FICHES RESSOURCES         Ressource n°1 : Charges permanentes (issue du Manuel simplifié de l'EuroCode 5)    

    Ressource n°2 : charge par solive    

Définition :  La  charge  par  solive  correspond  à  la  charge  s’exerçant  sur  la bande de chargement dont la largeur est égale à l’entraxe entre deux solives.              

     Ressource n°3 : Détermination des sections (valeurs usuelles)    

 

    Ressource n°4 : Flèche de solive (issue du Manuel simplifié de l'EuroCode 5)    

DÉFORMATION (flèche) d’une solive sous un chargement uniformément réparti : 

 

 

 

La formule suivante permet de calculer la hauteur de flèche maximale (en mm):  

 Flèche =    avec  P : charge uniformément répartie (en N) 

    L : longueur libre (en mm)     E : Module de Young.     I : Moment quadratique de la section (mm4) 

    Remarque : I =   avec  b : largeur de la solive (en mm) 

      H : hauteur de la solive (en mm) 

 

Solive avant déformation Solive après déformation

P (Charge uniformément répartie de 400 kg) 

    Ressource n°5 : Vocabulaire et données à prendre en compte     Quelques mots de vocabulaire propres à l’escalier : 

Marche : plateforme qui permet de changer de niveau.  Contremarche : espace vertical entre deux marches, il peut être 

vide ou plein.  Limon : squelette qui forme l’escalier.  Volée : suite de marches ininterrompue.  Hauteur : différence de niveau entre deux marches 

consécutives (h).  Giron : largeur de la marche (g).  Trémie : ouverture effectuée dans un plafond destinée à 

recevoir l’arrivée de l’escalier (t).  Echappée : (e)

  La pente est généralement comprise entre 30° et 45°, la valeur 

courante étant de 30°.  Le giron est compris entre 18 et 32 cm pour une hauteur de marche 

variant de 16 à 18 cm.  Le nombre maximal de marches est de 18, sinon l’installation d’un 

palier est nécessaire.  L’échappée varie entre 190 et 230 cm.  Formule de François Blondel : 2 × h + g = pas (le pas est choisi entre 63 

et 66 cm.)  

    Ressource n°6 : Schémas de l’escalier    

Fig.1 

Fig.2                                     

    Ressource n°7 : Intérêt économique de l'utilisation du bois comme combustible 

    Prix des énergies pour l’utilisateur – Secteur de l’habitat 1973 – 2011 

Editeur : ADEME Franche‐Comté 

Le graphique ci‐dessous illustre l’évolution du prix des énergies à usage domestique 

(en centimes d’euros TTC courants par kWh PCI) 

Prix des énergies à usage domestique 

au 15 janvier 2012 

en centimes d’euro TTC par kWh PCI 

(ne tenant pas compte du rendement des appareils produisant et émettant de la chaleur, 

sauf pour les systèmes à plaquettes, bûches et granulés) 

 

 PCI : Pouvoir Calorifique Inférieur La totalité de l'énergie n'est pas récupérable. L'énergie qui a servi à produire de la vapeur d'eau est perdue et s'échappe dans l'atmosphère (sauf dans les chaudières à condensation où elle est récupérée). On appelle pouvoir calorifique  inférieur,  l'énergie  libérée par  la combustion d'une quantité  donnée  de  combustible  à  l'exclusion  de  l'énergie  qui  a  servi  à  vaporiser  l'eau  de  la réaction de combustion. kWh : 1 kWh correspond à l'énergie consommée par un appareil de 1000 W pendant une heure.  

    Ressource n°8 : Une expérience mettant en évidence la synthèse de matière organique chez les végétaux chlorophylliens 

     Expérience 

Protocole expérimental 

• Deux pélargonium,  l'un  à  feuilles panachées  et  l'autre  à  feuilles non panachées mais portant  une  bande  de  papier  noir  depuis  plus  de  48  heures    sont  soumis  à  un  éclairement intense en présence d'un gaz enrichi en CO2 marqué (14 C au lieu de  12 C ) 

• Après  20 minutes, on prélève une  feuille de  chaque pélargonium  et on  les  laisse  au contact d'une pellicule photographique vierge. Le rayonnement provoqué par la radioactivité du 14 C impressionne la pellicule: c'est une autoradiographie.                 Dispositif : 

   

