Concours Science et technologie Un défi à relever 2008

Plus haut, toujours plus haut!

Je suis Léo Latour. J’utilise chaque jour le transport en commun pour me rendre à mon travail. J’ai constaté qu’il y a un nombre insuffisant d’espaces pour stationner près des gares de trains et d’autobus. Alors, plusieurs automobilistes poursuivent leur chemin jusqu’au centre-ville augmentant ainsi la pollution de l’air.

Pour palier à ce manque d’espace, j’aimerais construire un stationnement incitatif qui occuperait le même espace que celui existant tout en accueillant plus de véhicules. Comment ce stationnement pourrait-il loger plus de véhicules sur la même superficie ? Imagine une façon de faire…

• Qu’est-ce que Léo pourrait construire?• N'oublie pas les critères:

-Doit occuper le même espace que le

stationnement existant;

-Doit accueillir plus de véhicules.

• En équipe de deux réfléchissez à ce que pourrait construire Léo et notez vos idées.

• Pour vous aider à réfléchir, nous vous présentons une photo satellite de l’endroit où pourrait avoir lieu la construction.

Emplacement du futur

stationnement

Métro de Laval

Avez-vous déjà fabriqué des prototypes de tours?

Qu’est-ce qui permet à une tour d’être stable et solide?

Est-ce que certains modèles de tours semblent plus stables que d’autres?

Selon toi, qu’est-ce qui explique que l’on peut construire des tours très très hautes?

Question de se mettre en tête ce que vous construirez, je

vous propose un voyage autour du

monde pour découvrir …

Les 10 plus hautes tours construites dans le monde

Les images sont tirées de wikipedia à moins d’avis contraire

10e place: Shun Hing Square

• Lieu: Shenzhen, République populaire de Chine

• Construction de 1993 à 1996• 69 étages• Hauteur du toit: 324,8 m• Hauteur de l’antenne: 384 m• En 1996, c'était le gratte-ciel le plus

haut de Chine. Il a été dépassé par le Citic Plaza (391 mètres) en 1997. Il occupe désormais, en 2007, la quatrième place au classement des plus hauts gratte-ciels chinois, si l'on omet la Taipei 101, située à Taiwan.

9e place: John Hancock Center

• Lieu: Chicago, Illinois, États-Unis• Construction de 1965 à 1969• 100 étages• Hauteur du toit: 343,5 m• Hauteur de l’antenne: 457,2 m• En 1969, il était le plus haut immeuble du

monde en dehors de New York. Aujourd'hui, il est le troisième building le plus élevé de Chicago, après la Sears Tower et l'Aon Center. On retrouve dans ce bâtiment des bureaux et des restaurants et des appartements résidentiels.

8e place: Aon Center

• Lieu: Chicago, Illinois, États-Unis• Construction de 1970 à 1973• 83 étages• Hauteur du toit: 346,3 m• Hauteur de l’antenne: pas d’antenne

• En 1973, l'Aon center était le plus haut bâtiment de Chicago, le deuxième au États-Unis et le deuxième au monde. En 1974, son titre de plus haut bâtiment de Chicago lui fut enlevé avec la construction

de la Sears Tower.

7e place: Tuntex Sky Tower

• Lieu: Kaohsiung, Taiwan • Construction de 1994-1996• 85 étages• Hauteur du toit: 347,5 m• Hauteur de l’antenne: 378 m

• On retrouve dans le Tuntex Sky Tower de

Taiwan, un hôtel, des restaurants, des

bureaux et des appartements.

Image: http://urbanity.blogsome.com/2006/08/06/cutritectura-aberraciones-arquitectonicas-varias/

6e place: Jin Mao Tower

• Lieu: Shanghai, République populaire de

Chine • Construction de 1994-1998• 88 étages• Hauteur du toit: pas de données précises• Hauteur de l’antenne: 420,5 m

• Le Jin Mao Tower, abrite des hôtels luxueux et des bureaux de grandes

entreprises internationales.

5e place: Empire State Building

• Lieu: New-York, New-York, États-Unis• Construction de 1930-1931• 102 étages• Hauteur du toit: 381 m• Hauteur de l’antenne: 448,7 m• Il est présentement le plus grand building

de New York (position qu’il a retrouvée suite à la destruction des tours jumelles du World Trade Center en 2001). Il perdra cette illustre place lorsque que la Freedom Tower sera terminée en 2010. Il a été pendant des décennies le plus haut immeuble du monde.

4e place: Two International Finance Center

• Lieu: Hong Kong, Hong Kong• Construction de 1997-2003• 88 étages• Hauteur du toit: 406,9 m• Hauteur de l’antenne: 415,8 m• Le bâtiment abrite la Hong Kong Monetary

Authority qui imprime le dollar de Hong-Kong soit l’équivalent de la monnaie royale canadienne qui imprime la monnaie canadienne.

3e place: Tours jumelles Petronas

• Lieu: Kuala Lumpur, Malaisie• Construction de 1992-1998• 88 étages• Hauteur du toit: 410 m• Hauteur de l’antenne: 452 m

• Cet immense building loge la pétrolière mondiale Petronas, plus d'un million de m² de boutiques et lieux de divertissement, une salle de concert, une mosquée, un centre de conférence multimédia et une salle de

bowling.

2e place: Sears Tower

• Lieu: Chicago, Illinois, États-Unis• Construction de 1972-1974• 110 étages• Hauteur du toit: 442,3 m• Hauteur de l’antenne: 527,3 m• La tour Sears, abrite, comme son nom

l’indique le siège social de la compagnie Sears. Ses étages sont aussi occupées par d’autres compagnies, des boutiques, restaurants et autre.

