re/T 2 Modèles de description en statique et en dynamique 1re/T 3 Modèles algorithmiques : structures algorithmiques élémentaires (boucles, conditions, transitions conditionnelles). Variables M(6) 1re/T 3 (5) On se limite au domaine des basses fréquences. Le mesurage en hautes fréquences peut éventuellement être abordé dans la spécialisation SIN. (6) Nécessité d'une étroite coordination avec la progression pédagogique en mathématiques. 3. Solutions technologiques (7) Objectif général de formation : identifier une solution technique, développer une culture des solutions technologiques. 3.1 Structures matérielles et/ou logicielles Ph. 1re /T Tax Commentaires 3.1.1 Choix des matériaux On se limite à des études de dossiers technologiques montrant que le choix d'un matériau répond à des contraintes du cahier des charges et relève d'une démarche structurée s'appuyant sur l'utilisation de bases de données, permettant une analyse selon plusieurs critères. Les approches multi contraintes et multi objectifs permettent de montrer que les choix de matériaux relèvent de compromis entre des critères opposés. Les indices de performance permettent de relier les connaissances de Rdm. avec le choix des matériaux. Principes de choix, indices de performances, méthodes structurées d'optimisation d'un choix, conception multi contraintes et multi objectifs T 2 3.1.2 Typologie des solutions constructives des liaisons entre solides On aborde les différents types de liaisons et leurs déclinaisons dans des objets manufacturés (analyse des mouvements cinématiques) ou dans des ouvrages (analyses des déformations). Caractérisation des liaisons sur les systèmes 1re 3 Relation avec les mouvements/déformations et les efforts T 3 3.1.3 Typologie des solutions constructives de l'énergie Il s'agit d'identifier les différents types de structures d'association de transformateurs d'énergie et de modulateurs associés ainsi que les formes d'énergies transformées. Système énergétique mono source T 2 Système énergétique multi source et hybride T 2 3.1.4 Traitement de l'information Les opérandes simples (somme, différence, multiplication, retard, comparaison) sont extraites de bibliothèques graphiques fournies. On se limite aux principes de la programmation objet. Pour les systèmes événementiels on utilise les composants programmables intégrés. Codage (binaire, hexadécimal, ASCII) et transcodage de l'information, compression, correction 1re/T 3 Programmation objet : structures élémentaires de classe, concept d'instanciation 1re/T 2 Traitement programmé : structure à base de microcontrôleurs et structures spécialisées (composants analogiques et/ou numériques programmables) 1re/T 2 Systèmes événementiels : logique combinatoire, logique séquentielle 1re/T 3 Traitement analogique de l'information : opérations élémentaires (addition, soustraction, multiplication, saturation) (8) 1re/T 1 (7) Ce chapitre n'est pas traité indépendamment mais s'intègre dans les deux chapitres précédents. (8) On se limite à une approche qualitative des différentes fonctions analogiques de base. Cette partie est approfondie dans la spécialisation SIN. 3.2 Constituants d'un système Ph. 1re/T Tax Commentaires 3.2.1 Transformateurs et Modulateurs d'énergie associés Seuls les réducteurs à engrenage droit et à axes parallèles sont abordés. Il convient d'insister sur la complémentarité entre modulation et conversion d'énergie permettant de s'adapter aux caractéristiques de la charge. L'étude des convertisseurs d'énergie inclut les systèmes d'échanges thermiques. Les convertisseurs d'énergie sont traités en se limitant à leurs caractéristiques d'entrées/sorties externes. Le moteur thermique n'est étudié que dans le cas d'une hybridation. Adaptateurs d'énergie : réducteurs mécaniques, transformateurs électriques parfaits et échangeurs thermiques 1re/T 2 Actionneurs et modulateurs : moteurs électriques et modulateurs, vérins pneumatiques et interfaces, vannes pilotées dans l'habitat pour des applications hydrauliques et thermiques 1re/T 3 Accouplements permanents ou non, freins 1re/T 2 Convertisseurs d'énergie : ventilateurs, pompes, compresseurs, moteur thermique 1re/T 2 Éclairage 1re/T 2 3.2.2 Stockage d'énergie On se limite à l'étude du bilan énergétique externe des systèmes de stockage durant les principales phases de fonctionnement. Constituants permettant le stockage sous forme : - mécanique, hydraulique ou pneumatique : sous forme potentielle et/ou cinétique - chimique : piles et accumulateurs, combustibles, carburants, comburants - électrostatique : condensateur et super condensateur - électromagnétique - thermique : chaleur latente et chaleur sensible * 1re/T 2 . 