Séquence_n°2_Aménager un conteneur pour loger un étudiant

Aménager un conteneur pour loger un étudiant

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mR lambert - Technologie

Séance 1 Définir le besoin et complèter le cahier des charges

Le besoin

Expression du besoin

Contraintes et normalisations

Analyse fonctionnelle

Caractéristiques du cahier des charges

Le conteneur maritime (container en anglais) est une innovation d'un transporteur routier américain, Malcom MAC LEAN 1956.

Séance 2

Le besoin

Tout au long de la journée, l'homme fait une multitude d'actions : se lever, se nourrir, communiquer, aller au travail, dormir,... Toutes ces actions répondent aux besoins de l'homme.

Pour répondre à tous ses besoins, il utilise une multitude d'objets techniques ou services.

a SAVOIR FAIRE

a SAVOIR FAIRE

Tous les objets techniques répondent aux besoins de l'homme. Il est possible d'exprimer le besoin correspondant à chaque objet technique en répondant à la question " A quoi sert-il ?". La réponse à cette question nous informe sur l'utilisation de l'objet technique, elle est appelée la "fonction d'usage".

Comment détermine-t-on la fonction d'usage d'un objet technique ou d'un service ? On se demande à quoi sert l'objet ou le service et on écrit : L'objet technique ou le service "sert" + un verbe à l'infinitif et un complément.

a SAVOIR FAIRE

L'EXPRESSION DU besoin

Pour concevoir un objet qui corresponde aux attentes des futurs utilisateurs, il faut identifier clairement le besoin et rédiger la fonction d'usage.

Pour définir le besoin correspondant à un produit, on peut utiliser un outil graphique appelé "bête à corne" qui permet d'exprimer graphiquement le besoin en donnant une réponse aux questions suivantes :

- A qui, à quoi rend service le produit ?

- Sur quoi agit le produit (physiquement)?

- Dans quel but ce système existe ?

Matière d'oeuvre

Usagers

La fonction d'usage est ensuite énoncée par une phrase : Le "produit" permet à (réponse à la question "A qui, à quoi rend-il service ?") d'agir sur (réponse à la question "sur quoi agit-il?"), dans le but (réponse à la question "Dans quel but ?").

Fonction du produit

a SAVOIR FAIRE

Pour concevoir un objet technique qui corresponde aux attentes des futurs utilisateurs, il faut identifier clairement le besoin et rédiger la fonction d'usage.

Occupants

La route

Exemple d'expression du besoin d'une automobile

1 - D'abord, on place le nom du produit "Automobile" au centre de l'outil "bête à cornes".

Automobile

2- Ensuite, on répond aux 3 questions posées.

Se déplacer

3- Enfin, pour exprimer le besoin, on écrit la fonction d'usage : "L'automobile permet aux occupants de la voiture de se déplacer sur la route."

a SAVOIR FAIRE

Contraintes et normalisations

Pour remplir la fonction d'usage et répondre au besoin, un objet technique ou un service doit respecter un ensemble de contraintes, normes ou règlements.

Contraintes liées au fonctionnementContraintes liées aux coûtContraintes liées à l'esthétiqueContraintes liées à l'ergonomieContraintes liées à l'environnementContraintes liées à la sécurité

Les contraintes de fonctionnement imposent de remplir correctement la fonction d'usage de l'objet.

Les contraintes de coût imposent de rendre l'objet accessible économiquement par rapport au besoin et à la cible.

Les contraintes d'esthétique imposent de rendre l'objet attirant.

Les contraintes d'ergonomie imposent de rendre l'objet adapté à son utilisateur.

Les contraintes environnementales imposent de limiter l'impact de l'objet sur l'environnement.

Les contraintes de sécurité imposent de rendre l'objet utilisable en toute sécurité.

a SAVOIR FAIRE

On peut classer les contraintes sur un objet technique grâce à une carte mentale ou un tableau. La formulation des contraintes est : "le produit doit..." ou " le produit ne doit pas..."

Exemple

Carte mentale

Tableau

Analyse fonctionelle

Afin de satisfaire la fonction d'usage et rédiger le cahier des charges, un nouveau produit est décrit par des fonctions de service (fonctions principales et fonctions contraintes) pour répondre à un besoin.

Le cahier des charges fonctionnel est le document par lequel le demandeur exprime ses besoins (ou ceux qu'il est chargé d'exprimer) en terme de fonctions de service (FP et FC). Pour chacune d'elles sont définis des critères d'appréciations ainsi que leurs niveaux. (Source : AFNOR) Les fonctions à déterminer sont donc inscrites dans le tableau des fonctions de service et caractéristiques du cahier des charges.

a SAVOIR FAIRE

a SAVOIR FAIRE

Pour rédiger le cahier des charges, nous recherchons les interactions avec les éléments de son environnement pendant son utilisation.