  Ressource n°9: Principe de la technique utilisée dans l'expérience   Le principe de l'autoradiographie 

     

  Ressource n°10 : L'énergie solaire rentre dans les écosystèmes     Transfert de matière et d'énergie dans un écosystème 

 

Dans cet écosystème la biomasse des producteurs (végétaux chlorophylliens) peut être estimée à 331 tonnes de matière sèche par hectare,  la biomasse des consommateurs primaires (animaux herbivores) à 3,5 kg de matière sèche par hectare, la biomasse des consommateurs secondaires (carnivores divers) à 0,6 kg par hectare et celle des décomposeurs du sol à 500 kg par hectare. L'énergie  solaire  (=  énergie  lumineuse)  reçue  par  les  végétaux  chlorophylliens  estpartiellement transformée en matière organique (= énergie chimique). La  productivité  primaire  brute  (=  PPB)  d'un  écosystème  est  la  production  totale  de matière organique, élaborées par photosynthèse ;  elle est exprimée en kJ par m² et par an. Une partie de la matière organique synthétisée par les plantes est utilisée pour fournir de l'énergie libérée par  la  respiration, une  autre partie de  cette  énergie  est perdue dans  la matière  en  voie de décomposition  ;  la matière  organique  végétale  restante  est  fournie  aux  chaînes  alimentaires animales : c'est la productivité primaire nette (= PPN) 

Biomasse  =  masse  totale  des  organismes  présents  dans  un  écosystème  (producteurs, consommateurs ou décomposeurs). 

   Ressource n°11 : Le bois énergie ou biomasse solide renouvelable     Le bois énergie ou biomasse solide 

Qu’est‐ce que la biomasse solide ? La  biomasse  solide  représente  les  matériaux  d’origine  biologique  qui  peuvent  être employés comme combustibles pour  la production de chaleur ou d’électricité. Ce sont principalement les ressources ligneuses (à base de lignine) d’origine forestière, agricole ou urbaine, aussi appelées bois‐énergie : le bois bûche, les granulés de bois, les déchets de bois sous  forme de plaquette ou de sciure… Ce sont aussi  les matières organiques telles que  la paille,  les résidus de récoltes et  les matières animales. Enfin,  les  liqueurs noires, issues de l’industrie papetière, et les déchets urbains solides renouvelables sont aussi considérés comme biomasse solide. 

L’utilisation de la biomasse contribue‐t‐elle à l’effet de serre ? Durant sa croissance, la biomasse fixe du carbone (sous forme de dioxyde de carbone). Ce  carbone  sera ensuite  libéré dans  l’atmosphère  sous  forme de dioxyde de  carbone quand  le bois se décomposera ou  lors de sa combustion. Le gaz sera alors de nouveau absorbé par la biomasse. Il y a donc un équilibre entre la production de biomasse et sa destruction pour ce qui concerne le carbone, et l’impact est neutre sur l’effet de serre, contrairement  aux  énergies  fossiles  dont  la  combustion  libère  du  CO2  dans l’atmosphère, libérant du carbone stocké dans les temps géologiques. Un stère de bois consommé évite l’émission de 180 kg de CO2 qui auraient été produits par une énergie 

fossile, si le bois est reconstitué par ailleurs. 

Renouvelable, le bois ? Comme  dans  la  plupart  des  pays  européens,  la  surface  boisée  française  augmente d’année en année. Et  le prélèvement forestier reste  inférieur à  l’accroissement naturel de  la forêt. Le développement de  la filière biomasse solide ne contribue donc pas à  la déforestation. Et, comparé aux énergies fossiles,  la durée de reconstitution du bois est de  loin  la plus  rapide  : de  15  à  200  ans  contre  250  à  300 millions d’années pour  le charbon, et 100 à 450 millions d’années pour le pétrole. 

    Ressource n°12 : Les échanges gazeux photosynthétiques     Une  expérimentation  assistée  par  ordinateur  a  été  réalisée  afin  de mettre  en 

évidence  les  échanges  gazeux  photosynthétiques  chez  une  plante chlorophyllienne, l'élodée. 