1ère place: Taipei 101

• Lieu: Taipei, Taiwan• Construction de 1999-2004• 101 étages• Hauteur du toit: 448 m• Hauteur de l’antenne: 508 m• La tour Taipei 101 possède un

système qui la protège contre les intempéries, les tremblements de terre ou une collision avec un avion léger. Il s’agit d’une boule d’acier de 800 tonnes suspendue au 88e étage. Cette boulle permet d’amortir de 30% à 40% les mouvements de l’édifice.

De hautes tours en construction…

Marina 101

• Lieu: Dubaï, Émirats Arabes Unis• Construction de 2006-2010• 101 étages• Hauteur du toit: 412 m• Hauteur de l’antenne: non connue• Le Marina 101 abritera des bureaux et

des résidences privées.

Image: www.emporis.com

Freedom Tower

• Lieu: New-York, New-York, États-Unis• Construction de 2006-2012• 108 étages• Hauteur du toit: 417 m• Hauteur de l’antenne: 541,3 m• La Freedom Tower sera le nouveau

World Trade Center de New-York. Il sera situé sur le site même des tours jumelles qui se sont effondrées le 11 septembre 2001.

Mars 2007

Shanghai World Financial Centre

• Lieu: Shanghai, République populaire de Chine

• Construction de 1997 à 2008• 101 étages• Hauteur du toit: 419 m• Hauteur de l’antenne: pas connue• Le Sanghai World Financial Center

logera un hôtel, des musées et beaucoup de bureaux.

Septembre 2007

Abrajalbait

• Lieu: La Mecque, Arabie Saoudite• Construction de 2004-2008• 108 étages• Hauteur du toit: 485 m• Hauteur de l’antenne: 577 m• Le Abrajalbait sera un complexe

hôtelier et résidentiel de plusieurs gratte-ciels. Le plus haut atteindra 485 m. On retrouvera aussi un immense centre de congrès, des bureaux et des commerces. Image: www.forum.skyscraperpage.com

Chicago Spire

• Lieu: Chicago, Illinois, États-Unis• Construction de 2007-2010• 150 étages• Hauteur du toit: 609,6 m• Hauteur de l’antenne: pas connue• Le Chicago Spire sera un édifice

résidentiel. Il deviendra le plus haut gratte-ciel en Amérique même devant le futur Freedom de New-York.

Août 2007

Burj Dubaï

• Lieu: Dubaï, Émirats Arabes Unis• Construction de 2004-2008• 162 étages• Hauteur du toit: 788 m• Hauteur de l’antenne: 818 m

• Le Burj Dubaï sera un complexe hôtelier et résidentiel. Un fait intéressant de cette tour est que ses résidents permanents pourront y vivre 365 jours par année. C’est-à-dire qu’ils y trouveront tout ce qu’il leur faut pour vivre.

9 Août 2007

Bionic Tower

• Lieu: Shanghai, République populaire de Chine

• Construction vers 2015 et durera 15 années

• 300 étages• Hauteur du toit: 1228 m• Hauteur de l’antenne: non connue• La Bionic Tower sera probablement la

plus haute construction du prochain siècle et la plus ambitieuse. En effet ce gratte-ciel sera une ville à la verticale, 100 000 personnes y vivront. On dit aussi qu’il y aura 368 ascenseurs à l’intérieur.

Dessin d’artiste

Des notions scientifiques en jeu…

• La gravité

• Stabilité (équilibre et déséquilibre)

• La solidité des formes géométriques

La gravité• La gravité est une force qui attire tous les

objets vers le centre de la Terre. C’est cette force qui fait que tes pieds sont

attirés vers le sol. Les objets ont tous un centre de gravité.

Images: Microsoft

Comment trouver le centre de gravité?

• Essaie de te pencher pour toucher tes pieds.

• Refais le même exercice en t’appuyant le dos et tes talons au mur. Que remarques-tu?

• Normalement, tu ne devrais pas être capable de te pencher sans tomber. Le centre de gravité de ton corps est environ ton nombril. Lorsque tu te penches, ton centre de gravité se déplace pour t’éviter de tomber. Si tu es appuyé au mur, ton centre de gravité ne peut pas se déplacer parce que le mur empêche tes fesses de bien se positionner.

Essaie de trouver le centre de gravité de ces personnages…

Centre de gravité

Centre de gravité

La stabilité

• Les tours qui tiennent le mieux en équilibre sont celles dont la base est relativement large et le sommet étroit (comme la tour Eiffel), car leur centre de gravité est relativement bas. Il est possible de construire des tours plus élancées, mais leur équilibre est généralement plus précaire.

Des exemples en lien avec les structures

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Centre de gravité

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La solidité des formes géométriques

Une structure est solide si elle supporte une charge et qu’elle ne se déforme pas.

Remarques-tu que l’on retrouve des figures géométriques dans les constructions? Peux-tu identifier lesquelles?

Réalise des essais de figures géométriques avec de la pâte à modeler et des pailles ou des bâtons à café.

Qu’as-tu découvert?

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Pyramide des Ha Ha, Saguenay,

Québec, Canada

Le triangle est la forme la plus stable et la plus solide. On le déforme difficilement en appliquant une force sur ses sommets.

Connais-tu d’autres exemples?

Tu es maintenant prêt à réaliser ton défi. Bon

travail!