Méthode

Exemple avec un vélo

On se pose la question : avec quoi est en contact et interagit le produit au cours de son utilisation ?

On utilise un outil graphique : "pieuvre" pour aider à rechercher et à rédiger ces fonctions.

FC5

FP1

FC4

FC3

Puis nous obtenons les Fonctions Principales(FP) et les fonctions Contraintes (FC) attendues du produit.

FC1

FC2

C'est grâce à l'analyse fonctionnelle que l'on détermine les fonctions de service d'un futur produit à partir de l'analyse des relations qu'il doit entretenir avec son environnement.

Suivant

a SAVOIR FAIRE

La méthode de l'analyse fonctionnelle avec l'outil "pieuvre" se décompose en 4 étapes

Etape 1 : on isole le produit en utilisation.

Etape 2 : on recense les éléments environnants du produit.

Tous ces éléments interagissent avec le produit en utilisation. Ils appartiennent à divers milieux : humain, physique, technique, économique.

SUIVANT

a SAVOIR FAIRE

La méthode de l'analyse fonctionnelle avec l'outil "pieuvre" se décompose en 4 étapes

Etape 3 : on identifie les liaisons des Fonctions Principales :

Comment identifier les Fonctions Principales (FP) ?

Le produit rend toujours au moins un service entre un élément extérieur et un autre élément extérieur pour répondre aux besoins de l'utilisateur.

FP1

On se pose la question : Entre quel élément et quel élément le produit rend-il service ?

Cela se représente par une flèche double

Cela s'écrit : FP : Le produit permet à un élément extérieur d'agir par rapport à un autre élément extérieur.

FP1 : Le produit "VTT" permet à un élément "Cycliste" d'agir "se déplacer" par rapport à un autre élément "Tout type de sol".

SUIVANT

a SAVOIR FAIRE

La méthode de l'analyse fonctionnelle avec l'outil "pieuvre" se décompose en 4 étapes

Etape 4 : on identifie les liaisons des Fonctions contraintes :

Comment identifier les Fonctions Contraintes (FC) ?

Le produit doit s'adapter aux éléments extérieurs avec lesquels il est en relation.

FC5

On se pose la question : Quelle adaptation a le produit par rapport à l'élément extérieur ?

FP1

FC4

FC1

FC3

FC2

Cela se représente par une flèche simple

Cela s'écrit : FC : Le produit doit s'adapter à l'élément extérieur

Les fonctions de service du VTT sont inscrites dans un tableau pour ensuite préciser les caractéristiques de chaque fonction :

FC2: Le produit "VTT" doit s'adapter "Résister" aux conditions climatiques "Milieu ambiant" FC3: Le produit "VTT" doit s'adapter "Supporter" des éléments "Accéssoire"

cARACTéRISTIQUES DU CAHIER DES CHARGES

Lors de la conception d'un produit, en fonction de l'usage prévu et des fonctions de service attendues, il faut définir les performances à atteindre dans le cahier des charges.

Pour chaque fonction de service (fonctions principales et fonctions contraintes) du produit, on crée un tableau dans lequel on va définir les caractéristiques des fonctions par :

- Des critères observables ou mesurables

- Des niveaux d'exigence

a SAVOIR FAIRE

a SAVOIR FAIRE (DéFINIr les critères)

Pour définir les caractéristiques du produit, il faut d'abord déterminer des critères observables ou mesurables à respecter pour chaque fonction.

Exemple du smarphone

Les critères servent à préciser les fonctions et servent aussi à imposer au concepteur les qualités observables ou mesurables importantes du produit.

On se pose la question : A quoi doit faire attention, que doit-on imposer pour que telle ou telle fonction soit remplie ?

Exemples : - pour permettre à l'utilisateur d'envoyer des messages courts (SMS), il faut imposer une longueur de SMS. - pour que le smartphone soit esthétique (d'après le designer), il faut imposer une forme particulière

Ces critères serviront aussi à évaluer, tester le produit fini et vérifier qu'il est bien conforme au cahier des charges.

SUIVANT

a SAVOIR FAIRE (DéFINIr les niveaux)

Ensuite, il faut déterminer les niveaux d'exigence à respecter pour chaque critère.

Exemple du smarphone

Les niveaux indiquent des valeurs observables ou quantifiables (chiffrées) à atteindre pour chaque critère.

On se pose la question : Quelle valeur faut-il respecter pour pouvoir évaluer le critère ?

