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Ponts en papier.... Quel pont résiste le plus ?

Structures en papier... « une structure sera résistante si elle a une bonne conception structurelle ».

Un pont fait en papier peut-t-il porter 20 personnes à la fois ?

Oui, c’est possible ! En 2007 l’architecte Shigeru BAN, de nationalité japonaise, a installé un pont en papier sur la rivière française, à côté du Pont du Gard dans le département du Gard. La structure a été construite avec des tubes de carton et peut porter 20 personnes à la fois.

 1) Principe

L’architecte Shigeru BAN a innové la construction écologique avec la réutilisation de tubes de carton. Il a fait beaucoup de différentes structures et bâtiments avec ce matériau. Il est très connu pour ses refuges en carton destinés aux sinistrés des séismes au Japon, en Turquie, en Inde ou aux réfugiés du Rwanda.

Le pont en papier a une structure qui possède 281 tubes de carton. Les tubes ont un diamètre de 11,5 cm et une épaisseur de 1,19 cm, contenant chacun une barre filetée. Les marches sont en papier et plastique recyclés, et les fondations sont constituées de boites en bois remplies de sable et pierres trouvés sur place. Le pont a été construit en un mois pendant le workshop « Shigeru Ban, Paper Bridge » par un groupe de 24 étudiants français et 3 étudiants japonais en architecture.

Pour voir le processus de construction : « Shigeru Ban Paper Bridge Construction » Il y a un vidéo sur Youtube http://www.youtube.com/watch?v=lEaz...

Pour commencer l’activité….

Le principe est très simple : chaque équipe doit faire des rouleaux en papier pour construire une maquette d’un pont d’environ 80 cm de longueur et 10 cm de largeur qui soit le plus résistant et esthétique possible. À la fin de l’activité, chaque pont sera testé pour savoir quel pont résiste le plus.

Cette activité est prévue pour 4 équipes de 3 personnes.

 2) Matériel

Pour construire le pont :
- Feuilles de Papier (C’est mieux si elles sont recyclées)
- Baguettes pour faire des rouleaux
- Des ciseaux
- Scotch
- Des crayons
- Une règle
- Modèle d’une structure (En option)

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Pour tester la résistance :
- Balance (Pour peser le pont)
- Calculatrice
- Briques de 1 Kg (Par exemple des briques de lait de 1 L.)
- Sac (Si c’est nécessaire, pour mettre les briques)
- Une grande feuille avec trois colonnes : une pour le poids du pont, une pour le poids de résistance et une pour le % de résistance
- Deux tables pour supporter le pont

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 3) Méthode, Planning et Temps

L’activité consiste à faire une structure d’un pont avec des rouleaux de papier. La structure doit être la plus résistante possible mais aussi esthétique. L’objectif principal est d’avoir une structure légère et résistante. Chaque équipe doit faire un pont résistant en utilisant le moins de matériaux possibles, en utilisant sa créativité pour avoir un beau design de la structure, qui résiste plus. Une structure sera résistante si elle a une bonne conception structurelle. Chaque équipe aura une table avec le matériel nécessaire (de la liste ci-dessus) pour pouvoir commencer. Le jeu sera divisé en quatre parties : analyser ce qui sera fait, construire le pont, tester la résistance et calculer le rapport de résistance.

Avant de commencer l’animateur doit expliquer les règles du jeu :
- Toute l’équipe doit participer pendant tout le processus.
- Pendant l’activité, il sera important : de travailler en équipe, d’être rapide dans la réalisation du pont, d’être créatif.
- Il est interdit de coller le pont sur la table pour tester sa résistance
- Eviter d’utiliser beaucoup de scotch pour deux raisons : ce n’est pas écologique ! et le poids du pont augmentera si la structure a beaucoup de scotch, si le pont est plus lourd, le résultat de la résistance va changer.
- Chaque équipe doit choisir un nom pour le pont.
- Ils doivent respecter les temps établis pour réaliser les activités.

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1. La première étape : « Réfléchir à la structure utilisée » (10 minutes)

Pour commencer l’équipe doit analyser comment se fera la structure du pont, quelle conception structurelle fonctionnera le mieux. L’équipe peut faire un brainstorming avant, après elle dessine son idée pour pouvoir décider quelle conception sera la meilleure. Elle peut prendre comme base de modèle de conception, ce qui est sur sa table.

Cette partie d’analyse est importante car la conception de la structure est très importante pour la résistance. C’est important de dire aux participants que sans la conception et la planification, on ne peut pas commencer un projet.

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2. La deuxième étape : « Commencer à construire le pont » (45 minutes)

La première chose à faire est de réaliser les rouleaux en papier. Pour faire des rouleaux en papier, on roule le papier autour de la baguette. Les baguettes seront utilisées seulement pour aider à faire les rouleaux, non pas pour la structure.

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Après, avec les rouleaux en papier, les équipes peuvent commencer à faire la structure du pont avec du scotch. Avant de finir, l’équipe doit choisir un nom pour son pont.

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Quand le temps est écoulé, l’équipe qui a son pont terminé en premier est désignée gagnante du « prix de rapidité ». S’il y a des équipes qui ont besoin de plus de temps, on peut donner 10 minutes supplémentaires pour finir le pont.

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3. La troisième étape : « Tester la résistance » (20 minutes)

Toutes les équipes réunies vont tester la résistance de leur pont. Chaque pont sera mis entre deux appuis. L’animateur mettra des briques, une par une, pour évaluer la résistance du pont. C’est important de bien répartir le poids sur le pont.

Avant de tester la résistance, on pèse chaque pont. On écrit le poids de chaque pont. On écrit le poids sur la feuille. Apres le test, on écrit sur la feuille l’information obtenue.

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équipe no 1
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équipe no 2
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équipe no 3

4. La quatrième étape : « Faire le calcul de résistance » (10 minutes)

Suite aux résultats obtenus par la mise en charge du pont, on peut faire le calcul de la résistance. Pour savoir quel équipe va gagner, on va utiliser le rapport charge ultime et poids propre, la formule qu’on va utiliser est :

Facteur de résistance = Charge ultime / Poids du pont

L’équipe qui gagnera le jeu sera celle qui a le pont plus résistant. Après, une discussion aura lieu pour évoquer les différents résultats obtenus ou espérés.

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Aurore BAIJOT, Gabriela RIOJA,
date de publication : 28 mars 2011,
date de dernière mise à jour : 6 avril 2010


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