Défi scientifique : la plus haute tour avec 10 feuilles de papier
« Le défi de la tour »
- ÂgeDès 6 ans
- Durée35 min
- AdulteAdulte dans la pièce
- OùSur une table, Au sol, avec de la place
Avec 10 feuilles et 50 cm de ruban adhésif, jusqu’où peux-tu construire une tour qui tient toute seule ? Ce défi de construction d’une tour en papier se partage en famille dès 6 ans, avec un adulte dans la pièce : tu vas inventer ta construction, la mesurer et l’améliorer, comme un ingénieur.
La question
Comment construire haut avec presque rien ?
Ton idée
Que va-t-il se passer, à ton avis ? Choisis une idée avant de commencer.
Le matériel
- 10 Feuilles de papier A4
- 50 cm au total Ruban adhésif
- 1 Mètre ou règle
- 1 paire Ciseaux à bouts ronds, facultatifs
L’expérience
- 1
Prépare ton espace avec l’adulte : une table dégagée pour façonner le papier et une zone de sol plane, sèche et hors du passage pour construire. Compte les 10 feuilles et mesure les 50 cm de ruban adhésif : c’est toute ta réserve pour ce défi.
Prévois 5 minutes de préparation, puis 30 minutes de construction et d’essais. - 2
Prends 1 feuille de ta réserve et compare sa tenue lorsqu’elle est plate, pliée en accordéon puis roulée en tube. Maintiens chaque forme entre tes mains sans appuyer fortement et observe laquelle se déforme le moins facilement.
Cette feuille reste dans les 10 feuilles disponibles : réutilise-la dans ta construction. - 3
Façonne les premiers éléments de ta tour en roulant ou en pliant plusieurs feuilles. Prépare une base assez large et garde des feuilles pour la suite ; utilise seulement de petits morceaux de ta réserve de ruban pour maintenir les formes.
Un pli bien marqué ou un tube dont le bord reste régulier facilite les assemblages. - 4
Assemble la base directement au sol, puis ajoute progressivement les éléments supérieurs. La tour doit tenir seule : le ruban relie uniquement les éléments en papier, sans fixer la construction au sol, à un meuble ou à un mur.
- 5
Retire doucement tes mains et compte lentement jusqu’à 10. Observe de côté si la tour reste droite, penche, glisse à un raccord ou se plie à un endroit précis ; si elle tombe, laisse-la tomber et repère la première partie qui a cédé.
- 6
Mesure verticalement du sol jusqu’au point le plus haut, en restant debout au sol et sans tirer sur la tour. Si le sommet dépasse ta taille, laisse la mesure à l’adulte, qui reste lui aussi au sol ; annonce la hauteur en centimètres et indique si la tour a tenu pendant tout le comptage.
- 7
Améliore un seul point : élargis la base, redresse un raccord ou replie un élément trop souple. Réutilise le papier et le ruban déjà disponibles, puis refais le même comptage et la même mesure pour comparer les deux versions.
Si un morceau de ruban ne peut plus servir, il reste compté dans les 50 cm : aucune recharge n’est prévue.
Observe
Une feuille plate se courbe facilement, tandis que certains plis ou un tube lui donnent davantage de tenue dans certaines directions. Pendant la construction, tu peux voir un élément s’écraser, un raccord pivoter ou toute la tour basculer sans que le papier se déchire. Une base plus large peut empêcher le basculement, mais elle ne répare pas un tube qui se plie au milieu. Ta meilleure version est la plus haute qui reste debout sans aide pendant tout le comptage.
À noter dans ton carnet
- La hauteur de chaque version, en centimètres, mesurée du sol au sommet.
- La largeur de la base à son endroit le plus large, en centimètres.
- Le nombre de feuilles utilisées et la forme principale des éléments : tubes, plis ou assemblages triangulés.
- La première déformation observée et le résultat du comptage jusqu’à 10.
Comprendre
Le papier ne devient pas un autre matériau quand tu le plies, mais sa forme change sa résistance à la déformation. Pour construire haut, il faut des éléments assez rigides et des raccords solides, ainsi qu’une base qui limite le basculement.
Une feuille plate est très mince : elle se courbe facilement dans son épaisseur. Quand tu la roules en tube ou la plies en accordéon, tu répartis le papier autrement autour de la forme. À quantité de papier égale, certaines déformations deviennent alors plus difficiles. Cela ne rend pas la feuille résistante dans toutes les directions : un tube peut encore s’aplatir ou se plier.
Chaque élément du bas porte le poids de ceux qui sont au-dessus. Un tube long et étroit peut se courber sur le côté sous cette charge : cette déformation s’appelle le flambement. Des éléments moins élancés et des raccords bien alignés peuvent mieux transmettre les efforts vers le sol. C’est pourquoi ajouter un étage peut faire céder un élément situé beaucoup plus bas.
La base joue un autre rôle : elle aide la tour à ne pas basculer. Le centre de gravité représente le point moyen de répartition du poids de la construction. Pour une tour immobile soumise principalement à son poids, la verticale passant par ce point doit rester à l’intérieur de la zone délimitée par ses appuis au sol. Une base large donne davantage de marge ; placer une plus grande part du papier en bas abaisse aussi le centre de gravité et aide généralement la stabilité.
