Collège Maryse Bastié

SYNTHESES DE TECHNOLOGIENIVEAU 3ème

Année scolaire: 2014-2015Professeur: Mme Demolliens

Nom:Prénom:

GESTION DE PROJET Synthèse N°ANALYSE DU BESOIN :Méthodes pour énoncer le besoin

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1) Le besoin :

Un objet technique est conçu pour répondre aux besoins des utilisateurs et pour s'adapter aux conditions de son utilisation. Les besoins évoluent en fonction des progrès techniques, des modes de vie. Avant de concevoir un objet technique, il faut s'assurer que le besoin existe parmi les futurs utilisateurs. Des enquêtes et des sondages sont réalisés dans ce but.

Préhistoire Renaissance Actuellement

- Être en sécurité- Se nourrir

- Se nourrir- Être en sécurité- Se distraireetc...

- Se nourrir- Se distraire- Se cultiver, s'instruire- Faire du sport- Être en sécurité etc...

Pour se nourrir : Cueillette, viande crue puis cuite

Culture de fruits et légumes, viande cuite, plats cuisinés

Idem renaissance plus nourriture lyophilisée, congelée, en conserve.

Pour se distraire : danses « folkloriques »

Spectacles de troubadours, théâtre, concert, jeux de société

Théâtre, concert, sports, cinéma, consoles de jeu, internet, etc...

Pour exprimer le besoin auquel répondra le futur produit: a) on utilise la méthode QQOQCPC : on pose les questions Quoi ? (A quel besoin répondra le produit) Qui ? (A qui s'adressera t'il?) Où ? (A quel endroit ce besoin existe t'il?) Quand ? (A quel époque, moment de la journée, de l'année etc...), Comment ? (comment le besoin a t'il émergé) Pourquoi ? (Pourquoi a t'on ce besoin maintenant et pas avant?) Combien ? (combien de personnes sont concernées)

b) On dessine la « bête à cornes »

Exemple

om:Prénom:

GESTION DE PROJET Synthèse N°ANALYSE DE FAISABILITE: RECHERCHE DES

CONTRAINTES- REDACTION DU CDCF

INT N°Page N°

Avant de se lancer dans la conception du futur produit, il est nécessaire de bien définir celui ci en identifiant d'une part les fonctions qu'il devra remplir (fonctions d'usage et d'estime) , et d'autre part les contraintes auxquelles il devra s'adapter. Pour représenter l'ensemble de ces fonctions , on utilise :A) Le diagramme de la pieuvre ou diagramme des interacteurs ou diagramme contextuel.1ère étape:. Identifier dans l'environnement les éléments qui sont en liaison avec l'objet.

2ème étape: Positionner la fonction d'usage. C'est la fonction principale de l'objet.Elle indique à quoi sert l'objet.

3ème étape

B) CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL (CDCF)A partir de la liste des contraintes et du diagramme de la pieuvre, il est facile d'écrire le cahier des charges fonctionnel. Le cahier des charges est un document par lequel un demandeur ( entreprise, organisme public ou privé) exprime le besoin devant être satisfait par un produit à concevoir. C'est un contrat qui engage le concepteur.Dans ce document apparaît la liste des fonctions de services et de contraintes .Ces fonctions sont caractérisées par: des critères d'appréciation, les niveaux d'appréciation, et la flexibilité attendue.

Un critère d'acceptation:Un critère est une caractéristique observable ou mesurable (dureté, dimension, luminosité, masse, coût...) qui permet de porter un jugement sur une fonction ou une contrainte.Un niveau d'acceptation: Le niveau désigne la valeur d'un critère d'appréciation, c'est à dire la performance pour satisfaire une fonction ou respecter une contrainte. Si le critère est mesurable, le niveau est exprimé par une valeur dans une unité donnée.Une flexibilité: Elle précise la marge de variation acceptable du niveau d'acception ( amplitude de l'intervalle de tolérance)Exemple : Extrait d'un cahier des charges pour une voitureContraintes Critère Niveau Flexibilite