3.2.3 Acquisition et codage de l'information On privilégie des activités de travaux pratiques articulées autour de chaînes d'acquisition et de traitement logiciel, après instrumentation de systèmes réels. Capteurs : approche qualitative des capteurs, grandeur mesurée et grandeurs d'influence (parasitage, sensibilité, linéarité) * 1re 2 Conditionnement et adaptation du capteur à la chaîne d'information, échantillonnage, blocage * 1re 2 Filtrage de l'information : types de filtres (approche par gabarit) * T 3 Restitution de l'information : approche qualitative des démodulations (transducteurs Voix, Données, Images ; commande des pré-actionneurs) 1re/T 2 3.2.4 Transmission de l'information, réseaux et internet L'ensemble de ces domaines liés aux transmissions de l'information sur des réseaux est étudié de manière plus approfondie dans la spécialisation SIN. En classe de première, on se limite à la découverte de la communication via un réseau local de type Ethernet. Pour la mise en œuvre des activités de travaux pratiques sur les réseaux, s'il n'est pas possible d'obtenir un réseau pédagogique isolé du réseau de l'établissement (DMZ), le routeur devra être remplacé par un modem - routeur ADSL (X-Box). Transmission de l'information (modulations d'amplitude, modulations de fréquence, modulations de phase) (9). * M(10) 1re/T 1 Caractéristiques d'un canal de transmission, multiplexage (11). 1re/T 1 Organisations matérielle et logicielle d'un dispositif communicant : constituants et interfaçages 1re/T 2 Modèles en couche des réseaux, protocoles et encapsulation des données 1re/T 2 Adresse physique (MAC) du protocole Ethernet et adresse logique (IP) du protocole IP. Lien adresse MAC/IP : protocole ARP 1re/T 3 Architecture client/serveur : protocoles FTP et HTTP (12) 1re/T 1 Gestion d'un nœud de réseau par le paramétrage d'un routeur : adresses IP, NAT/PAT, DNS, pare-feu 1re/T 2 (9) On se limite à une approche qualitative des différentes modulations. (10) Représentation des nombres complexes peiΦ. (11) On se limite à une approche qualitative des techniques de multiplexage (temporel et fréquentiel). (12) On se limite à la couche application du modèle OSI. Les protocoles de la couche transport (UDP et TCP) sont étudiés dans la spécialisation SIN. C. - TABLEAU DE MISE EN RELATION DES COMPÉTENCES ET DES SAVOIRS ASSOCIÉSDES ENSEIGNEMENTS TECHNOLOGIQUES COMMUNS DU BACCALAURÉAT STI2D Les cases marquées d'une croix correspondent aux savoirs les plus directement mobilisés pour l'accès à la compétence. 1.1 Compétitivité et créativité 1.2 Eco conception 2.1 Approche fonctionnelle d'un système 2.2 Les outils de représentation 2.3 Approche comportementale 3.1 Structures matérielles et/ou logicielles 3.2 Constituants d'un système Société et développement durable Caractériser des systèmes privilégiant un usage raisonné du point de vue du développement durable CO1.1 X X X CO1.2 X X Identifier les éléments permettant la limitation de l'impact environnemental d'un système et de ses constituants CO2.1 X X CO2.2 X X X Technologie Identifier les éléments influents du développement d'un système CO3.1 X CO3.2 X Décoder l'organisation fonctionnelle, structurelle et logicielle d'un système CO4.1 X X CO4.2 X CO4.3 X X CO4.4 X X Utiliser un modèle de comportement pour prédire un fonctionnement ou valider une performance CO5.1 X CO5.2 X CO5.3 X Communication Communiquer une idée, un principe ou une solution technique, un projet, y compris en langue étrangère CO6.1 X CO6.2 X CO6.3 X X X X X X X Les cases marquées d'une croix correspondent aux savoirs les plus directement mobilisés pour l'accès à la compétence. LES SPÉCIALITÉS Les activités liées aux spécialités doivent se situer dans un contexte pluritechnologique qui permet de : - présenter et justifier le problème technique de spécialité à résoudre ; - valider et justifier la solution technique de spécialité proposée ; - étudier les conséquences d'intégrations technologiques justifiant la transition d'une spécialité dans une autre, simplifier des solutions, augmenter les performances, diminuer les coûts dans un contexte de réduction des empreintes environnementales. La démarche globale menée dans l'enseignement technologique transversal fait place à une approche plus centrée sur