Chapitre 10 – Température et capteurs thermiques | 2nde Bac Pro MAMA | Physique-Chimie | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 5 mai 2026, format manuel scolaire
Antoine, parqueteur chez Sols & Parquets 31 à Toulouse, doit poser un parquet en chêne massif dans une grande salle (12 m × 5 m). Il sait que le bois se dilate avec la température et l'humidité. Il doit prévoir des jeux périphériques pour éviter le voilage du parquet.
| Matériau | α (K⁻¹) |
|---|---|
| Chêne (sec, dans le sens des fibres) | 5 × 10⁻⁶ |
| Chêne (perpendiculaire aux fibres) | 3 × 10⁻⁵ |
| Acier | 1,2 × 10⁻⁵ |
| Aluminium | 2,3 × 10⁻⁵ |
| Verre ordinaire | 9 × 10⁻⁶ |
| Béton | 1,2 × 10⁻⁵ |
| PVC | 7 × 10⁻⁵ |
\(\Delta L = L_0 \times \alpha \times \Delta T\)
a) Pourquoi un matériau se dilate-t-il quand sa température augmente ?
b) Que se passerait-il si on ne laissait aucun jeu autour du parquet ?
a) Quand la température augmente, l'agitation thermique des atomes/molécules s'intensifie. Ils s'éloignent légèrement les uns des autres → le volume du matériau augmente.
b) Sans jeu, le parquet ne peut pas se dilater librement. Les lames poussent contre les murs et se soulèvent au centre (« voilage », « cloquage »). En extrême, elles peuvent éclater ou se déformer définitivement.
Dans le sens de la longueur (L = 12 m, sens des fibres, α = 5 × 10⁻⁶ K⁻¹), calculer la dilatation thermique pour ΔT = 10 °C.
ΔL = 12 × 5 × 10⁻⁶ × 10 = 6 × 10⁻⁴ m = 0,6 mm.
Très peu (moins d'1 mm sur 12 m). Le sens des fibres est très peu sensible à la T.
Dans le sens perpendiculaire aux fibres (largeur L = 5 m, α = 3 × 10⁻⁵ K⁻¹), calculer la dilatation pour ΔT = 10 °C.
ΔL = 5 × 3 × 10⁻⁵ × 10 = 1,5 × 10⁻³ m = 1,5 mm.
2,5 fois plus que dans le sens des fibres, mais en termes absolus, ce reste faible.
Pour le bois, la variation d'humidité a un impact bien plus important que la température : 0,2 mm/m de plus.
Calculer la dilatation totale (T + H) sur la largeur (5 m).
Dilatation T : 1,5 mm. Dilatation H : 0,2 mm/m × 5 m = 1 mm.
Total : 1,5 + 1,0 = 2,5 mm sur la largeur.
Sur la longueur (sens fibres, peu de variation H) : 0,6 mm + ≈ 0 = 0,6 mm.
Antoine prévoit habituellement un jeu de 10 mm entre le parquet et les murs.
Ce jeu est-il suffisant compte tenu des dilatations calculées ?
Pourquoi prévoir une telle marge alors qu'un jeu de 5 mm suffirait théoriquement ?
Jeu requis (calcul) : 2,5 mm en largeur, 0,6 mm en longueur. Le jeu de 10 mm est amplement suffisant.
Pourquoi une marge ?
Antoine pose une plinthe en aluminium de 12 m de long. Calculer sa dilatation thermique pour ΔT = 30 °C (entre stock froid en hiver et installation à 22 °C).
α(Al) = 2,3 × 10⁻⁵ K⁻¹.
ΔL = 12 × 2,3 × 10⁻⁵ × 30 = 8,3 × 10⁻³ m ≈ 8 mm.
L'aluminium se dilate beaucoup plus que le bois ! Si on la pose froide (sortie du stock) sans jeu de dilatation, en été elle peut se cintrer ou déformer le parquet.
Pour une terrasse extérieure en bois (ipé, α = 4 × 10⁻⁵ K⁻¹) de 8 m de long, exposée au soleil, ΔT peut atteindre 50 °C entre nuit d'hiver et jour d'été.
Calculer la dilatation et conclure sur le jeu nécessaire entre lames.
ΔL = 8 × 4 × 10⁻⁵ × 50 = 0,016 m = 16 mm sur 8 m.
+ effet humidité (terrasse extérieure très humide en hiver, sèche en été) : encore +5 à 10 mm.
Total : ≈ 25 mm de dilatation possible. Il faut prévoir 5-8 mm de jeu entre chaque lame (et pas seulement aux extrémités) pour permettre une dilatation locale sans contrainte.
Antoine prépare une fiche méthode pour son apprenti qui pose un parquet pour la première fois. 5 lignes max.
Pose parquet — Règles de dilatation
1. Acclimater le bois 5 jours minimum dans la pièce (palette ouverte, T finale).
2. Jeu de 10 mm entre parquet et murs (sur tout le pourtour).
3. Jeu de dilatation tous les 8 m linéaires (pour grandes pièces) avec profilé.
4. Plinthes posées sur le mur (pas sur le parquet) pour cacher le jeu.
5. Vérifier l'humidité du bois (≤ 14 %) et de la chape (≤ 4 %) avant pose.
Pour des rails de chemin de fer (acier, α = 1,2 × 10⁻⁵ K⁻¹), des jeux de dilatation sont prévus tous les 12 m. Calculer la dilatation possible pour ΔT = 50 °C, et expliquer pourquoi les rails font « tac-tac » dans les TGV.
ΔL = 12 × 1,2 × 10⁻⁵ × 50 = 7,2 × 10⁻³ m ≈ 7 mm sur 12 m.
Les jeux de dilatation entre rails (≈ 5-10 mm en hiver) permettent ce mouvement. Quand le train roule dessus, les roues passent sur ces interruptions, créant le bruit caractéristique « tac-tac ».
Sur les LGV (TGV), on utilise des rails « LRS » (Long Rails Soudés) sans jeu, mais ils sont fortement contraints et fixés au ballast pour empêcher la dilatation. C'est pour ça qu'en cas de canicule extrême, certaines lignes ferroviaires doivent ralentir leurs trains.
📚 Cette activité s'appuie sur §1 (La température), §5 (Applications industrielles) et §6 (Tableau de synthèse) de la leçon Ch10.