C1: Ne doit pas consommer Nombre de litres au 100km < 5 en ville 0,5 l

C2: Doit être adapter à une grande famille

Nombre de place assises 7 Aucune

Positionner les fonctions de contraintes

Définitions à connaître. Les fonctions de service comprennent :o les fonctions d'usage (FU) qui indiquent à quoi servent les produitso les fonctions d'estime (FE) qui traduisent la partie subjective du besoin. Il s’agit des fonctions relatives à l’esthétique, aux goûts.Par ailleurs le produit doit être conforme aux lois , normes et aux critères d'utilisation; il doit donc être conçu en prenant en compte des fonctions de contraintes. Une contrainte est une limitation de la liberté du concepteur (règlement,normes et impératifs d'interface matérielle ou immatérielles). Les contraintes sont liées à l'utilisation (fonctionnelles), la sécurité , aux données économiques, à l'ergonomie, (facilité et confort d'utilisation), à l'environnement (recyclage des matériaux utilisés,les émissions de polluants …...)Une fonction est formulée par un verbe à l’infinitif suivi d’un complément. Elle doit faire abstraction de toute référence à des solutions.

Revoir l'étude de cas sur « la liseuse électronique » faite en cours 

Concepteur

Client

Le cahier des charges est un document qui va servir tout au long de la conception pour rechercher les solutions techniques permettant de remplir les fonctions et de respecter les contraintes.Le cahier des charges est aussi utilisé pendant les phases de test pour vérifier si les solutions techniques respectent les niveaux d'acceptation requis

NOM :Prénom :Classe :

Synthèse Identifier les solutions techniquesLe diagramme fonctionnel

INT N°2

Page N°

MéthodeA partir du CDCF, pendant la phase de conception, le concepteur va rechercher les solutions techniques pour concevoir un produit conforme aux attentes.Pour cela, il crée la liste des fonctions techniques à concevoir et il cherche des solutions techniques existantes ou innovantes pour chacune des fonctions techniques.Trouver une solution technique, c'est proposer un composant ou des assemblages de composants et choisir des matériaux dont les propriétés sont compatibles avec les contraintes .

Les solutions techniques proposées seront testées pour être validées ( Construction d'un prototype).

Pour représenter , le lien entre les fonctions techniques et les solutions techniques, on utilise un diagramme fonctionnel

Exemple : Cas de la liseuse électronique

FONCTIONS TECHNIQUES SOLUTIONS TECHNIQUES

LALISEUSEelectronique

Télécharger des livres numériques Wifi ou connexion et câble USB

Stocker des livres numériques Disque dur SSD

Etre autonome en énergie plusieurs jours Batterie

Pouvoir se recharger Câble USB

Afficher du texte Ecran et encre électronique

Etre facile d'utilisation Ecran tactile

Etre petite et légère Boîtier plastique de la taille d'un livre de poche de 1cm d'épaisseur

Disposer d'un éclairage Dels

Résister aux chocs « couverture » du boîtier

CDCF, Fonctions techniques, Solutions techniques, diagramme fonctionnel, prototype

MOTS CLEFS A COMPRENDRE ET A RETENIR :

Nom:Prénom:Classe:

SYNTHESE: OUTILS DE LA DEMARCHE PROJET

Intercalaire N°2

Page N°Les exemples ci-dessous sont issus d'un projet créé par des élèves de 1ère pour concevoir un four à tartes rotatif.ETUDE DU BESOIN: La bête à corne sert à définir précisément le

besoin auquel doit répondre l'objet à concevoir.Pour la construire, il faut répondre aux questions

(1) A qui (quoi) le produit rend-il service?

(2) Sur qui (quoi) le produit agit-il?

(3) Dans quel but crée-t-on ce produit?

IDENTIFICATION DES CONTRAINTES Le concepteur doit prendre en compte l'ensemble des contraintes qui vont influencer la conception de l'objet. On utilise le diagramme contextuel aussi appelé diagramme de la pieuvre pour représenter les contraintes. Ce diagramme est complété par un tableau dans lequel on décrit sous la forme d'un « Verbe + complément », les contraintes symbolisées dans le diagramme.

( Rappel: le trait qui traverse la bulle centrale du produit représente la fonction principale(FP), les autres traits représentent les fonctions de contraintes (FC)

LE CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL (CDCF)

Le cahier des charges fonctionnel est un contrat entre le client et le concepteur. Il est souvent décrit sous forme de tableau qui décrit l'ensemble des fonctions ( Principale, Estime, contrainte) en précisant pour chacune d'elle:le critère d'évaluation, Le niveau d'acceptation et la flexibilité. Ces données sont très utiles pour chercher les solutions techniques et vérifier qu'elles sont conformes aux attentes. Le CDCF est utilisé aussi lors des tests sur le prototypes.