un domaine sans négliger les influences réciproques des autres domaines. L'enseignement de spécialité permet d'impliquer les élèves par des mises en situation concrètes allant vers la création, la conception, le "réel créé". Il s'agit de proposer aux élèves de vivre les différentes étapes d'un projet dans un contexte simple et limité, fédérateur de connaissances et facilitateur d'apprentissages par l'action. Les jeunes déjà intéressés dès le lycée par un domaine technique pourront le découvrir et s'y épanouir. Certaines connaissances abordées lors des enseignements technologiques transversaux participent également à l'acquisistion de compétences nouvelles dans des spécialités. Elles sont alors reprises et traitées à un niveau taxonomique plus élevé. Le projet, déjà évoqué dans le préambule, est fondamental comme modalité de formation ; il constitue donc un moment privilégié permettant l'évaluation des compétences. Il peut être utilement complété par des microprojets répartis sur les deux années du cycle de formation à l'initiative des équipes pédagogiques. Les pages qui suivent présentent les quatre programmes de spécialités dans la même logique que celle des enseignements technologiques communs, la colonne ETC intique la présence d'un lien avec eux : - architecture et construction ; - énergies et environnement ; - innovation technologique et écoconception ; - systèmes d'information et numérique. SPÉCIALITÉ ARCHITECTURE ET CONSTRUCTION A. - OBJECTIFS ET COMPÉTENCES DE LA SPÉCIALITÉARCHITECTURE ET CONSTRUCTION DU BACCALAURÉAT STI2D Objectifs de formation Compétences attendues O7 - Imaginer une solution, répondre à un besoin CO7.ac1. Participer à une étude architecturale, dans une démarche de développement durable CO7.ac2. Proposer/Choisir des solutions techniques répondant aux contraintes et attentes d'une construction CO7.ac3. Concevoir une organisation de réalisation O8 - Valider des solutions techniques CO8.ac1. Simuler un comportement structurel, thermique et acoustique de tout ou partie d'une construction CO8.ac2. Analyser les résultats issus de simulations ou d'essais de laboratoire CO8.ac3. Analyser/Valider les choix structurels et de confort O9 - Gérer la vie du produit CO9.ac1. Améliorer les performances d'une construction du point de vue énergétique, domotique et informationnel CO9.ac2. Identifier et décrire les causes de désordre dans une construction CO9.ac3. Valoriser la fin de vie du produit : déconstruction, gestion des déchets, valorisation des produits B. - PROGRAMME DE LA SPÉCIALITÉARCHITECTURE ET CONSTRUCTION DU BACCALAURÉAT SIT2D 1. Projet technologique Objectif général de formation : dans un contexte de développement durable, faire participer les élèves aux principales étapes d'un projet de construction en intégrant des contraintes sociales et culturelles, d'efficacité énergétique et du cadre de vie. 1.1 La démarche de projet ETC 1re/T Tax Commentaires Environnement économique et professionnel 1re 1 Se limiter à la maîtrise d'ouvrage, la maîtrise d'œuvre, la coordination sécurité et la protection de la santé, la typologie des entreprises, au rôle de l'organisme de contrôle et à la présentation des services administratifs déconcentrés. Il s'agit de situer l'acte de construire dans un ensemble économique et professionnel au travers des études proposées. L'importance et le rôle des différents acteurs sont décrits par le filtre d'une démarche de projet qui permettra de présenter les principes de droit, de réglementation, de contrôle et de normalisation. Planification d'un projet de construction : découpage en phase, diagramme de Gantt, notion de chemin critique. 1re /T 3 Les notions abordées prennent appui sur des études de cas du domaine de la construction. Elles participent également à la construction de méthodes et de démarches utilisées lors du projet en classe terminale. Il s'agit de donner aux élèves les connaissances de base nécessaires à la conduite d'un projet technologique : découper le projet en opérations, déterminer les enclenchements, affecter des ressources, identifier le chemin critique. Ces connaissances sont mises en œuvre à l'aide d'outils numériques. Les notions de déboursé ne sont pas abordées. Pilotage d'un projet : revue de projet, notion de coût et de budget, élaboration d'un bilan d'expérience en vue de traçabilité. Travail collaboratif : ENT, base de données, formats d'échange, carte mentale, flux opérationnels. 