Exemples : - pour évaluer le critère de longueur du SMS, il faut respecter une valeur de longueur de SMS de 255 caractères maxi - pour évaluer le critère de forme, il faut vérifier que le produit a des bords arrondis

Ces niveaux servent à préciser le produit pour sa création, mais aussi à évaluer le produit fini, le tester et vérifier qu'il est bien conforme au cahier des charges.

Séance 2 Associer les fonctions et les solutions techniques

Analyser la structure d'un objet technique

Pour mettre en œuvre sa fonction d'usage, un objet technique doit assurer plusieurs fonctions différentes et complémentaires appelées fonctions techniques. Pour réaliser ces fonctions techniques, chaque objet utilise un groupe de pièces ou composants appelé solution technique. Pour expliquer le fonctionnement d'un objet technique on utilise un diagramme fonctionnel, il a pour objectif de mettre en évidence les relations entre les fonctions et les solutions techniques.

Savoir faire

Séance 3

A savoir faire (Représenter les fonctions techniques et solutions techniques)

Exemple de diagramme fonctionnel d'une lampe de bureau

Solutions techniques

Fonction d'usage

Fonctions techniques

Un objet

Prise électrique

Recevoir de l'énergie du réseau électrique

Eclairer le bureau

Ampoule

Créer de la lumière

Chacun réalise une fonction technique

Contient plusieurs composants

Canaliser l'éclairage

Abat-jour

Socle

Maintenir la stabilité de la structure

Bras articulé

Positionner la hauteur de l'éclairage

Diagramme fonctionnel

définir les fonctions techniQUES

Nous avons vu dans la séance 1 que le besoin d'un étudiant est de se loger confortablement. Le conteneur doit avoir différents espaces de vie pour permettre à un étudiant de :

Travailler

Se protéger du froid

S'éclairer

Préparer ses repas

ST

FT

FT

ST

FT

ST

FT

ST

Se détendre

ST

FT

ST

FT

ST

FT

FT

ST

Se laver

Manger

Se reposer

Séance 3 REPRESENTER une solution technique

Comment réaliser une maquette à l'echelle ?

Pour représenter votre conteneur et en créer une maquette, vous devrez réduire les dimensions réelles (un conteneur de 12m de long ne rentrerait pas dans la classe ! ). Vous devrez donc déterminer comment réduire votre conteneur, c'est ce que l'on appelle choisir une échelle pour la maquette.

Savoir faire

Séance 4

Comment réaliser une maquette ?

3 - Déssiner les languettes de collage

1 - Déssiner le conteneur à l'échelle

2 - Déssiner la porte et la fenêtre

4 - Assembler / coller

Calcul d'echelle - exemple avec un crayon

On mesure un crayon de 15 cm dans la réalité, donnez sa valeur sur la maquette avec une échelle 1 : 30.

Étape 4 - On calcule la donnée (x)

On multiplie

Étape 2 - On cherche la donnée et on l’écrit dans le tableau

15:30=0,5

15 cm

Étape 3 - On cherche la case vide et on regarde les crayons pour savoir si on divise ou multiplie

Étape 1 - On cherche l’échelle et on l’écrit dans le tableau

1:30

On divise

Étape 4 - On calcule la donnée (÷)

Séance 4 Modélisation numérique

Réaliser une maquette numérique en 3D

Un modèle numérique, ou maquette numérique, est une représentation numérique en trois dimensions (3D) d'un objet technique. Un logiciel de CAO (conception assistée par ordinateur) est un programme informatique qui permet de représenter des objets techniques en trois dimensions.

Savoir faire

Tutoriel video

oUTIL DE DESCRIPTION D'UNE STRUCTURE

Pour réaliser la description de la structure d'un objet technique, on réalise une modélisation volumique.

Exemple d'un bâtiment modélisé avec le logiciel SKETCHUP

La modélisation volumique est la conception d'un objet technique en 3 dimensions (largeur, hauteur et profondeur) à l'aide d'un logiciel. On parle de C.A.O. (Conception Assistée par Ordinateur).

les differentes zones de travail

La zone des outils

La zone de dessin

La zone où l'on précise les dimensions des objets.

Point d'origine

l'environnement de travail

Le logiciel SketchUp permet de créer, visualiser et modifier des structures, et également insérer des objets à partir de bibliothèques.

Comment construire une structure avec le logiciel Sketchup ?

On peut construire des objets techniques grâce à la barre d'outils "Standard".

Utiliser une bibliothèque locale

Memento SketchUp 8

tUTORIEL VIDEO

Aménagement interieur

aménagement exterieur

Intégrer une baie vitree