6e-Chapitre 13. Du besoin aux solutions techniques

Thème 5. Conception d'un objet pour la conquête spaciale

Chapitre 13. Du besoin aux solutions techniques

Problème : Pourquoi les objets techniques évoluent ils avec le temps ? Comment fonctionne un objet technique ?

Chers spationautes, afin d'apporter les matérieux nécessaires à la construction d'une base martienne, vous allez devoir concevoir un atteriseur Nous allons découvrir dans ce chapitre comment concevoir efficassement un objet technique.

Votre mission

Au programme de ce chapitre

Activité 49. L'impact des matériaux sur l'environnement (non traité)

Activité 47. Evolution des objets techniques (partielle)

Activité 48. Choisir le matériau adapté

Activité 46. Du besoin à la solution technique

Activité 45. La notion de besoin et de fonction en technologie

Activité finale : concevoir atterisseur d'oeuf

Activité 45. La notion de besoin et de fonction en technologie

Partie 1. Le besoin

Depuis toujours, pour satisfaire ses besoins, l'Homme a exploité la nature pour transformer ce qu'il y trouvait (les objets) en produits (les objets techniques).

Un objet est un objet naturel non modifié par l'homme. Exemple un caillou

L'objet technique est un objet issu de matières transformées par l'homme pour répondre à un besoin. Exemple un avion.

Vérifie que tu as bien compris la différence en objet naturel et objet technique

Un besoin est une nécessité ou un désir éprouvé par l'homme. Tout objet technique répond à un besoin.

Partie 1. Le besoin

Travail à faire

Utilise l'animation suivante pour vérifier ce que tu as compris

Ai je bien compris la notion de besoin ?

Partie 2. La fonction d'usage

Une petite vidéo pour se poser des questions...

Qu’est-ce que la fonction d’usage, la fonction d’estime ?

Partie 2. La fonction d'usage

Décrire avec précision le besoin auquel répond ton stylo bille jetable bleu en utilisant la méthode du QQOQCPC (Quoi ? Qui ? Où ? Quand ? Comment ? Pourquoi ? Combien ?)

Complète ensuite le schéma parfois nommé « la bête à cornes » afin de schématise ce besoin

+ détails

Partie 2. La fonction d'usage

C'est le service rendu par le produit. La fonction d'usage résulte d'une ou plusieurs fonctions techniques de l'objet. Pour connaître la fonction d'usage d'un objet ou d'un produit, il suffit de se poser la question : A quoi cela sert ?

Exemple : Un stylo sert à écrire, dessiner, gribouiller... Sa fonction d'usage est : laisser une trace. Pour cela, un système technique a été mis au point. Les systèmes techniques connus sont les systèmes à mine, à bille, à plume, ou feutre

Travail à faire

utilise l'animations suivante pour verifier que tu as compris la notion

Partie 3 : La fonction d'estime

La fonction d'estime est liée au goût de l'utilisateur et peut être ressentie différemment d'un utilisateur à un autre. La fonction d'estime est en rapport étroit avec le style de l'objet (forme, matières, modes, couleurs ...) En conclusion, la fonction d'estime est donnée par la question : Est-ce que l'objet me plaît et pourquoi il me plaît ?On parle de l'esthétique d'un objet. L'appréciation de cette fonction dépend du goût de chaque utilisateur.Chacun ses goûts !

La fonction d'estime peut dépendre : de l'esthétique (couleurs, formes, graphismes des fonctions techniques qu'il remplit de l'image qu'il peut te donner de toi du prix...

Travail à faire

Ai je bien compris la différence entre fonction d'éstime et fonction d'usage ?

Bilan de la leçon (pour résumer...)

Les objets techniques sont fabriqués pour répondre à un besoin des utilisateurs. La fonction d’usage d’un objet correspond au service qui est attendu : c’est sont utilité.Un même objet peut posséder plusieurs fonctions d’usage, servir à plusieurs choses (exemple du téléphone mobile). Chaque personne attribue une fonction d’estime aux objets qu’elle utilise. Cet avis dépend des goûts de chacun et peut changer avec le temps. Ainsi, la couleur, le style, la forme, le prix entre en ligne de compte dans la fonction d’estime d’un objet. Lors de la conception des objets, les designers cherchent à améliorer la beauté et l’ergonomie (facilité d’utilisation) des objets afin de répondre aux attentes des utilisateurs.

Activité 46. Du besoin à la solution technique

Problème : comment décrire le fonctionnement d’un objet technique ?

Quelles solutions techniques pour permettre une fonction technique ?

Visonne l'animation 1

Visionne la vidéo

Ai je bien compris les notions de fonction technique et de solution technique ?

Différence entre fonction technique et solution technique

Quelle fonction technique pour chaque partie du vélo ?

Quelle fonction technique pour quelle solution ?