1re /T 3 Les éléments de pilotage sont abordés au travers et en application des projets menés par les élèves. Il s'agit de leur faire acquérir et utiliser les outils d'échanges, de suivi et d'animation (ENT, revues de projet, cartes mentales, flux opérationnels) ainsi que ceux de formalisation et de synthèses (bases de données, bilan d'expérience) en vue d'une exploitation collaborative. Évaluation de la prise de risque dans un projet par le choix des solutions technologiques (innovations technologiques, notion de coût global, veille technologique) 1re /T 2 Se limiter à l'approche de ces notions lors d'études de projets innovants (bâtiment HQE, passifs ou à basse consommation, éco-quartier, ...) sans théorisation des processus de choix ou de décision. Outils de communication technique : croquis, maquette, représentation normalisée, modeleur volumique et module métier, notice descriptive. * 1re /T 3 Il s'agit d'adapter le mode de représentation à un interlocuteur donné (client, usager, entreprise, administration) et à l'objectif défini (échange d'idées, relation contractuelle), d'utiliser une maquette numérique fournie et un logiciel adapté pour simuler le comportement structurel (déformations), fonctionnel (gestion des flux, ensoleillement, transfert de chaleur, isolation acoustique) d'une construction. 1.2 Projet architectural ETC 1re /T Tax Commentaires Analyse fonctionnelle adaptée à la construction Organigramme fonctionnel * 1re /T 3 Études de dossiers technologiques allant en complexité croissante. Les premières études peuvent s'appuyer sur des espaces choisis dans l'environnement direct des élèves (chambre, logement, self) pour aller vers des constructions plus complexes et représentatives (magasin, gymnase, pont, salle de spectacle, aménagement urbain). Le lien avec les enseignements transversaux doit être fait au niveau des méthodes mises en œuvre. Se limiter à l‘étude des fonctions principales (esthétique et contexte, confort, résistance), et à l'édition d'organigrammes fonctionnels dans le cas d'une modification de l'usage d'une construction. Conception bioclimatique Systèmes porteurs Conformité aux règlementations * 1re/T 2 Il s'agit de vérifier que le bâtiment a été bien conçu en regard du climat : implantation, organisation spatiale, apports et protections solaires, inertie de transmission et de stockage. Il est pertinent d'examiner l'adaptabilité d'une construction à une évolution de l'usage et la conformité aux réglementations en vigueur (accessibilité du cadre bâti aux personnes en situation de handicap, acoustique, incendie, parasismique, thermique). Association de dispositions constructives et de performances attendues : isolation thermique et acoustique, éclairage, qualité de l'air accessibilité du cadre bâti pour personnes en situation de handicap, prédimensionnements architecturaux, architecture bioclimatique T 3 En adoptant le point de vue du programmiste, le projet permet : - de fixer une performance attendue et d'analyser les paramètres influant sur cette performance ; - d'analyser les choix, de les justifier et, dans quelques cas simples, de les compléter ou les modifier en s'appuyant sur des documentations techniques sélectionnées 1.3 Etablir une organisation de réalisation ETC 1re /T Tax Commentaires Phasage des opérations Logistique de chantier Validations de procédés de mise en œuvre Impact carbone Tri des déchets 1re /T 3 Le phasage des opérations est traité à partir du planning général de réalisation d'une construction. Mettre en relation les procédés de mise en œuvre et la logistique de chantier : - identification des éléments importants concourant au choix des matériaux, des matériels et des procédés de mise en œuvre ; - projets relatifs à l'utilisation de matériaux différents (bois, acier ou béton) ; - identification de l'impact du tri et du traitement des déchets de chantier sur son organisation. L'impact carbone est abordé au travers des FDES et de logiciels spécifiques d'aide à la décision. Compte-tenu de sa spécificité et de l'importance de son usage, parmi l'ensemble des projets étudiés, certains utilisant le béton armé sont obligatoirement proposés. 2. Conception d'un ouvrage Objectif général de formation : identifier les paramètres culturels, sociaux, sanitaires, technologiques et économiques participant à la conception d'une construction. Analyser en quoi des solutions technologiques répondent au programme du projet. Définir et valider une solution par simulation. 