Défi pont LEGO : comparer deux constructions avec le même essai

Illustration d’ouverture. Illustration originale de deux ponts fictifs. Elle ne reproduit pas le protocole contrôlé : pour l’essai, conservez les mêmes appuis, le même stock et une seule modification étudiée, selon le guide.

Deux ponts relient les mêmes rives. Le premier semble plus épais, le second possède des jonctions décalées. Lequel se comporte le mieux sous une petite charge ? Pour répondre, il faut d’abord rendre l’essai comparable : des appuis identiques, le même écart et une charge posée au même endroit.

Cette proposition d’atelier de 75 minutes pour deux à quatre participants prolonge le pont présenté dans nos sept défis LEGO sans notice. Ici, le groupe formule une question, compare deux versions et conserve un relevé. Il ne cherche pas à charger jusqu’à la casse.

Poser une question que l’essai peut départager

Choisissez une seule modification entre la version A et la version B. Par exemple : « Si nous déplaçons les jonctions de la couche supérieure, le tablier se déforme-t-il moins sous notre charge ? » Le tablier désigne ici la partie horizontale qui relie les deux appuis.

Avant de construire, notez votre prévision en une phrase. Vous pouvez penser que B sera plus stable, que les deux se comporteront de la même manière ou ne pas savoir. Une hypothèse sert à guider l’observation ; elle n’est pas un résultat à obtenir à tout prix.

L’activité Bridge de LEGO Education invite notamment à examiner les charges, les déformations et les améliorations possibles. Le protocole ci-dessous est une proposition distincte avec du vrac, de faibles hauteurs et un plafond de charge volontairement limité.

Préparer le matériel et fixer les limites

• Une base rigide ou un plateau posé sur la table.
• Deux appuis larges et de même hauteur, construits en briques et fixés sur une base si possible.
• Des plaques et des briques en bon état pour construire un tablier court.
• Dix briques ordinaires identiques de format 2 × 4, réservées au chargement.
• Un petit support léger pour la charge, par exemple une coupelle en carton peu profonde, conservé pour tous les essais.
• Une feuille de relevé, un crayon et éventuellement un téléphone pour photographier le pont de profil.

Le matériel doit convenir aux participants. Écartez les pièces fendues ou auxquelles leur propriétaire tient particulièrement. Installez le pont à faible hauteur, par exemple sur des appuis hauts de deux briques ordinaires. Travaillez au-dessus du plateau, sans visage au niveau du tablier.

Le plafond proposé est de dix briques de charge, ajoutées progressivement. Ce choix limite l’essai ; il ne garantit pas qu’un montage quelconque les supportera. Arrêtez dès qu’une liaison s’ouvre, qu’un appui bouge ou qu’une déformation nette apparaît. Aucun objet lourd, poids de sport ou pression de la main n’entre dans le protocole.

Garder les mêmes conditions pour A et B

Choisissez une portée que vos plaques permettent de franchir. Un point de départ possible est un espace libre de huit tenons entre les faces intérieures des appuis. Réservez la même longueur de repos du tablier sur chaque appui et marquez le milieu de la portée.

Utilisez autant que possible les mêmes pièces pour A puis B, en ne réorganisant que la liaison étudiée. Photographiez A avant de le démonter. Si B reçoit deux grandes plaques supplémentaires, vous comparez une nouvelle conception avec davantage de matière ; vous ne pouvez plus attribuer la différence au seul déplacement des jonctions.

Sans stock permettant deux versions comparables, gardez un seul pont et observez l’effet d’un renfort ajouté. Formulez alors la question honnêtement : « Que change ce renfort dans ce montage ? » La quantité de matière ajoutée fait partie de la modification.

Effectuer un essai de charge léger

1. Installez le pont sans charge. Vérifiez ses appuis et regardez son profil.
2. Posez délicatement la coupelle vide au centre. Si elle suffit à faire bouger le montage, arrêtez et reprenez la construction.
3. Ajoutez une brique de charge, sans la laisser tomber. Observez pendant cinq secondes.
4. Si rien ne bouge, ajoutez la brique suivante selon le même geste.
5. Arrêtez au premier signe défini plus haut, ou au plafond de dix briques.
6. Retirez les charges, contrôlez les connexions et notez ce qui s’est passé.

Pour ce relevé, la « dernière étape stable » est le nombre de briques supportées pendant cinq secondes sans changement visible. Si une ouverture apparaît à la quatrième brique, notez trois comme dernière étape stable et décrivez l’ouverture. Si dix passent, écrivez « dix atteintes, essai arrêté au plafond ». Ce n’est pas la capacité maximale du pont.

La coupelle fait elle-même partie du chargement, mais elle reste identique entre les essais. Compter des briques identiques permet de comparer ces essais entre eux ; cela ne fournit pas une masse en grammes. N’annoncez pas un poids sans mesure.

Répéter et lire les résultats

Si le modèle reste intact et que ses connexions peuvent être remises dans le même état, réalisez trois essais par version. Toute pièce endommagée met fin à cette série. Une différence importante entre répétitions invite à regarder les appuis, le centrage de la coupelle et l’assemblage.

Si les deux versions atteignent dix briques, l’essai ne les départage pas sur ce critère. Gardez cette conclusion. Vous pouvez comparer les observations de profil, sans inventer une différence invisible et sans augmenter aussitôt la charge. Si B se comporte différemment, limitez votre conclusion aux pièces, à la portée et aux conditions testées.

Organiser la séance et partager les rôles

Réservez dix minutes à la question et aux règles, quinze à la version A, quinze à ses essais, quinze à la version B, quinze à ses essais et cinq au bilan. Les 75 minutes supposent de petits tabliers. Si les constructions prennent davantage de temps, poursuivez les comparaisons lors d’une deuxième séance.

Une personne pose la charge, une autre observe et une troisième note. Faites tourner ces fonctions si chacun le souhaite. Décrire une jonction qui s’ouvre ou choisir la modification de B compte autant que construire. L’atelier coopératif complète cette répartition des contributions.

Pour alléger la manipulation, l’animateur peut préparer les appuis et effectuer le chargement sous les indications du groupe. Une photographie de profil ou une description à voix haute aide à partager l’observation. Une séance suivante peut étudier une autre question, comme l’effet de la portée, en conservant cette fois le même tablier et la même petite charge.