Entraînement à l’examen FE Civil : pack de révision

Formulaires, étapes clés de la méthode pour chaque thème et 30 exercices, avec les corrigés complets à la fin.

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1Formules et méthodes

Réactions d’appui des poutres

Équilibre
ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣM = 0
Charge uniformément répartie
résultante w·L au milieu de la charge
Moment
M = F·d

Méthode

  1. Tracez un diagramme du corps libre et remplacez chaque appui par ses réactions.
  2. Remplacez chaque charge répartie par une force unique appliquée en son centre de gravité.
  3. Prenez les moments par rapport à un appui pour trouver la réaction à l’autre.
  4. Utilisez ΣFy = 0 pour trouver la réaction restante, et vérifiez avec une seconde équation de moments.

Treillis : méthode des nœuds

Méthode des nœuds
ΣFx = 0, ΣFy = 0 at each joint
Méthode des coupures
ΣM = 0 about a cut point
Effort dans la barre
positif = traction, négatif = compression

Méthode

  1. Trouvez les réactions d’appui du treillis entier.
  2. Méthode des nœuds : commencez par un nœud avec au plus deux efforts inconnus dans les barres et utilisez ΣFx = 0 et ΣFy = 0.
  3. Méthode des sections (de Ritter) : coupez la barre voulue et prenez les moments par rapport au point où se croisent les autres barres inconnues.
  4. Supposez la traction ; une réponse négative signifie une compression.

Effort tranchant et moment fléchissant

Effort tranchant et moment
V = ΣF d’un côté, M = ΣF·d d’un côté
Contrainte de flexion
σ = M·y/I
Rectangle
I = bh³/12
Module de flexion
W = I/ymax
Poutre sur deux appuis, charge uniforme
Mmax = wL²/8

Méthode

  1. Trouvez les réactions d’appui à partir de l’équilibre de la poutre entière.
  2. Coupez la poutre à la section voulue et gardez un seul côté.
  3. Effort tranchant : somme des forces verticales de ce côté. Moment fléchissant : somme de leurs moments par rapport à la coupure.
  4. Pour le moment maximal, cherchez où l’effort tranchant s’annule.

Flèche d’une poutre

Charge ponctuelle à mi-portée
δ = PL³/(48EI)
Charge uniforme, poutre sur deux appuis
δ = 5wL⁴/(384EI)
Console, charge en bout
δ = PL³/(3EI)
Console, charge uniforme
δ = wL⁴/(8EI)
Superposition
δ = δ1 + δ2

Flambement des poteaux

Charge critique d’Euler
Pcr = π²EI/(KL)²
Coefficient de longueur de flambement
K = 1 articulé–articulé, 0,5 encastré–encastré, 0,7 encastré–articulé, 2 encastré–libre
Contrainte critique
σcr = Pcr/A
Élancement
λ = KL/r, r = √(I/A)

Centre de gravité et moment quadratique

Centre de gravité
ȳ = ΣAiyi/ΣAi
Rectangle
I = bh³/12
Théorème de Huygens
I = Ic + A·d²
Section composée
I = Σ(Ic,i + Aidi²)

Contrainte effective dans les sols

Contrainte totale
σ = Σγi·hi
Pression interstitielle
u = γw·(z − zw)
Contrainte effective
σ′ = σ − u
Eau
γw = 9,81 kN/m³

Tassement de consolidation

Normalement consolidé
S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Contrainte finale
σ′f = σ′0 + Δσ (at mid-depth of the layer)
Surconsolidé, σ′f ≤ σ′p
S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Surconsolidé, σ′f > σ′p
S = H/(1 + e0)·[Cr·log₁₀(σ′p/σ′0) + Cc·log₁₀(σ′f/σ′p)]
Rapport de surconsolidation
OCR = σ′p/σ′0
Temps de consolidation
t = Tv·Hdr²/cv
Chemin de drainage
Hdr = H/2 (double drainage), H (drainage simple)
Facteurs temps
U 50% → 0,197, 60% → 0,287, 70% → 0,403, 80% → 0,567, 90% → 0,848

Poussée hydrostatique

Pression à une profondeur
p = ρgh
Force sur une paroi verticale
F = ρg·hc·A
Centre de poussée
yp = yc + Ic/(ycA)
Rectangle
Ic = bH³/12

Frottement en conduite et pertes de charge

Nombre de Reynolds
Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ
Régime d’écoulement
laminaire en dessous de Re ≈ 2000, turbulent au-dessus de Re ≈ 4000
Vitesse moyenne
V = Q/A, A = π·D²/4
Darcy–Weisbach
hf = f·(L/D)·V²/(2g)
Pertes de charge singulières
hm = ΣK·V²/(2g)
Valeurs typiques de K
entrée 0,5, sortie 1,0, coude à 90° ≈ 0,3
Chute de pression
Δp = ρ·g·hf
Deux réservoirs à l’air libre
Δz = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)
Sortie libre
H = (1 + f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

Écoulement à surface libre (Manning)

Formule de Manning
V = (1/n)·R2/3·S1/2
Débit
Q = A·V
Rayon hydraulique
R = A/P (P = wetted perimeter, free surface excluded)
Rectangle
A = b·y, P = b + 2y
Trapèze (fruit des berges z:1)
A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²)
Conduite circulaire, pleine ou à moitié pleine
R = D/4
Pente nécessaire
S = (n·Q/(A·R2/3))²

Pompes et puissance de pompage

Puissance hydraulique
Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp
Puissance sur l’arbre
Pshaft = Ph/ηpump
Puissance électrique
Pel = Pshaft/ηmotor
Hauteur manométrique de la pompe
H = Δz + Δp/(ρ·g) + hL
Pertes du réseau
hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

Valeur temps de l'argent

Valeur future
FV = PV·(1 + i)n
Valeur actuelle
PV = FV/(1 + i)n
Plusieurs périodes par an
i = r/m, N = m·n
Annuités, valeur actuelle
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
Annuités, valeur future
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

Méthode

  1. Tracez un axe du temps avec chaque flux de trésorerie et sa date.
  2. Faites correspondre le taux à la période : un taux mensuel pour des versements mensuels.
  3. Utilisez FV = PV·(1 + i)ⁿ pour les montants uniques et les formules d’annuités pour les versements constants.
  4. Vérifiez le signe et l’ordre de grandeur de la réponse.