2.1 Paramètres influant la conception ETC 1re /T Tax Commentaires Repérage des caractéristiques propres de solutions architecturales : - articulation entre les grandes étapes de l'histoire des constructions et leur contexte socio-économique - principales réalisations des bâtisseurs depuis le XVIIIe siècle - composition architecturale : vocabulaire, éléments de syntaxe, proportion, échelle - références culturelles, historiques, sociales 1re 1 Se limiter à l'étude comparative de solutions architecturales de même nature et de même importance par rapport à l'histoire, à leur environnement, au contexte socio-économique. Il est alors possible d'identifier des conséquences sur les choix constructifs : formes, matériaux et organisation des espaces. Le confort : hygrothermique acoustique visuel respiratoire 1re 2 Thermique : se limiter à l'étude des paramètres du confort hygrothermique et des différents éléments du bilan thermique en lien avec la conception architecturale. Acoustique : l'utilisation d'outils de simulation numérique permet d'interagir sur les choix architecturaux (géométrie, organisation spatiale). Visuel : se limiter à l'analyse d'une conception architecturale vis-à-vis de la stratégie de la lumière naturelle. Respiratoire : l'étude comparative entre une solution constructive classique et une habitation labélisée (BB, énergie positive) permet de mettre en lumière le rôle prépondérant du système de ventilation. Choix des sources d'énergie du projet : transformation de l'énergie coût des énergies association de sources d'énergie cheminement physique des flux de fluide dans une construction * 1re 2 On s'attache, pour le projet traité, à décrire les principes des systèmes techniques locaux de transformation de l'énergie, à identifier les espaces physiques qui leurs sont dédiés et à décrire les principes de distribution de l'énergie et des fluides. Infrastructure et superstructure : éléments de géologie caractéristiques physiques et mécaniques des sols éléments de structure porteuse éléments d'enveloppe du bâtiment cloisonnement 1re /T 2 Ne pas chercher l'étude systématique de toutes les solutions techniques existantes. Il s'agit de montrer comment une solution répond, à un moment donné et dans un lieu défini, à un besoin traduit dans une solution architecturale. Les solutions innovantes et éco-compatibles sont présentées comme des évolutions de solutions traditionnelles. Les études de dossiers technologiques peuvent prendre appui sur des études comparées ou sur des opérations de réhabilitation. Aménagement du territoire : typologies des ouvrages (ponts, routes, barrages, lieu de production d'énergie) impact environnemental lié à l'aménagement de l'espace public T 2 Au-delà des solutions technologiques étudiées, on veille à analyser l'impact environnemental de la construction de l'ouvrage. Ce travail doit faire l'objet d'un débat argumenté s'appuyant sur des présentations de travaux sur des études de dossiers technologiques. Le lien avec d'autres disciplines peut, notamment en terminale, donner lieu à une réflexion sur le besoin à l'origine de l'ouvrage. Aménagement urbain : distribution des fluides, des énergies collecte et traitement des effluents aménagement des espaces communs éclairage public T 2 Les études de dossiers technologiques proposées mettent en avant, lors d'études comparatives, les conséquences sur les réseaux de quartiers éco conçus et de comportements s'inscrivant ou non dans un contexte de développement durable. La comparaison entre des solutions issues de cultures différentes est particulièrement digne d'intérêt. 2.2 Solutions technologiques ETC 1re /T Tax Commentaires Maîtrise des consommations d'énergie : performances thermiques du bâti gains passifs (enveloppe, écrans solaires, éclairage naturel) Maîtrise des pertes : températures ambiantes de confort intermittence des consignes gestion d'éclairage et d'écrans solaires récupération d'énergie pilotage global de l'énergie sur site * 1re /T 2 Les études sont menées à l'aide d'outils de simulation numérique, le diagnostic de performance énergétique étant connu. Dans le cadre de la spécialité AC, l'approche doit être globale, elle repose donc sur des études de dossiers technologiques de constructions sans recherche d'exhaustivité dans les solutions technologiques possibles. L'objectif n'est pas de faire l'étude de systèmes techniques de production d'énergie mais par exemple de mettre en évidence les avantages et inconvénients de l'intégration de