(3)

(1)(2)

RECHERCHE DE SOLUTIONS Le diagramme fonctionnelA partir du CDCF, le concepteur cherche des solutions techniques . Pour simplifier cette recherche, on fait la liste des fonctions techniques que doit réaliser le produit. Il faut décrire le plus précisément et le plus simplement possible ces fonctions. Pour chacune des fonctions, on cherche ensuite des solutions techniques ( mécaniques, électroniques, programmes informatiques ) qui remplissent les fonctions recensées dans le diagramme fonctionnel. Le concepteur doit aussi définir les matériaux de chacune des pièces et les méthodes d'assemblage de ces pièces.

DESCRIPTIONS DES SOLUTIONS

Croquis: dessin à main levée de l'objet.

Maquette virtuelle

Dessin de définition.

Le concepteur présente les solutions techniques en réalisant des maquettes et des prototypes. Les maquettes sont souvent de taille réduite et utilisent des matériaux non définitifs. Les prototypes utilisent les matériaux définitifs et ils serviront à faire les tests d'approbation des solutions proposées.Les ingénieurs utilisent des logiciels de conception aussi appelés modeleurs 3G qui permettent de faire des représentations virtuelles en 3D.( Exemple: Solidworks, SketchUp)A partir de ces représentations , il est ensuite facile d'obtenir les plans sous forme de dessin d'ensemble ou de dessins de définition ( Seule une partie de l'objet est représentée). Le dessin de définition est accompagnée d'une nomenclature ( Liste des pièces composant l'objet avec le nombre de pièces et souvent, le matériau en quoi est fait la pièce) Sur les dessins de définitions apparaissent les cotations de l'objet ( Mesures)

Fonctions Solutions

NOM:PRENOM:CLASSE:

PRESENTATION DU PROJET INT N° 2

page N°

L'agence BANSAC nous sollicite pour créer des maquettes. Cette agence a créé un nouveau concept d' « Ecoquartier de vacances » qu'elle souhaite vendre aux municipalités désireuses d'accroître leur capacité d'hébergement touristique. Les maquettes seront utilisées pour démontrer les atouts des écoquartiers et des maisons bioclimatiques. Elles seront soit sous forme de carton , soit virtuelles. L'ensemble de la documentation présentant ces maquettes devra être sous format numérique.

Pour chacune des maquettes, nous recevrons un cahier des charges fonctionnel précisant les contraintes à respecter. Nous devrons respecter un planning précis afin que l'ensemble des maquettes soient réalisées pour le 1er juin 2015.

REFLEXION:Quelles connaissances devons nous approfondir pour mener à bien ce projet? Quel logiciel devons-nous maîtriser ?

CONNAISSANCES LOGICIELS

Qu'est-ce qu'un écoquartier? La suite bureautique OpenOffice

Qu'est-ce qu'une maison bioclimatique? Le logiciel SweetHome ( Maquette virtuelle de maison)

Comment utiliser au mieux l'énergie solaire dans une maison bioclimatique?

Le logiciel SketchUp ( Maquette virtuelle de maison et de l'écoquartier)

Galaad pour faire de la CAO

Afin d' enrichir nos connaissances , nous allons faire une recherche documentaire( similaire à une veille technologique) et présenter nos résultats de recherche sous forme de diaporama en utilisant OpenOffice Impress

A qui les maquettes rendent-elles service?

MaquettesEcoquartier/

maison bioclimatique/énergie solaire

Municipalités accueillant des touristes

Sur qui les maquettes agissent elles?

Dans quel but doit-on créer ces maquettes?

Ces maquettes devront montrer les atouts de l'écoquartier et des maisons bioclimatiques.

Agence BANSAC

Nom:Prénom:Classe:

FICHE SYNTHESE: LA MAISON BIOCLIMATIQUE

Page N°:Intercalaire N° 2

Voici les principes à prendre en compte pour la conception d'une maison bioclimatique

La forme de la maison:Elle doit être optimisée pour réduire les pertes énergétiques.