VAN et TRI

Valeur actuelle nette
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
Flux égaux
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
Taux de rendement interne
le r pour lequel NPV = 0
Décision
accepter si NPV > 0 (ou IRR > rendement exigé)

Méthode

  1. Listez tous les flux de trésorerie avec leur année ; l’investissement de l’année 0 est négatif.
  2. Actualisez chaque flux : CFt/(1 + r)t.
  3. Additionnez-les pour obtenir la VAN. Une valeur positive signifie que le projet rapporte plus que r.
  4. Pour le TRI, trouvez le taux qui annule la VAN, par tâtonnement ou par interpolation.

Loi normale

Score z
z = (x − μ)/σ
En dessous de x
P(X < x) = Φ(z)
Au-dessus de x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Entre deux valeurs
Φ(z2) − Φ(z1)
Centile
x = μ + z·σ

Méthode

  1. Convertissez la valeur en score z : z = (x − μ)/σ.
  2. Lisez Φ(z), l’aire à gauche de z.
  3. Pour l’aire à droite, utilisez 1 − Φ(z) ; pour un intervalle, soustrayez les deux aires à gauche.
  4. Pour un centile, procédez à l’envers : trouvez z pour l’aire, puis x = μ + z·σ.

2Exercices

1.Réactions d’appui des poutresMoyen
P1​ = 20 kNP2​ = 60 kNABRA​ = ?RB​1,5 m1 m2,5 m

La poutre sur deux appuis a une articulation en A et un appui simple en B. Trouvez la réaction verticale RA.

L = 5 mP1 = 20 kN à 1,5 mP2 = 60 kN à 2,5 m
RA = kN
2.Réactions d’appui des poutresDifficile
w = 8 kN/mP = 35 kNABRA​ = ?RB​1,5 m0,5 m2 m

La poutre sur deux appuis a une articulation en A et un appui simple en B. Trouvez la réaction verticale RA.

L = 4 mP = 35 kN à 1,5 mw = 8 kN/m de 2 à 4 m
RA = kN
3.Treillis : méthode des nœudsMoyen
ABBCACACB60 kN6 m4 m3 m

Utilisez la méthode des nœuds pour trouver l’effort FAC dans la barre AC. Donnez la traction en positif et la compression en négatif.

portée = 6 mhauteur = 3 mB est à 4 m de Acharge verticale = 60 kN
FAC = kN
4.Treillis : méthode des nœudsDifficile
ABBCACACB20 kN15 kN5 m4 m2 m

Utilisez la méthode des nœuds pour trouver l’effort FBC dans la barre BC. Donnez la traction en positif et la compression en négatif.

portée = 5 mhauteur = 2 mB est à 4 m de Acharge verticale = 20 kNcharge horizontale = 15 kN →
FBC = kN
5.Effort tranchant et moment fléchissantMoyen
12 kN/m25 kNABCDEFG1 m1 m1 m1 m1 m1 m

Les repères A à G divisent la poutre en six parties égales. À quel repère le moment fléchissant est-il le plus grand en valeur absolue, positif ou négatif ? Cliquez dessus dans le schéma.

25 kN @ 3 m12 kN/m, 1–6 m
  1. 1A (x = 0 m)
  2. 2B (x = 1 m)
  3. 3C (x = 2 m)
  4. 4D (x = 3 m)
  5. 5E (x = 4 m)
  6. 6F (x = 5 m)
  7. 7G (x = 6 m)
6.Effort tranchant et moment fléchissantDifficile
w = 6 kN/mP = 25 kNABcoupe1,5 m2,5 m

Trouvez le moment fléchissant Mx dans la section x = 1,5 m à partir de l’appui A. Comptez positif un moment qui fait fléchir la poutre vers le bas et un effort tranchant vers le haut sur la face gauche.

L = 4 mP = 25 kN à 1,5 mw = 6 kN/m de 0 à 4 mx = 1,5 m
Mx = kN·m
7.Flèche d’une poutreMoyen
w = 12 kN/mδL = 4 m

Une console porte une charge uniformément répartie w sur toute sa longueur. Trouvez la flèche δ à l’extrémité libre.

w = 12 kN/mL = 4 mE = 70 GPa (aluminium)I = 120 × 10⁶ mm⁴
δ = mm
8.Flèche d’une poutreDifficile
P = 22 kNABδ2,5 m1,5 m

Une poutre sur deux appuis porte une charge ponctuelle P à b = 1,5 m de l’appui B. Trouvez la flèche maximale δmax de la poutre.

P = 22 kNb = 1,5 mL = 4 mE = 200 GPa (acier)I = 120 × 10⁶ mm⁴
δmax = mm
9.Flambement des poteauxMoyen
PL = 1,5 md = 40 mmsection

Un poteau de longueur L en aluminium est articulé aux deux extrémités. Avec la formule d’Euler, trouvez sa charge critique de flambement Pcr.

L = 1,5 mE = 70 GPa (aluminium)d = 40 mm
Pcr = kN
10.Flambement des poteauxDifficile
P = 10 kNL = 4 md = ?section

Un poteau plein circulaire de longueur L en acier est encastré en pied et articulé en tête. Il doit porter 10 kN avec un coefficient de sécurité de 3 vis-à-vis du flambement. Trouvez le diamètre minimal d.