plusieurs systèmes dans un bâtiment d'habitation ou à usage tertiaire. Assurer la stabilité : charpente ; porteurs verticaux et horizontaux liaison au sol, stabilité des terres, drainage * 1re /T 3 Pour des éléments simples (poteau, poutre, dalle) et à partir des choix de matériaux effectués (bois, bétons, acier, etc.), l'utilisation des outils logiciels permet de se limiter à l'analyse des solutions technologiques et dimensionnements proposés. Il s'agit de viser à enseigner les démarches qui permettent de choisir des solutions techniques plutôt que de chercher à connaître de façon exhaustive ces solutions. Les critères de choix intègrent les paramètres structurels, les contraintes de réalisation et des indicateurs de coût. Le confort : thermique acoustique visuel respiratoire 1re /T 3 Choisir les matériaux, les éléments de construction, les systèmes actifs ou passifs permettant d'assurer le confort. Limiter les études à la réalisation du synoptique de fonctionnement global des systèmes pour l'habitat individuel et le petit collectif. Le matériel proposé est de type grand public communiquant. . 2.3 Modélisations, essais et simulations ETC 1re /T Tax Commentaires On privilégiera une approche expérimentale ou par modélisation numérique Ėtude des structures : modélisation, degré d'hyperstaticité, typologie des charges, descente de charges, force portante du sol, sollicitations et déformations des structures comportement élastique, élasto-plastique rupture fragile, ductilité coefficients de sécurité moment quadratique, principe de superposition, répartition des déformations dans une section de poutre soumise à de la flexion simple * 1re /T 3 Cet enseignement fait suite à celui dispensé dans les enseignements technologiques transversaux. Il s'agit de donner les bases de compréhension de l'équilibre d'une construction. Les conséquences des concepts retenus (isostaticité, hyperstaticité, rigidité, formes, matériaux) sont approchées par une mise en évidence des déformations. La description de l'ensemble des charges auxquelles sont soumises les constructions, leur importance relative ainsi que la visualisation de leur cheminement au sol doit permettre de justifier les choix constructifs. Les études portent plus particulièrement sur les matériaux propres au domaine AC. Les études se font sur la base de comparaison de comportements ; les liens avec les choix constructifs doivent être fréquents. S'attacher à mettre en évidence les liens entre caractéristiques des matériaux et sollicitations auxquelles est soumis l'élément structurel étudié. Se limiter à l'étude de : la détermination des charges transmises au sol dans des structures poteau-poutre-dalle ; la traction, la compression, la flexion simple et les déformations associées ; l'identification des paramètres influant des sols (cohésion, angle de talus naturel, force portante) ; la modélisation du comportement élastique et à la loi de Hooke ; la mise en évidence du comportement élasto-plastique au travers de simulations. Confort hygrothermique : caractéristiques et comportements thermiques des matériaux et parois * 1re /T 3 Il s'agit de compléter les éléments des enseignements technologiques communs par des études de dossiers technologiques du domaine de la construction. Le comportement thermique d'une paroi sera traité sur une paroi composite (comportant une partie vitrée). On étudie la spécificité du vitrage vis-à-vis d'un bilan énergétique annuel (thermique, éclairage naturel). Confort acoustique : transmission du bruit au travers d'une paroi les pièges à sons loi de masse phénomène de résonnance temps de réverbération 1re /T 3 Les études de dossiers technologiques proposées permettent d'étudier expérimentalement le comportement acoustique de certains matériaux et structures composites. Confort visuel : éclairement, luminance, facteur de lumière du jour stratégie de l'éclairage naturel 1re /T 2 L'utilisation d'outils de simulation numérique est incontournable. L'étude du renouvellement d'air se fait dans une approche de limitation de la consommation énergétique. On veille à traiter le confort d'hiver et d'été. Confort respiratoire : conditions d'hygiène, pollution. renouvellement d'air, VMC 1re /T 2 3. Vie de la construction Objectif général de construction : identifier les éléments importants du cycle de vie d'une construction. Assurer le suivi d'une construction en prenant en compte la spécificité des caractéristiques du sol et du climat du site, l …