Musée de la batellerie et des voies navigables

Jeux



Puzzle

Le musée te propose de reconstituer le puzzle du « coche d’eau« .

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Quel sac de nœuds !

Solutions du jeu à la fin de cette page.


Puzzle

Le musée te propose de reconstituer le puzzle de la « cabine du batelier ».

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Puzzle

Le musée te propose de reconstituer le puzzle d’une « scène de halage ».

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Puzzle

Le musée te propose de reconstituer le puzzle du « château du Prieuré ».

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Cycle de l’eau

Cliquer sur les menus à choix multiples pour choisir la bonne légende.

Répondre aux questions dans l’onglet du bas.

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L’évaluation de fin de test tient compte de la durée mais aussi du nombre de tentatives.

En savoir plus

L’eau est une bien précieuse ressource. Elle est abondante mais inégalement répartie sur notre planète bleue. L’eau se présente sous différents états : liquide, solide et gazeux. Elle s’échange entre les réservoirs de la terre que sont l’hydrosphère, l’atmosphère et la lithosphère. Ces réservoirs contiennent de l’eau, en quantité variable: beaucoup au sein de l’hydrosphère, moins dans la lithosphère et en très faible quantité dans l’atmosphère.

L’eau de l’hydrosphère, sous l’action du soleil, gagne son état gazeux par évaporation et s’élève dans l’atmosphère. Par condensation, l’eau retrouve sa forme liquide et regagne la lithosphère lors des précipitations. La circulation de l’eau dans la lithosphère emprunte trois voies:

  • Le ruissellement, le long des reliefs du sol.
  • L’infiltration, à travers les fissures naturelles des sols et des roches.
  • La percolation, en migrant lentement à travers les sols.

À travers l’infiltration et la percolation dans le sol, l’eau alimente les nappes phréatiques (souterraines) et elle regagne l’hydrosphère par ruissellement. Le cycle de l’eau est très influencé par les végétaux qui pompent l’eau du sol par leurs racines et la rejette en grande partie dans l’atmosphère par évapotranspiration.

À travers l’infiltration et la percolation dans le sol, l’eau alimente les nappes phréatiques (souterraines) et elle regagne l’hydrosphère par ruissellement. Le cycle de l’eau est très influencé par les végétaux qui pompent l’eau du sol par leurs racines et la rejette en grande partie dans l’atmosphère par évapotranspiration.


Où est l’éclusier ?

Chromolithographie © Coll du musée de la batellerie

Solutions du jeu à la fin de cette page.


Le jeu du passeur (Casse-tête ancestral)

L’éclusier doit faire passer la chèvre, le chou et le loup de l’autre côté de la rivière. Mais il n’a qu’une place dans son bateau. Et si la chèvre et le chou sont seuls sur la rive, la chèvre mange le chou. De la même manière, si le loup et la chèvre sont ensemble et que le batelier s’éloigne, le loup mange la chèvre.

Chromolithographie © Coll du musée de la batellerie

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Petits jeux

Combien de différences trouves-tu entre ces deux péniches ?

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Parmi tous ces pavillons deux sont semblables. Lesquels ?

Solutions du jeu à la fin de cette page.


les écluses

Les écluses sont nécessaires pour que les embarcations puissent naviguer sur des cours d’eau aménagés présentant des dénivellations. Elles sont constituées d’un compartiment, le sas, délimité par deux portes hermétiques mobiles. Des vannes permettent d’égaliser le niveau de l’eau entre l’intérieur du sas et l’extérieur (le bief), selon le principe des vases communicants.

Les écluses ont été inventées à la fin du Moyen Âge et perfectionnées par Léonard de Vinci. La France en compte plus de 1 800. Beaucoup sont automatisées, mais certaines sont encore manœuvrées par des éclusiers. Le dénivelé maximal autorisé par une écluse est de 25 à 30 m. Au-delà, il faut en créer plusieurs à la suite ou utiliser d’autres techniques, comme l’ascenseur à bateaux et la pente d’eau. Par exemple, cinq écluses permettent de franchir en 2 h 30 les 175 m de dénivelé du bassin du barrage des Trois Gorges sur le Yang Tsé (Chine). Un ascenseur à bateaux réduit le temps de passage à 40 minutes pour les embarcations de moins de 3 000 tonnes. Quant aux écluses portuaires, elles ont pour but de conserver une profondeur d’eau suffisante dans le port pendant la marée basse.


Équilibre instable

Par définition, un objet est en équilibre lorsque les forces qui agissent sur lui se compensent. La somme de ces forces est nulle.
Mais il est important de distinguer deux formes d’équilibre:

  • Equilibre stable: Après perturbation, le mobile retrouve sa position initiale.
  • Equilibre instable: Après perturbation, le mobile s’écarte de sa position initiale (souvent pour rejoindre une position d’équilibre stable !).

Cette animation permet d’illustrer les forces en présence. La position du centre de gravité du système, par rapport au support (point de basculement ) est l’élément important.

Cliquer sur un écran pour zoomer. Cliquer sur ‘lecture’ pour lancer l’animation.