Le choix des matériaux et conception de la structure de la maison:Il faut prendre en compte les propriétés des matériaux pour capturer, stocker et répartir l'énergie solaire tout en protégeant la maison des agressions extérieures.Exemples: Murs extérieurs en monobrique , isolation extérieure,maison à ossature en bois avec isolant naturel ( paille, fibre de bois). On fait la chasse aux ponts thermiques en utilisant le plus possible l'isolation extérieure. Les matériaux choisis ont un impact environnemental réduit:(produits locaux ou renouvelables) et ont une énergie grise minimale.L’énergie grise est la quantité d'énergie nécessaire au cycle de vie d'un matériau ou d'un produit : la production, l'extraction, la transformation, la fabrication, le transport, la mise en œuvre, l'utilisation, l'entretien puis pour finir le recyclage. Cette donnée peut guider ou renseigner les choix notamment en vue de réduire l'impact environnemental.

Privilégier l'isolation extérieure

Orientation et environnement de la maison:

Disposition des pièces:Au sud les pièces à vivre,au nord les pièces sont plus froides et elles peuvent jouer le rôle de tampon pour l'isolation thermique

Une maison bio-climatique est un bâtiment étudié pour profiter au maximum de son

environnement pour limiter sa consommation d'énergie tout en étant

agréable à vivre en toute saison: températures agréables, humidité contrôlée

et un éclairage abondant.Energie nécessaire < 80kwh par m² par an

Les énergies :On privilégie les énergies renouvelables comme les énergies solaire, géothermique ou éolienne pour chauffer la maison et apporter l'énergie électrique.

Nom:Prénom:

FICHE SYNTHESE: L'ENERGIE SOLAIRE DANS L'HABITAT

Page N°:Intercalaire N° 2

1) Les murs capteurs d'énergie solaire

2) Panneau solaire thermique

3) Les panneaux solaires photovoltaïques

L'énergie solaire est une énergie renouvelable et non polluante. Elle ne dégage pas de gaz à effet de serre.La durée de vie d'un panneau solaire est d'une vingtaine d'années. Si on ne veut utiliser que l'énergie solaire dans une maison , l'ensoleillement étant variable, il faut aussi investir dans des moyens de stockage de l'énergie. Au 31 mars 2014, la France possède un parc photovoltaïque installé de 4 866 MW (DOM compris). Le Grenelle de l’environnement fixe un objectif de 5 400 MW en 2020. La part de l'énergie solaire dans la production d'électricité mondiale est inférieure à 1% ( 0,5% en 2012)

Double vitrage

ExtérieurIntérieur

Mur en béton avec une surface noire absorbante

Le système de panneau solaire thermique consiste à chauffer de l'eau à partir de l'énergie solaire. Les panneaux solaires thermiques contiennent des capteurs thermiques qui transforment l'énergie du soleil en chaleur. Cette eau chaude sera ensuite utilisée de trois façons possibles : → en tant qu'eau chaude sanitaire → dans un système de chauffage central à eau chaude → dans un système combiné associant eau chaude sanitaire et chauffage central.

Le principe de fonctionnement est simple: le liquide caloporteur (caloriporteur) , chauffé par les capteurs solaires, cède sa chaleur à l'eau du circuit . Une fois refroidi, il retourne vers les panneaux solaires thermiques pour être à nouveau chauffé.

L’inertie thermique d’un bâtiment est sa capacité à emmagasiner puis à restituer la chaleur de manière diffuse. Plus l’inertie d’un bâtiment est forte, plus il se réchauffe et se refroidit lentement. L'inertie thermique d'une maison dépend de la masse des matériaux qui composent son intérieur (murs, cloisons, planchers...). Plus ces matériaux sont lourds, plus leur inertie thermique est importante.Attention à ne pas confondre inertie et isolation :L'isolation permet de limiter les déperditions de chaleur et l'inertie permet d'emmagasiner de la chaleur.

semi-conducteurs

Contact avant

Electrons Electrons

Contact arrière

Lumière(Photons)

L’effet photovoltaïque est la transformation de la lumière en électricité. Ce phénomène physique est propre à certains matériaux dont le silicium, matière première des panneaux photovoltaïques.La lumière produite par le soleil est composée de photons. Ces photons vont heurter la surface du panneau solaire et les électrons présents vont alors se mettre en mouvement dans une direction particulière permettant de créer un courant électrique continu.