P = 10 kNn = 3L = 4 mE = 200 GPa (acier)
d = mm
11.Centre de gravité et moment quadratiqueMoyen
2003024010xcotes en mm

Trouvez le moment quadratique Ix de la section en T par rapport à l’axe horizontal x passant par son centre de gravité.

bf = 200 mmtf = 30 mmtw = 10 mmhw = 240 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Centre de gravité et moment quadratiqueDifficile
240201008xM = 10 kN·mcotes en mm

La section en T sert de poutre avec la semelle en haut et supporte un moment fléchissant positif de 10 kN·m. Trouvez la valeur de la contrainte de flexion σhaut au bord supérieur.

bf = 240 mmtf = 20 mmtw = 8 mmhw = 100 mmM = 10 kN·m
σhaut = MPa
13.Contrainte effective dans les solsMoyen
sableγd​ = 16 kN/m³γsat​ = 20 kN/m³8 mnappe phréatiqueXz = 5 m

Pour le profil de sol représenté, trouvez la contrainte effective verticale σ′ au point X.

z = 5 mzw = 3 mγw = 9,81 kN/m³sable: γd = 16 kN/m³sable: γsat = 20 kN/m³
σ′ = kPa
14.Contrainte effective dans les solsDifficile
sableγd​ = 15 kN/m³γsat​ = 19 kN/m³6 margileγsat​ = 18 kN/m³8 mnappe phréatiqueXz = 10 m

Pour le profil de sol représenté, trouvez la contrainte effective verticale σ′ au point X.

z = 10 mzw = 5 mγw = 9,81 kN/m³sable: γd = 15 kN/m³sable: γsat = 19 kN/m³argile: γsat = 18 kN/m³
σ′ = kPa
15.Tassement de consolidationMoyen
Δσ = 80 kPasableargileCc​ = 0,45, Cr​ = 0,04e0​ = 0,6σ′0​ = 45 kPaσ′p​ = 95 kPa4 mnappe phréatique

Une couche d’argile surconsolidée de 4 m d’épaisseur a Cc = 0,45, Cr = 0,04 et e₀ = 0,6. À mi-épaisseur, la contrainte verticale effective vaut 45 kPa et la pression de préconsolidation vaut 95 kPa. Un nouveau bâtiment ajoute 80 kPa de contrainte verticale à mi-épaisseur. Trouvez le tassement de consolidation primaire S en mm.

H = 4 mCc = 0,45Cr = 0,04e0 = 0,6σ′0 = 45 kPaσ′p = 95 kPaΔσ = 80 kPa
S = mm
16.Tassement de consolidationDifficile
sableargileH = 3,5 mcv​ = 1,2 m²/année3,5 msablenappe phréatique

Une couche d’argile de 3,5 m d’épaisseur a un coefficient de consolidation cv = 1,2 m²/an. Elle se trouve entre deux couches de sable ; l’eau s’évacue donc en haut et en bas. Pour un degré de consolidation moyen de 90 %, le facteur temps vaut Tv = 0,848. Combien d’années t faut-il à la couche pour atteindre 90 % de consolidation ?

H = 3,5 mcv = 1,2 m²/annéeU = 90%Tv = 0,848double drainage
t = ans
17.Poussée hydrostatiqueMoyen
vanned = 2,5 mH = 3 m

Une vanne rectangulaire verticale de 2 m de large est placée dans la paroi d’un réservoir de eau, avec son bord supérieur à 2,5 m sous la surface. Trouvez la force hydrostatique résultante F sur la vanne.

d = 2,5 mH = 3 mb = 2 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
18.Poussée hydrostatiqueDifficile
vanned = 1 mH = 1 m

Une vanne rectangulaire verticale de 1 m de large est placée dans la paroi d’un réservoir de eau, avec son bord supérieur à 1 m sous la surface. Trouvez la force hydrostatique résultante F sur la vanne.

d = 1 mH = 1 mb = 1 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
19.Frottement en conduite et pertes de chargeMoyen
Q = 15 L/sD = 100 mmL = 1000 mf = 0,015

De l’eau s’écoule avec un débit de 15 L/s dans une conduite de 1000 m de long et de diamètre intérieur 100 mm. Prenez le coefficient de frottement de Darcy f = 0,015 et g = 9,81 m/s². Trouvez la perte de charge par frottement hf.

Q = 15 L/sL = 1000 mD = 100 mmf = 0,015g = 9,81 m/s²
hf = m
20.Frottement en conduite et pertes de chargeDifficile
K = 5Δz = 37 mL = 400 m, D = 250 mm, f = 0,0152× coude (K = 0,3)

Deux réservoirs à l’air libre sont reliés par une conduite de 400 m de long, de diamètre intérieur 250 mm et de coefficient de frottement de Darcy f = 0,015. La surface de l’eau du réservoir supérieur est 37 m plus haut que celle du réservoir inférieur. Les pertes de charge singulières sont dues à une entrée à arête vive (K = 0,5), 2 coudes (K = 0,3 chacun), une vanne (K = 5) et la sortie dans le réservoir inférieur (K = 1,0). Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez le débit Q en L/s.

Δz = 37 mL = 400 mD = 250 mmf = 0,015Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×2)Kvalve = 5Kexit = 1,0
Q = L/s
21.Écoulement à surface libre (Manning)Moyen
b = 3,5 my = 1,6 mn = 0,015, S = 0,0008

Un canal rectangulaire en maçonnerie de briques mesure 3,5 m de large. L’eau s’écoule uniformément sur 1,6 m de profondeur. n de Manning = 0,015 et la pente du fond vaut S = 0,0008. Trouvez le débit Q en m³/s.

b = 3,5 my = 1,6 mn = 0,015S = 0,0008
Q = m³/s
22.Écoulement à surface libre (Manning)Difficile
D = 300 mmn = 0,013, V = 0,75 m/s

Un collecteur en béton de diamètre intérieur 300 mm (n de Manning = 0,013) doit atteindre une vitesse d’autocurage de 0,75 m/s lorsqu’il coule tout juste plein. Trouvez la pente minimale S (en m/m).

D = 300 mmn = 0,013V = 0,75 m/s
S = m/m
23.Pompes et puissance de pompageMoyen
PQ = 50 L/sH = 24 m

Une pompe de rendement 80 % débite 50 L/s d’eau (ρ = 1000 kg/m³) sous une hauteur manométrique de 24 m. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la puissance sur l’arbre Pshaft nécessaire, en kW.

Q = 50 L/sH = 24 mη = 80%g = 9,81 m/s²
Pshaft = kW
24.Pompes et puissance de pompageDifficile
100 kPa (relative)PQ = 50 L/sΔz = 28 mL = 150 m, D = 150 mm, f = 0,018, ΣK = 5

Une pompe refoule 50 L/s d’eau (ρ = 1000 kg/m³) d’un réservoir inférieur à l’air libre vers un réservoir supérieur dont la surface libre est 28 m plus haut. La conduite mesure 150 m de long, a un diamètre intérieur de 150 mm et un coefficient de frottement de Darcy f = 0,018 ; les coefficients de pertes singulières totalisent ΣK = 5 (entrée et sortie comprises). Prenez g = 9,81 m/s². Le réservoir supérieur est fermé et l’air au-dessus de l’eau est à une pression relative de 100 kPa. Trouvez la hauteur manométrique H que doit fournir la pompe.