Aides pour compléter ta fiche

Question 2 : Aide pour touver les 4 fonctions techniques du vélo

Aide pour completer la question 1

Aide pour compléter la question 6

Travail à faire

Bilan de la leçon (pour résumer...)

Pour satisfaire le besoin pour lequel il est conçu, un objet doit assurer un ensemble de fonctions : ce sont les fonctions techniques.Lorsque les fonctions techniques de l’objets sont identifiées, les ingénieurs cherchent comprendre comment les mettre en œuvre. Pour résoudre ce problème, ils choisissent une façon de réaliser l’action recherchée : ce sont les solutions techniques. Il existe souvent plusieurs façons de résoudre un même problème et donc plusieurs solutions techniques.Le diagramme fonctionnel est un outil qui permet au moyen de graphiques adaptés :

• de décrire le fonctionnement de l’objet technique, par ses fonctions techniques, sous forme de blocs fonctionnels.
• d’associer des solutions techniques assurées par des composants à la fonction technique qu’il réalise.

Activité 47. Evolution des objets techniques

Partie 1. Les objets qui nous entourent, ont ils toujours été les mêmes ?

Visionne l'animation suivante pour bien comprendre

Travail à faire

Partie 2. Evolution d'un autre objet technique

A toi de jouer ! tu vas réaliser la frise chronologique d’un objet de notre quotidien

Clique sur la roue pour savoir sur quel sujet tu vas faire ta frise chronologique

Travail à faire

Deux exemples de frises

Modèle de frise au keynote

Pour les explorateurs du numérique

Sauver votre frise au format pdf ou image puis envoyer la à votre enseigant par Airdrop en ayant pris soin de le nommer correctement (MON-classe-sujet)

Bilan de la leçon (pour résumer...)

Au cours du temps, les objets évoluent afin de satisfaire aux besoins des humains et d’intégrer les évolutions technologiques (nouveaux matériaux, nouvelles technologies etc.). Les objets techniques évoluent aussi pour s’adapter aux différents environnements de vie des utilisateurs.

Activité 48. Choisir le matériau adapté (non traité cette année)

Les objets techniques sont composés de différents matériaux ayant chacun des propriétés différentes

Visionne l'animation suivante

Travail à faire

5. Choisi 3 matériaux différents appartenant à des objets techniques se trouvant dans ta trousse ou autour de toi, puis suis l'animation pour identifier ces matériaux. 6. Explique ta démarche et tes conclusions.

Animation pour identifier un matériau

Bilan de la leçon

Avant de produire un objet, on doit choisir les matériaux qui vont le constituer. Les matériaux sont regroupés en fonction de leurs propriétés en grandes familles : métaux, minéraux, organiques, composite.Pour réaliser le choix du matériau le mieux adapté on prend en compte :

• Ses propriétés : résistance aux chocs, à la corrosion, densité etc. qui sont étudiées à l'aide de tests
• Sa capacité à être façonné : possibilité de le plier, le percer, le coller etc.

Selon l'objet à produire, centaines de ces propriétés seront plus importantes que d'autres. Elles constitueront des critères pour le choix du matériau.Le prix sera aussi un critère de choix.

Activité 49. L'impact des matériaux sur l'environnement(non traité cette année)

Bilan de la leçon

Les objets techniques ont un cycle de vie : extraction des matières premières, fabrication, utilisation, fin de vie. Chaque étape a un impact sur l'environnement. Le prélèvement des matières premières nécessaires à la production du matériau peut dégrader l'environnement (pollution, destruction des milieux etc.). Il contribue à l'épuisement de la ressource dans le cas de matière première non renouvelable. Les déchets produits peuvent nuire à l'environnement lorsqu'ils sont rejetés dans le milieu naturel ou stocké sans précaution. La valorisation des déchets permet de réduire l'impact environnemental des matériaux :

• recyclage des déchets avec la réalisation de nouveau objets
• valorisation énergétique : combustion des déchets organiques pour produire de la chaleur.

Activité finale : concevoir un atterrisseur à oeuf

Votre mission

A vous de jouer !!!

• Objectif : votre équipe doit concevoir et construire un atterrisseur pour permettre à un œuf de poule non cuit de se poser sans dégât lorsqu’on le lâche du 1er étage (3m de hauteur)
• Selon les résultats de la première manche, un autre lâché pourra être réalisé du 2ème étage.
• La structure doit atterrir dans une zone cible de 1m de diamètre
• En cas d’égalité, c’est la structure la plus légère qui sera choisie

Activité finale : concevoir un atterrisseur à oeuf (optionnel)

A vous de jouer !!!

Rendez vous sur TinkerCad, créez vous un compte avec les identifiants du collège. Explorez les modalités puis modéliser en 3D votre atterisseur. Faire des captures d'écran de votre création et postez les dans EcoleDirecte pour les monter à la classe

Réalisez un clip de votre atterrisseur en le programmant sous scratch. Sauvez votre projet sous forme de vidéo pour le monter à la classe.