Les triangles sont utiles dans les assemblages : un cadre triangulaire garde sa forme si ses côtés conservent leur longueur et si les raccords tiennent. Un cadre à quatre côtés peut, lui, se déformer en biais lorsque ses coins pivotent. On retrouve des assemblages triangulés dans les charpentes et certains ponts. Attention : un tube à section triangulaire et un cadre renforcé par des triangles ne travaillent pas exactement de la même façon.
- Rigidité
- Capacité d’un élément à résister à une déformation ; elle dépend du matériau, de sa forme et de la direction de l’effort.
- Base d’appui
- Zone délimitée par les points où la construction prend appui sur le sol.
- Centre de gravité
- Point qui représente la répartition du poids d’un objet ou d’un assemblage.
- Flambement
- Déformation sur le côté d’un élément élancé lorsqu’il est comprimé dans sa longueur.
Nouveau défi : Même hauteur, meilleure stabilité
Reprends ta dernière tour et cherche à conserver sa hauteur tout en élargissant sa base avec les mêmes éléments. N’utilise aucune feuille supplémentaire ni aucun ruban au-delà des 50 cm prévus. Compare les deux versions avec le même comptage jusqu’à 10 : peux-tu obtenir une tour qui penche moins ?
Autres idées à tester
- Avant l’assemblage, compare avec la même feuille un tube et un pliage en accordéon, puis choisis la forme qui te semble la mieux adaptée à chaque partie de la tour.
- Avec les éléments déjà façonnés, essaie une autre disposition des appuis au sol, sans chercher à dépasser la hauteur précédente. Observe si les raccords et la base restent mieux alignés.
Ranger et jeter
Démonte la tour et rassemble les feuilles réutilisables. Retire les morceaux de ruban accessibles, range le mètre ou la règle et les ciseaux, puis vérifie que le sol est dégagé.
Évier : non, aucun déchet de cette activité n’y va. Dépose le papier propre sans ruban dans le tri papier selon les consignes locales ; mets le ruban usagé et les fragments non recyclables dans la poubelle des déchets résiduels.
Pour les enseignants et les animateurs
- Classes
- Cycle 2 : CP-CE2, dès 6 ans ; cycle 3 : CM1-6e.
- Notion
- Stabilité et résistance des constructions : rôle de la base d’appui, de la répartition du poids, des formes pliées ou tubulaires et des assemblages triangulés.
- Compétences
- Formuler une hypothèse et la confronter à des observations.
- Concevoir, réaliser et améliorer un objet répondant à des contraintes.
- Mesurer une longueur, comparer des résultats et conserver des traces.
- Coopérer, argumenter un choix technique et présenter une conclusion.
- En classe
- Pour 25 élèves, constituez 5 groupes de 5, chacun disposant de 10 feuilles A4, de 50 cm de ruban adhésif et d’un instrument de mesure ; les ciseaux à bouts ronds restent facultatifs. Prévoyez 5 minutes de préparation, 30 minutes d’essais, puis une courte mise en commun supplémentaire. Répartissez les rôles de concepteur, plieur, assembleur, observateur et mesureur, en les faisant tourner. Pour ce défi scientifique cycle 3, demandez aux groupes de présenter une modification et son effet observé, plutôt que de comparer uniquement les hauteurs.
- À la fin, l’élève sait…
- L’élève doit pouvoir expliquer qu’une construction haute doit résister aux déformations et au basculement, citer une modification testée et appuyer sa conclusion sur une mesure ou une observation. Il distingue « ma tour est plus haute » de « ma tour est plus stable ».
Questions fréquentes
Quelle hauteur faut-il atteindre pour réussir ?
Il n’y a pas de hauteur minimale imposée. La réussite consiste à construire une tour autonome, à mesurer sa hauteur et à expliquer au moins une amélioration. La qualité du papier, les plis et les raccords influencent beaucoup le résultat. Comparez surtout les versions successives d’un même groupe.
Faut-il utiliser les 10 feuilles et tout le ruban ?
Non : ce sont des limites maximales, pas des quantités à épuiser. Une construction utilisant moins de papier peut être mieux conçue et plus stable. Si votre enfant recommence, il réemploie les mêmes feuilles et reste dans la réserve initiale de 50 cm de ruban. Vous pouvez l’aider à anticiper ses assemblages avant de coller.
Pourquoi la tour tombe-t-elle malgré une base large ?
Une base large aide surtout à limiter le basculement de l’ensemble. Elle n’empêche pas un élément de se plier ou un raccord de glisser. Invitez votre enfant à repérer le tout premier mouvement visible. Cette observation permet de choisir une correction ciblée plutôt que de modifier toute la tour.
Vérifiée avant publication
Cette expérience a été relue le 15 octobre 2026 par notre contrôle de sécurité et notre contrôle scientifique : 53 phrases relues une à une, dont 4 appuyées par une citation des sources ci-dessous ; aucune erreur restante.