Q = 50 L/sΔz = 28 mL = 150 mD = 150 mmf = 0,018ΣK = 5ptank = 100 kPa
H = m
25.Valeur temps de l'argentMoyen
ans0123…8€12 000FV = ?

Tu places €12 000 à un taux nominal de 4,8 % par an, capitalisés mensuellement. Calcule la valeur FV du placement après 8 ans.

PV = €12 0004,8% / 12n = 8
FV = €
26.Valeur temps de l'argentDifficile
mois0123…96€300€300€300FV = ?

Tu épargnes €300 à la fin de chaque mois pendant 8 ans. Le compte rapporte 2,4 % par an, capitalisés mensuellement. Combien as-tu épargné à la fin ? Calcule FV.

A = €3002,4% / 12N = 96
FV = €
27.VAN et TRIMoyen
ans0123456−100 00022 50022 50022 50022 50022 50042 500

Une machine coûte €100 000 aujourd’hui. Elle génère €22 500 à la fin de chaque année pendant 6 ans et peut ensuite être revendue €20 000. Le coût du capital est de 8 %. Trouvez la valeur actuelle nette NPV.

C0 = €100 000CF = €22 500S = €20 000n = 6r = 8%
NPV = €
28.VAN et TRIDifficile
ans012−10 0007 0007 000

Un projet coûte €10 000 et rapporte €7 000, €7 000 à la fin des années 1 à 2. Calcule son taux de rendement interne IRR en pourcentage.

CF0 = −10 000CF1 = 7 000CF2 = 7 000
IRR = %
29.Loi normaleMoyen
−3−2−10123zaire colorée à droite de z = 0,9834

Faites glisser z pour que l’aire colorée sous la courbe normale centrée réduite, à droite de z, soit 0,9834. Trouvez z avec deux décimales.

A = 0,9834
z =
30.Loi normaleDifficile
557085100115130145pointshaut 15%

Les les scores de QI suivent une loi normale de moyenne 100 points et d’écart type 15 points. Faites glisser le seuil pour que les 15 % les plus élevés (zone colorée) soient à sa droite. Trouvez le seuil x.

μ = 100 pointsσ = 15 points15%
x = points

3Solutions

1.Réactions d’appui des poutres

Réponse: RA = 44 kN

Équilibre statique : un corps au repos vérifie ΣFx = 0, ΣFy = 0 et ΣM = 0 par rapport à tout point. Prendre les moments par rapport à un appui élimine sa réaction de l’équation.

P1​ = 20 kNP2​ = 60 kNABRA​RB​1,5 m1 m2,5 m

Schéma du corps libre

Remplacez les appuis par des réactions. Un appui simple donne une réaction verticale ; avec des charges uniquement verticales, l’articulation ne donne aussi qu’une réaction verticale.

Équilibre

Moments par rapport à A, positifs dans le sens antihoraire. Puis équilibre des forces verticales.

ΣMA = 0: RB·5 = 20·1,5 + 60·2,5
RB = 180/5 = 36 kN
ΣFy = 0: RA = 80 − 36 = 44 kN

Réponse

RA = 44 kN
2.Réactions d’appui des poutres

Réponse: RA = 25,88 kN

Équilibre statique : un corps au repos vérifie ΣFx = 0, ΣFy = 0 et ΣM = 0 par rapport à tout point. Prendre les moments par rapport à un appui élimine sa réaction de l’équation.

w = 8 kN/mP = 35 kNABRA​RB​1,5 m0,5 m2 m

Schéma du corps libre

Remplacez les appuis par des réactions. Un appui simple donne une réaction verticale ; avec des charges uniquement verticales, l’articulation ne donne aussi qu’une réaction verticale.

Équilibre

Moments par rapport à A, positifs dans le sens antihoraire. Puis équilibre des forces verticales.

Résultante de la charge répartie : W = w·ℓ = 8·2 = 16 kN, appliquée en x̄ = 3 m
ΣMA = 0: RB·4 = 35·1,5 + 8·2·3
RB = 100,5/4 = 25,13 kN
ΣFy = 0: RA = 51 − 25,13 = 25,88 kN

Réponse

RA = 25,88 kN
3.Treillis : méthode des nœuds

Réponse: FAC = 26,67 kN

Méthode des nœuds : chaque nœud d’un treillis est en équilibre, donc ΣFx = 0 et ΣFy = 0 en chaque nœud. Commencez par un nœud ayant au plus deux efforts inconnus. Un résultat négatif signifie que la barre est comprimée.

ABBCACACB60 kNAy​Cy​

Réactions d’appui

Équilibre de tout le treillis. Moments par rapport à A, positifs dans le sens antihoraire.

ΣMA = 0: Cy·6 = 60·4 → Cy = 40 kN
ΣFy = 0: Ay = 60 − 40 = 20 kN

Nœud C

L’appui simple ne donne qu’une réaction verticale, donc le nœud C n’a que deux efforts de barre inconnus. Supposez-les tous deux en traction.

sin γ = 3/3,606 = 0,8321, cos γ = 2/3,606 = 0,5547
ΣFy = 0: Cy + FBC·sin γ = 0 → FBC = −40/0,8321 = −48,07 kN
ΣFx = 0: −FAC − FBC·cos γ = 0 → FAC = −(−48,07)·0,5547 = 26,67 kN

Réponse

FAC = 26,67 kN (traction)
4.Treillis : méthode des nœuds

Réponse: FBC = −24,6 kN

Méthode des nœuds : chaque nœud d’un treillis est en équilibre, donc ΣFx = 0 et ΣFy = 0 en chaque nœud. Commencez par un nœud ayant au plus deux efforts inconnus. Un résultat négatif signifie que la barre est comprimée.

ABBCACACB20 kN15 kNAy​Cy​Ax​

Réactions d’appui

Équilibre de tout le treillis. Moments par rapport à A, positifs dans le sens antihoraire.