L'enregistrement a été  réalisé à  la  lumière dans un premier  temps, à  l'obscurité dans un  second  temps  (volets du bioréacteur mis en place). L'enregistrement obtenu figure ci‐dessous :  

Remarque : Le  taux  d'absorption du  carbone par  les  arbres  et  les  forêts  est  fonction du  taux de croissance et de l'âge. En général, arbres et forêts absorbent des taux élevés de carbone quand ils sont jeunes et à croissance rapide. A mesure que les peuplements approchent de  la maturité et que  les taux de croissance diminuent,  l'absorption nette de carbone diminue aussi. En  théorie,  les peuplements mûrs atteignent un point d'équilibre pour l'absorption du carbone. La quantité de carbone  libérée par  la décomposition d'arbres morts ou malades est pratiquement égale à  celle qui est absorbée.  Les peuplements mûrs, s'ils restent intacts, comme dans le cas des réserves ou des forêts protégées, sont des réservoirs de carbone mais pas nécessairement des puits nets de carbone. 

D'après des études des  taux d'absorption du  carbone dans  les plantations  forestières tropicales,  la  croissance  et  l'absorption de  carbone  atteignent un maximum  dans  les classes d'âge 0‐5 ans et 6‐10 ans (62 %).L'absorption de carbone diminue d'environ 50 % durant les 5 années suivantes et encore plus après 16 ans (Brown et al, 1986) 

   

     Ressource n°13 : Cycle global du carbone    

     Ressource n°14 : Émission de dioxyde de carbone et évolution de la 

température    

               

 

    Ressource n°15 : Importance des arbres dans la conservation des sols     Des mesures d'érosion des sols (en kg de sol disparus par ha)  ont été réalisées sur des parcelles 

plantées en pins  (pinèdes) ou en chênes  (chênaies). Les résultats  figurent dans  les tableaux ci‐dessous :                   Remarque : 

La  France  occupe  la  sixième  place  des  importateurs  de  bois  et  produits  forestiers  d'origine illégale  en  Europe.  Les  sources  d'importation  sont  les  suivantes  :  Chine,  Indonésie  (1/3  des exportations illégales de pulpe à papier) mais aussi Afrique Centrale (un quart des exportations de bois de sources illégales ou suspectes du Congo et la moitié de celles du Gabon) 

« L'abattage illégal des arbres détruit la fonction protectrice des forêts, accroissant les risques de catastrophes naturelles  telles que  les  inondations et  les glissements de  terrain et conduit à  la déforestation qui est l'une des principales causes du changement climatique. Et ce n'est pas tout, il  tire également  les prix du bois vers  le bas, causant des préjudices  financiers  importants aux états et aux communautés  locales » a déclaré Emmanulle Neyroumande, responsable forêts au WWF‐France.  «    Il  est  nécessaire  de  prendre  des mesures  fermes  à  l'échelle  de  l'UE  afin  de protéger ce qu'il reste des forêts mondiales et de préserver notre propre avenir. » 

UE : union Européenne ; WWF : World Wildlife (Fond mondial pour la Nature) 

                                                   Union internationale pour la conservation  de la Nature (2008) 

    Ressource n°16 : Nécessité d'une gestion raisonnée des forêts     Aménagement forestier durable

Pour  produire  le  bois  nécessaire  à  l'économie,  alors  que  les  autres  usagers  de  l'écosystème demandent que les forêts naturelles soient conservées, on tentera de consacrer certaines forêts à une  ligniculture spécialisée tandis que d'autres seront réservées pour conserver  la qualité de l'environnement  et  permettre  une  utilisation  polyvalente.  Ce  type  d'aménagement  forestier intensif  est  très  développé  dans  certains  pays  et  il  semble  que  d'autres  devraient  suivre  cet exemple. 

Dans beaucoup de pays,  les programmes de développement  reposent en grande partie  sur  le secteur forestier (Indonésie, Chili, Canada, Etats‐Unis, Autriche, Finlande). 

Les produits du bois jouent un rôle important dans ces pays et dans d'autres, de même que les multiples  fonctions de  la  forêt  telles que : habitat de  la  faune,  lieu de  loisir,  conservation des sols, protection des bassins versants, conservation des ressources génétiques, aires naturelles et valeur culturelle de la forêt. 

Le  bois  est  aussi  un  élément  essentiel  de  tout  programme  d'économie  d'énergie,  c'est  un important  matériau  de  construction  et  il  permet  de  conserver  le  carbone  sur  de  longues périodes. C'est une source renouvelable d'énergie qui peut remplacer les combustibles fossiles. Dans certains pays, il est le seul combustible domestique. Tout changement du climat modifiant la capacité de production des biens et  services de  la  forêt a donc nécessairement un énorme impact dans tous les pays et dans toutes les régions. 