Dans cette simulation, l’équilibriste à gauche et le bateau à droite sont initialement dans un état d’équilibre (avec ou sans contrepoids).
Une main symbolique vient perturber leur état d’équilibre. Leur équilibre est-il stable ?
Le critère important est l’emplacement du centre de gravité par rapport au point de pivot. Si celui-ci est sous le point de pivot, le mobile reviendra toujours à son état initial et nous sommes dans le cas d’un équilibre stable. Dans le cas contraire, le mobile tombera prouvant ainsi que la position initiale était instable.
On retiendra que le contrepoids a un effet stabilisateur. C’est pour cette raison que les bateaux monocoques sont qualifiés d’insubmersibles par opposition aux multicoques (catamarans et trimarans) qui disposent souvent d’une dérive mais rarement d’une quille faisant office de contrepoids. Ces derniers sont plus rapides (plus légers, moins de tirant d’eau) mais vulnérables aux chavirements.


Loi de composition des vitesses

Parfois, un objet se déplace dans un milieu lui-même en mouvement par rapport à un observateur fixe. Voici l’exemple d’un bateau naviguant vers la droite mais subissant un courant marin. Sa vitesse par rapport à un observateur fixe (sur le rivage) ne sera pas celle indiquée par le compteur à bord.
Nous allons exploiter ici le fait que la somme de 2 vecteurs est la somme de ses composantes. On observe ici la vitesse du bateau comme résultante (somme) de 2 vecteurs. C’est la loi de composition des vitesses.

On montre ici que la vitesse du bateau par rapport au sol (la seule qui nous intéresse en navigation) est la somme (vectorielle) des deux autres.
Ces considérations sont sensiblement les mêmes pour un aeronef subissant une dérive due au vent.

Modifier la vitesse du courant marin à l’aide de la grille.


Les ponts (Forces)

Une poulie permet de modifier la direction d’application d’une force. Associée à une ou plusieurs autres poulies (dispositifs composés) elle permet de réduire la force nécessaire pour soulever une masse.
Notons que la distance de déplacement est réduite d’un facteur identique au facteur de réduction de la force. Ainsi, pour un système composé de deux poulies, la force est réduite de moitié mais la hauteur de déplacement l’est aussi. L’énergie est donc conservée.

Remarque: Les frottements et le poids de la corde et des attaches sont négligés.

Les premiers ponts ont été l’œuvre des chinois et des romains. Ils étaient en bois et pour les plus robustes en pierres. Les plus grands de ces anciens ponts, toujours en fonction de nos jours, adoptent la forme d’une voûte. Une telle structure permet de transférer la charge depuis le centre du pont vers les rives, où se trouvent les culées.

Cette distribution des forces est commune à tous les types de ponts. Les efforts sont répartis et transférés sur les côtés au niveau des piles et/ou des culées, minimisant ainsi les entraves sous le pont. Les matériaux utilisés sont choisis pour leur résistance à la tension et la compression.

Chaque projet de construction de pont est unique. De très nombreux critères interviennent dans le choix de la structure : topographie du lieu, géologie du sol, environnement climatique, coûts.

Faire glisser le tablier du pont vers le bas pour simuler une charge.

La fonction d’un pont est de franchir un obstacle (vallée, rivière, route). C’est une structure très solide car elle doit résister aux intempéries et supporter de lourdes charges telles que :

  • le passage d’une armée, comme les ponts de la Rome antique,
  • de grandes quantités d’eau (aqueduc),
  • un troupeau sur les ponts de montagne (passages des transhumances), 
  • des trains (les compagnies ferroviaires sont à l’origine de nombreux ponts).
  • des centaines de véhicules (plus de 150 000 voitures par jour pour les plus importants).

Les architectes utilisent les matériaux les plus résistants de leur époque pour concevoir un pont. Dans l’antiquité et pendant les 2500 ans qui suivent, les ponts sont en pierres ou en bois.  Il faut attendre le XVIIIe siècle et l’invention du béton et de l’acier pour voir apparaître des ponts plus grands, plus robustes et plus légers.

Un pont subit d’énormes forces de compression et de tension. La façon dont ces forces sont distribuées le long de la structure, permet d’identifier quelques grandes catégories de ponts :

  • Les ponts en arc
  • Les ponts à poutres
  • Les ponts Cantilever
  • Les ponts à haubans
  • Les ponts suspendus.

Les structures en treillis ne constituent pas une catégorie de pont mais elles sont souvent présentes dans chacune des catégories ci-dessus.


Solutions des jeux :

jeu »sac de nœuds » : voir solution

Jeu « où est l’éclusier? » : voir la solution

Jeu « du passeur » : Le passeur embarque la chèvre et la dépose sur l’autre rive. Il revient chercher le loup et le débarque à côté de la chèvre. Il ré-embarque la chèvre et retourne chercher le chou. Il dépose la chèvre, prend le chou et le porte sur l’autre rive à côté du loup. Le passeur retourne seul sur l’autre rive et ramène la chèvre ! solution en vidéo

Jeu « Combien de différences » solution 6 : voir la solution

Jeu « pavillons » voir la solution