ΣMA = 0: Cy·5 = 20·4 + 15·2 → Cy = 22 kN
ΣFy = 0: Ay = 20 − 22 = −2 kN
ΣFx = 0: Ax = −15 kN

Nœud C

L’appui simple ne donne qu’une réaction verticale, donc le nœud C n’a que deux efforts de barre inconnus. Supposez-les tous deux en traction.

sin γ = 2/2,236 = 0,8944, cos γ = 1/2,236 = 0,4472
ΣFy = 0: Cy + FBC·sin γ = 0 → FBC = −22/0,8944 = −24,6 kN

Réponse

FBC = −24,6 kN (compression)
5.Effort tranchant et moment fléchissant

Réponse: D (x = 3 m)

Plus grand moment fléchissant : M change de pente partout où l’effort tranchant change, donc ses pics se situent là où l’effort tranchant passe par zéro : sous une charge ponctuelle, à l’intérieur d’une charge répartie, ou sur un appui d’un porte-à-faux. À l’encastrement d’une console, le moment est le plus grand au mur. Comparez la valeur de M à ces endroits, positif ou négatif.

Réactions d’appui

Prenez les moments autour d’un appui, puis utilisez l’équilibre des forces verticales.

R1 = 37,5 kN, R2 = 47,5 kN

Moment fléchissant à chaque repère

Additionnez les moments de toutes les forces d’un côté de la coupe. Positif quand la poutre fléchit vers le bas, négatif sinon.

MA = 0, MB = 37,5, MC = 69, MD = 88,5 kN·m, ME = 71, MF = 41,5, MG = 0

Réponse

Repère D: MD = 88,5 kN·m
6.Effort tranchant et moment fléchissant

Réponse: Mx = 34,69 kN·m

Méthode des coupures : coupez la poutre là où vous voulez les efforts internes et gardez un côté. L’effort tranchant V équilibre les forces verticales de ce côté, et le moment fléchissant M équilibre leurs moments par rapport à la coupe.

Réactions d’appui

Équilibre de toute la poutre.

Résultante de la charge répartie : W = w·ℓ = 6·4 = 24 kN, appliquée en x̄ = 2 m
ΣMA = 0: RB·4 = 25·1,5 + 6·4·2
RB = 85,5/4 = 21,38 kN
ΣFy = 0: RA = 49 − 21,38 = 27,63 kN
w = 6 kN/mP = 25 kNABRA​ = 27,63RB​ = 21,38coupe1,5 m2,5 m

Couper en x = 1,5 m et garder la partie gauche

Seules les forces à gauche de la coupe apparaissent. Une portion de charge répartie agit comme une force au milieu de cette portion.

M = RA·x − (chaque charge à gauche de la coupe × sa distance à la coupe)
Mx = 27,63·1,5 − 6·1,5·0,75 = 34,69 kN·m

Réponse

Mx = 34,69 kN·m
7.Flèche d’une poutre

Réponse: δ = 45,71 mm

Flèche des poutres : les flèches s’obtiennent en intégrant deux fois la courbure M/(EI). Les cas courants sont tabulés, par exemple PL³/(3EI) pour une console avec charge en bout et 5wL⁴/(384EI) pour une poutre sur deux appuis sous charge uniforme. Les flèches dues à des charges différentes s’additionnent (superposition).

Unités cohérentes

Travaillez en N et mm : P en N, w en N/mm (kN/m = N/mm), L en mm, E en N/mm² (GPa × 1000), I en mm⁴.

w = 12 N/mm, L = 4000 mm
EI = 8,4 × 10¹² N·mm²

Flèche

δ = wL⁴/(8EI) = 12·4000⁴/(8·8,4 × 10¹²) = 45,71 mm

Réponse

δ = 45,71 mm
8.Flèche d’une poutre

Réponse: δmax = 1,124 mm

Flèche des poutres : les flèches s’obtiennent en intégrant deux fois la courbure M/(EI). Les cas courants sont tabulés, par exemple PL³/(3EI) pour une console avec charge en bout et 5wL⁴/(384EI) pour une poutre sur deux appuis sous charge uniforme. Les flèches dues à des charges différentes s’additionnent (superposition).

Unités cohérentes

Travaillez en N et mm : P en N, w en N/mm (kN/m = N/mm), L en mm, E en N/mm² (GPa × 1000), I en mm⁴.

P = 22000 N, b = 1500 mm, L = 4000 mm
EI = 2,4 × 10¹³ N·mm²

Position du maximum

En annulant la rotation dans le tronçon le plus long, on obtient la position.

x = √((L² − b²)/3) = √((4000² − 1500²)/3) = 2141 mm

Flèche maximale

δmax = Pb(L² − b²)3/2/(9√3·EIL) = 1,124 mm

Réponse

δmax = 1,124 mm
9.Flambement des poteaux

Réponse: Pcr = 38,59 kN

Flambement d’Euler : un poteau élancé devient instable à Pcr = π²EI/(KL)², où KL est la longueur de flambement : K = 1 pour articulé–articulé, 2 pour encastré–libre, 0,7 pour encastré–articulé et 0,5 pour encastré–encastré. Il flambe autour de l’axe ayant le plus petit I. La formule vaut pour les poteaux élancés, dont la contrainte critique reste sous la limite d’élasticité.

Plus petit moment quadratique

Une section circulaire a le même I par rapport à tout axe.

I = πd⁴/64 = π·40⁴/64 = 125664 mm⁴

Longueur de flambement

KL = 1·1500 = 1500 mm

Charge critique

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·70000·125664/1500² = 38586 N = 38,59 kN

Réponse

Pcr = 38,59 kN
10.Flambement des poteaux

Réponse: d = 39,47 mm

Flambement d’Euler : un poteau élancé devient instable à Pcr = π²EI/(KL)², où KL est la longueur de flambement : K = 1 pour articulé–articulé, 2 pour encastré–libre, 0,7 pour encastré–articulé et 0,5 pour encastré–encastré. Il flambe autour de l’axe ayant le plus petit I. La formule vaut pour les poteaux élancés, dont la contrainte critique reste sous la limite d’élasticité.

Charge critique nécessaire

Pcr = n·P = 3·10000 = 30000 N
KL = 0,7·4000 = 2800 mm

Isoler le diamètre

d = (64·n·P·(KL)²/(π³E))^(1/4) = (64·30000·2800²/(π³·200000))^(1/4) = 39,47 mm

Réponse

d = 39,47 mm

Vérification : l’élancement KL/r vaut 283,7, le poteau est donc élancé et Euler s’applique.