Gestion des gaz à effet de serre 

La photosynthèse capte le dioxyde de carbone de l'atmosphère et le transforme en tissu ligneux. Mais  les  forêts  ne  pourront  à  elles  seules  résorber  l'accroissement  de  la  concentration  en dioxyde  de  carbone  dans  l'atmosphère.  Elles  sont  toutefois  un  élément  de  la  solution  du problème. 

Les forêts peuvent séquestrer le carbone dans le tissu ligneux (Houghton 1990 ; Grainger 1990). Les  sols  sont  aussi  un  énorme  puits  de  carbone  et  peuvent  séquestrer  le  carbone atmosphérique.  Le  Groupe  d'experts  Intergouvernemental  sur  l'Evolution  du  Climat  (GIEC)  a indiqué  que  la  végétation  et  les  sols  du  monde  contiennent  respectivement  550  et  1500 gigatonnes  de  carbone  (Houghton  1990).  Il  faudra  tenir  compte  des  modifications  de  ces réserves  de  carbone  et  de  la  circulation  du  carbone  que  peuvent  entraîner  les  mesures d'aménagement.  La gestion du carbone dans  toutes  les composantes de  l'écosystème‐racines, sols, biomasse aérienne, litière doit être un élément capital de toutes les opérations forestières. 

Le boisement et  le reboisement sont des stratégies possibles qui permettraient à tous  les pays d'accroître le volume de bois ainsi que la quantité de carbone stockée dans les forêts du monde. 

Les  programmes  d'amélioration  génétique  des  arbres  ont  permis  d'accroître  dans  des proportions  notables  la  productivité  et  l'absorption  du  carbone,  ce  qui  réduit  d'autant  la superficie des terres nécessaires.                                                                                                                                                                                  Aménagement et protection des forêts ‐ Archives de la FAO 

    Ressource n°17 : Flux et résistance thermique     • Une  paroi  plane,  dont  les  deux  faces  sont  à  des  températures  différentes   

et  , est le siège d’un transfert thermique par conduction. 

• Soit    l’énergie  thermique  transférée  à  travers  la paroi pendant  la durée . On définit alors le flux thermique   à travers cette paroi par la relation : 

 

L’énergie thermique   se mesure en joule , la durée   en seconde   et le flux 

thermique   en watt . 

• Dans  la mesure où  les  températures   et   ne varient pas  trop  rapidement 

dans  le  temps,  il  existe  une  relation  simple  entre  le  flux  thermique    et  la 

différence de température. Cette relation est : 

 

Dans cette relation,   représente bien sûr la différence de température. 

Cette différence se mesure en degré Celsius  ou en kelvin . La grandeur   

est la résistance thermique de la paroi, elle s’exprime en   ou en . 

                                                                                                                                                                        

D’après « Physique‐chimie TS Enseignement spécifique », Hachette Éducation.

    Ressource n°18 : Additivité des résistances thermiques    

Dans une structure stratifiée, le flux thermique   se conserve. En d’autres termes, tous 

les éléments constitutifs de la structure sont traversés par la même énergie thermique  pendant une durée  donnée. Par contre les températures   sont différentes sur 

chaque face. 

                                                                                                                                                                         

Document crée par F. DENANOT. 

    Ressource n°19 : La conductivité thermique     La résistance thermique   d’une paroi plane dépend de  la conductivité thermique   

du matériau, de son épaisseur   et de  la surface    traversée par  le  flux. La résistance 

thermique est en effet proportionnelle à   et inversement proportionnelle à   et à  : 

 

L’épaisseur   se mesure en mètre , la surface   se mesure en mètre au carré   

et  la  conductivité  thermique    se mesure  en  watt  par mètre  et  par  degré  Celsius  ou en watt par mètre et par kelvin . 

                                                                                                                                                                         

D’après « Physique‐chimie TS Enseignement spécifique », Hachette Éducation. 

    Ressource n°20 : Conductivités thermiques de quelques matériaux      

Matériau   Polystyrène expansé 

OSB air 

Laine minérale plâtre 

parpaing                                                                                                                                                                            

Données trouvées sur internet 

………….. 

       

Variation des températures et conservation du flux thermique dans une structure stratifiée.