11.Centre de gravité et moment quadratique

Réponse: Ix = 43,21 × 10⁶ mm⁴

Sections composées : découpez la section en rectangles. Le centre de gravité est la moyenne pondérée par les aires ȳ = ΣAᵢyᵢ/ΣAᵢ. Le moment quadratique par rapport à l’axe passant par le centre de gravité additionne pour chaque partie son propre bh³/12 et son terme de Huygens A·d², où d est la distance entre le centre de gravité de la partie et celui de la section. La contrainte de flexion vaut σ = M·y/I.

Découper en deux rectangles

Mesurez chaque y depuis le bord inférieur.

semelle: Af = 200·30 = 6000 mm², yf = 240 + 30/2 = 255 mm
âme: Aw = 10·240 = 2400 mm², yw = 240/2 = 120 mm

Centre de gravité

ȳ = (Afyf + Awyw)/(Af + Aw) = (6000·255 + 2400·120)/8400 = 216,4 mm

Théorème de Huygens

semelle: 200·30³/12 + 6000·(255 − 216,4)² = 9,377 × 10⁶ mm⁴
âme: 10·240³/12 + 2400·(120 − 216,4)² = 3,384 × 10⁷ mm⁴
Ix = 9,377 × 10⁶ + 3,384 × 10⁷ = 4,321 × 10⁷ mm⁴ = 43,21 × 10⁶ mm⁴

Réponse

Ix = 43,21 × 10⁶ mm⁴
12.Centre de gravité et moment quadratique

Réponse: σhaut = 56,36 MPa

Sections composées : découpez la section en rectangles. Le centre de gravité est la moyenne pondérée par les aires ȳ = ΣAᵢyᵢ/ΣAᵢ. Le moment quadratique par rapport à l’axe passant par le centre de gravité additionne pour chaque partie son propre bh³/12 et son terme de Huygens A·d², où d est la distance entre le centre de gravité de la partie et celui de la section. La contrainte de flexion vaut σ = M·y/I.

Découper en deux rectangles

Mesurez chaque y depuis le bord inférieur.

semelle: Af = 240·20 = 4800 mm², yf = 100 + 20/2 = 110 mm
âme: Aw = 8·100 = 800 mm², yw = 100/2 = 50 mm

Centre de gravité

ȳ = (Afyf + Awyw)/(Af + Aw) = (4800·110 + 800·50)/5600 = 101,4 mm

Théorème de Huygens

semelle: 240·20³/12 + 4800·(110 − 101,4)² = 512653 mm⁴
âme: 8·100³/12 + 800·(50 − 101,4)² = 2,783 × 10⁶ mm⁴
Ix = 512653 + 2,783 × 10⁶ = 3,295 × 10⁶ mm⁴

Contrainte de flexion

Le bord supérieur est à h − ȳ de l’axe.

y = 120 − 101,4 = 18,57 mm
σ = M·y/I = 1 × 10⁷·18,57/3,295 × 10⁶ = 56,36 MPa

Réponse

σhaut = 56,36 MPa
13.Contrainte effective dans les sols

Réponse: σ′ = 68,38 kPa

Contrainte effective (Terzaghi) : le squelette du sol porte σ′ = σ − u. La contrainte totale σ est le poids de tout ce qui se trouve au-dessus du point, Σγ·h, avec le poids volumique sec au-dessus de la nappe et le poids volumique saturé en dessous. Sous la nappe, la pression interstitielle est hydrostatique : u = γw·(profondeur sous la nappe).

Contrainte totale

Additionnez le poids de chaque couche de sol au-dessus de X. Au-dessus de la nappe, prenez le poids volumique sec ; en dessous, le saturé.

σ = γd·zw + γsat·(z − zw) = 16·3 + 20·2 = 88 kPa

Pression interstitielle

La pression de l’eau croît avec la profondeur sous la nappe.

u = γw·(z − zw) = 9,81·2 = 19,62 kPa

Contrainte effective

σ′ = σ − u = 88 − 19,62 = 68,38 kPa

Réponse

σ′ = 68,38 kPa
14.Contrainte effective dans les sols

Réponse: σ′ = 116,9 kPa

Contrainte effective (Terzaghi) : le squelette du sol porte σ′ = σ − u. La contrainte totale σ est le poids de tout ce qui se trouve au-dessus du point, Σγ·h, avec le poids volumique sec au-dessus de la nappe et le poids volumique saturé en dessous. Sous la nappe, la pression interstitielle est hydrostatique : u = γw·(profondeur sous la nappe).

Contrainte totale

Additionnez le poids de chaque couche de sol au-dessus de X. Au-dessus de la nappe, prenez le poids volumique sec ; en dessous, le saturé.

σ = γd·5 + γsat,sand·1 + γsat,clay·4
σ = 15·5 + 19·1 + 18·4 = 166 kPa

Pression interstitielle

La pression de l’eau croît avec la profondeur sous la nappe.

u = γw·(z − zw) = 9,81·5 = 49,05 kPa

Contrainte effective

σ′ = σ − u = 166 − 49,05 = 116,9 kPa

Réponse

σ′ = 116,9 kPa
15.Tassement de consolidation

Réponse: S = 166,5 mm

Consolidation primaire d’une couche d’argile d’épaisseur H, avec la contrainte effective au milieu de la couche : σ′f = σ′0 + Δσ. Argile normalement consolidée : S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Une argile surconsolidée se recomprime selon Cr jusqu’à la pression de préconsolidation σ′p et ne suit Cc qu’au-delà. Temps : t = Tv·Hdr²/cv, où le chemin de drainage Hdr vaut H/2 lorsque l’eau peut s’évacuer en haut et en bas, et H lorsqu’une seule face est drainante.

Comparer avec la pression de préconsolidation

σ′f = 45 + 80 = 125 kPa > 95 kPa

Tassement

Recompression jusqu’à σ′p, compression vierge au-delà.

S = 0,04·4/(1 + 0,6)·log₁₀(95/45) + 0,45·4/(1 + 0,6)·log₁₀(125/95)
S = 32,45 + 134,1 = 166,5 mm

Réponse

S = 166,5 mm
16.Tassement de consolidation

Réponse: t = 2,164 ans

Consolidation primaire d’une couche d’argile d’épaisseur H, avec la contrainte effective au milieu de la couche : σ′f = σ′0 + Δσ. Argile normalement consolidée : S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Une argile surconsolidée se recomprime selon Cr jusqu’à la pression de préconsolidation σ′p et ne suit Cc qu’au-delà. Temps : t = Tv·Hdr²/cv, où le chemin de drainage Hdr vaut H/2 lorsque l’eau peut s’évacuer en haut et en bas, et H lorsqu’une seule face est drainante.

Chemin de drainage

Hdr = H/2 = 3,5/2 = 1,75 m

Durée

t = Tv·Hdr²/cv = 0,848·1,75²/1,2 = 2,164 ans

Réponse

t = 2,164 ans
17.Poussée hydrostatique

Réponse: F = 235,4 kN

Force hydrostatique sur une surface plane : F = ρ·g·yc·A. Elle agit au centre de poussée, ycp = yc + Ic/(ycA), toujours situé sous le centre de gravité.

Profondeur du centre de gravité et aire

yc = d + H/2 = 2,5 + 3/2 = 4 m
A = H·b = 3·2 = 6 m²
vanned = 2,5 mH = 3 mF

Force résultante

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·4·6 = 235,4 kN

Réponse

F = 235,4 kN
18.Poussée hydrostatique

Réponse: F = 14,71 kN

Force hydrostatique sur une surface plane : F = ρ·g·yc·A. Elle agit au centre de poussée, ycp = yc + Ic/(ycA), toujours situé sous le centre de gravité.

Profondeur du centre de gravité et aire

yc = d + H/2 = 1 + 1/2 = 1,5 m
A = H·b = 1·1 = 1 m²
vanned = 1 mH = 1 mF

Force résultante

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·1,5·1 = 14,71 kN

Réponse

F = 14,71 kN
19.Frottement en conduite et pertes de charge

Réponse: hf = 27,89 m

Écoulement en conduite : le nombre de Reynolds Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ distingue l’écoulement laminaire (Re inférieur à environ 2000) de l’écoulement turbulent (au-dessus d’environ 4000). Le frottement le long d’une conduite provoque la perte de charge de Darcy–Weisbach hf = f·(L/D)·V²/(2g). Les raccords, les vannes, l’entrée et la sortie ajoutent des pertes de charge singulières hm = ΣK·V²/(2g). Entre les surfaces libres de deux réservoirs, l’équation de l’énergie donne Δz = hf + hm, perte de sortie K = 1 comprise.

Vitesse moyenne

A = π·0,1²/4 = 0,007854 m²
V = Q/A = 0,015/0,007854 = 1,91 m/s

Hauteur cinétique

V²/(2g) = 1,91²/(2·9,81) = 0,1859 m

Darcy–Weisbach

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,015·(1000/0,1)·1,91²/(2·9,81) = 27,89 m

Réponse

hf = 27,89 m
20.Frottement en conduite et pertes de charge

Réponse: Q = 237,2 L/s

Écoulement en conduite : le nombre de Reynolds Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ distingue l’écoulement laminaire (Re inférieur à environ 2000) de l’écoulement turbulent (au-dessus d’environ 4000). Le frottement le long d’une conduite provoque la perte de charge de Darcy–Weisbach hf = f·(L/D)·V²/(2g). Les raccords, les vannes, l’entrée et la sortie ajoutent des pertes de charge singulières hm = ΣK·V²/(2g). Entre les surfaces libres de deux réservoirs, l’équation de l’énergie donne Δz = hf + hm, perte de sortie K = 1 comprise.

Coefficients de perte de charge

f·L/D = 0,015·400/0,25 = 24
ΣK = 0,5 + 2·0,3 + 5 + 1,0 = 7,1

Équation de l’énergie

Les deux surfaces sont à l’air libre et pratiquement au repos ; tout Δz est donc perdu dans la conduite.

37 = (24 + 7,1)·V²/(2·9,81)
V = √(2·9,81·37/31,1) = 4,831 m/s

Débit

Q = V·π·D²/4 = 4,831·0,04909 = 0,2372 m³/s = 237,2 L/s

Réponse

Q = 237,2 L/s
21.Écoulement à surface libre (Manning)

Réponse: Q = 9,37 m³/s

Formule de Manning (SI) : pour un écoulement uniforme dans un canal à surface libre, V = (1/n)·R2/3·S1/2 et Q = A·V, avec n le coefficient de rugosité, S la pente du fond (m/m) et R = A/P le rayon hydraulique : section mouillée divisée par le périmètre mouillé. Seule la paroi en contact avec l’eau compte dans P, pas la surface libre. Rectangle : A = b·y, P = b + 2y. Trapèze de fruit des berges z:1 (horizontal:vertical) : A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²). Une conduite circulaire pleine ou à moitié pleine a R = D/4.

Géométrie

A = b·y = 3,5·1,6 = 5,6 m²
P = b + 2y = 3,5 + 2·1,6 = 6,7 m
R = A/P = 0,8358 m

Vitesse

V = (1/0,015)·0,83582/3·0,00081/2 = 1,673 m/s

Débit

Q = A·V = 5,6·1,673 = 9,37 m³/s

Réponse

Q = 9,37 m³/s
22.Écoulement à surface libre (Manning)

Réponse: S = 0,003006 m/m

Formule de Manning (SI) : pour un écoulement uniforme dans un canal à surface libre, V = (1/n)·R2/3·S1/2 et Q = A·V, avec n le coefficient de rugosité, S la pente du fond (m/m) et R = A/P le rayon hydraulique : section mouillée divisée par le périmètre mouillé. Seule la paroi en contact avec l’eau compte dans P, pas la surface libre. Rectangle : A = b·y, P = b + 2y. Trapèze de fruit des berges z:1 (horizontal:vertical) : A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²). Une conduite circulaire pleine ou à moitié pleine a R = D/4.

Rayon hydraulique

R = D/4 = 0,3/4 = 0,075 m

Résoudre Manning pour S

S = (n·V/R2/3)² = (0,013·0,75/0,1778)² = 0,003006

Réponse

S = 0,003006

Cela correspond à une pente de 3,006 m par kilomètre.

23.Pompes et puissance de pompage

Réponse: Pshaft = 14,71 kW

Puissance d’une pompe : la puissance transmise à l’eau est la puissance hydraulique Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp. L’arbre doit fournir davantage, car la pompe a des pertes : Pshaft = Ph/ηpump, et le moteur absorbe Pel = Pshaft/ηmotor. La hauteur manométrique H découle de l’équation de l’énergie : hauteur géométrique + hauteur de pression + toutes les pertes de charge par frottement et singulières.

Puissance hydraulique

Ph = ρ·g·Q·H = 1000·9,81·0,05·24 = 11,77 kW

Puissance sur l’arbre

Pshaft = Ph/η = 11,77/0,8 = 14,71 kW

Réponse

Pshaft = 14,71 kW
24.Pompes et puissance de pompage

Réponse: H = 47,58 m

Puissance d’une pompe : la puissance transmise à l’eau est la puissance hydraulique Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp. L’arbre doit fournir davantage, car la pompe a des pertes : Pshaft = Ph/ηpump, et le moteur absorbe Pel = Pshaft/ηmotor. La hauteur manométrique H découle de l’équation de l’énergie : hauteur géométrique + hauteur de pression + toutes les pertes de charge par frottement et singulières.

Vitesse

V = Q/A = 0,05/0,01767 = 2,829 m/s
V²/(2g) = 0,408 m

Pertes de charge

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (18 + 5)·0,408 = 9,385 m

Hauteur de pression

p/(ρ·g) = 100000/(1000·9,81) = 10,19 m

Hauteur manométrique de la pompe

Les deux surfaces sont pratiquement au repos ; il n’y a donc pas de terme de hauteur cinétique.

H = Δz + p/(ρ·g) + hL = 28 + 10,19 + 9,385 = 47,58 m

Réponse

H = 47,58 m
25.Valeur temps de l'argent

Réponse: FV = 17604 €

Valeur temps de l'argent : l'argent d'aujourd'hui vaut plus que la même somme plus tard, car il peut rapporter des intérêts. Avec un taux i par période, un montant croît en FV = PV·(1 + i)n. Une suite de paiements égaux (une annuité) s'évalue en additionnant chaque paiement, ce qui donne les formules d'annuités.

Taux et nombre de périodes

i = r/m = 0,048/12 = 0,004
N = m·n = 12·8 = 96

Valeur future

FV = 12 000·(1 + 0,004)96 = 12 000·1,467 = €17 604,26

Réponse

FV = €17 604,26
26.Valeur temps de l'argent

Réponse: FV = 31716 €

Valeur temps de l'argent : l'argent d'aujourd'hui vaut plus que la même somme plus tard, car il peut rapporter des intérêts. Avec un taux i par période, un montant croît en FV = PV·(1 + i)n. Une suite de paiements égaux (une annuité) s'évalue en additionnant chaque paiement, ce qui donne les formules d'annuités.

Taux mensuel et nombre de versements

i = 0,024/12 = 0,002
N = 12·8 = 96

Valeur future des versements

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 300·(1,211 − 1)/0,002 = €31 715,73

Réponse

FV = €31 715,73

Tu as versé toi-même €28 800 ; le reste, ce sont des intérêts.

27.VAN et TRI

Réponse: NPV = 16618 €

Valeur actuelle nette : actualise chaque flux de trésorerie à aujourd'hui avec le taux de rendement exigé r, puis additionne : NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Un projet avec NPV > 0 rapporte plus que r et crée de la valeur. Le taux de rendement interne (TRI) est le taux pour lequel NPV = 0.

Valeur actuelle des flux annuels

22 500·4,623 = 104 014,79

Valeur actuelle de la valeur résiduelle

20 000/1,587 = 12 603,39

NPV

NPV = −100 000 + 104 014,79 + 12 603,39 = €16 618,18

Réponse

NPV = €16 618,18
28.VAN et TRI

Réponse: IRR = 25,69 %

Valeur actuelle nette : actualise chaque flux de trésorerie à aujourd'hui avec le taux de rendement exigé r, puis additionne : NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Un projet avec NPV > 0 rapporte plus que r et crée de la valeur. Le taux de rendement interne (TRI) est le taux pour lequel NPV = 0.

Encadrer le TRI

La VAN baisse quand le taux augmente, donc le TRI se trouve entre un taux à VAN positive et un taux à VAN négative.

NPV(25%) = 80,00
NPV(30%) = −473,37

Resserrer

L'interpolation linéaire donne une première estimation ; la répéter (ou utiliser la fonction TRI d'une calculatrice) donne le taux exact.

IRR ≈ 25 + 5·80,00/(80,00 − (−473,37)) = 25,72%
exact: NPV(25,69%) = 0 → IRR = 25,69%

Réponse

IRR = 25,69%
29.Loi normale

Réponse: z = −2,13

D’une aire à z : Φ(z) est l’aire à gauche de z. Pour une aire A de la queue gauche, trouvez dans la table le z tel que Φ(z) = A. Une aire A de la queue droite signifie Φ(z) = 1 − A. Une aire centrale A entre −z et z laisse (1 − A)/2 dans chaque queue, donc Φ(z) = (1 + A)/2. Pour une valeur x, utilisez x = μ + zσ.

Aire à gauche de z

Φ(z) = 1 − 0,9834 = 0,0166

Lire la table de z à l’envers

Trouvez 0,0166 dans la table et lisez z.

z = −2,13

Réponse

z = −2,13
30.Loi normale

Réponse: x = 115,6 points

D’une aire à z : Φ(z) est l’aire à gauche de z. Pour une aire A de la queue gauche, trouvez dans la table le z tel que Φ(z) = A. Une aire A de la queue droite signifie Φ(z) = 1 − A. Une aire centrale A entre −z et z laisse (1 − A)/2 dans chaque queue, donc Φ(z) = (1 + A)/2. Pour une valeur x, utilisez x = μ + zσ.

Aire à gauche

Φ(z) = 0,85

z d’après la table

z ≈ 1,04

Retour aux unités d’origine

x = 100 + 1,04·15 = 115,6 points

Réponse

x = 115,6 points

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