Création et Innovation TechnologiquesLa découverte et l’analyse d’innovations technologiques

Thématiques Études de cas Questions de sociétéLes transports (Les véhicules individuels)

Les dispositifs de sécurité actifs et passifs dans les pare-chocs.

Comment assurer la sécurité dans l’automobile ?

Les systèmes d’éclairage.

La communication Les dispositifs de pointage pour ordinateur(la souris).

L’habitat (la domotique)

Les systèmes d’alarme. Comment signaler un danger dans l’habitat ?

Les transports Le vélo urbain Comment améliorer l’éco mobilité en milieu urbain?

Pare-chocs en plastique

Radar de reculPare-chocs à

absorption d’énergie

Comment ajuster la vitesse automatiquement afin d'éviter la collision ?

Comment prévenir le conducteur de la proximité d’un obstacle ?

Bouclier + Absorbeur de choc

Régulateur de vitesse intelligent

Étude de cas n°1: Les dispositifs de sécurité actifs et passifs dans les pare-chocs

Création et Innovation Technologiques

Comment protéger la structure du véhicule et limiter les dommages corporels subis par un piéton lors d’un choc ?

Comment prévenir le conducteur de la proximité d’un obstacle ?

Comment prévenir la proximité d’un

obstacle ?

Pare-chocs à absorption d’énergie

Radar de recul

Loi d’évolution Loi 4: Loi d’accroissement de la fonction idéale

SupportChamp

technologiqueInnovation principale

Solution technologique

Principe physiqueExpérimentations associées / piste de

projet

Matériau et structure

Intégration d’une structure

déformante

Absorbeur d’énergie

Résistance mécanique des

matériaux

Simulation numérique de la déformation de l’absorbeur d’énergie

Phase stationnement Loi d’évolution

Loi 4: Loi d’accroissement de la fonction idéaleLoi 8: Loi d’accroissement du dynamisme du système

Information Détection d’obstacles

Radar de recul(capteurs ultrasons)

Emission, propagation et détection des

ondes ultrasonores

Dispositif de détection d’obstacles utilisant le principe de la détection des ondes ultrasonores.

Phase roulage Loi d’évolutionLoi 4: Loi d’accroissement de la fonction idéaleLoi 8: Loi d’accroissement du dynamisme du système

Information

Adaptation automatique de la vitesse en fonction

du véhicule précédent

Capteur Laser Le télémètre Laser

Mise en œuvre d’un dispositif de détection d’obstacles utilisant le principe du télémètre Laser.

Régulateur de vitesse intelligent

Étude de cas n°1: Les dispositifs de sécurité actifs et passifs dans les pare-chocs

Grille de caractérisation de l’étude de cas

Découvrir et Analyser

- Décrire les étapes de l’évolution des dispositifs de sécurité,

- Précisez les innovations et les solutions technologiques apportées.

- Préciser les normes liées à la sécurité dans l’automobile (protection des piétons et de la structure

des véhicules).

- Consulter sur le site de l’INPI les brevets n°FR2927865 et FR2920725. Compléter une fiche

descriptif des brevets, décrire les inventions.

Protection des piétonsN° FR2920725

Absorbeur d’énergieN°FR2927865

ACTIVITES - Etude de cas n°1: Les dispositifs de sécurité actifs et passifs dans les pare-chocs

LES

INN

OVA

TIO

NS

LES

INVE

NTI

ON

S

Simuler et Interpréter :

- Identifier le principe associé à l’innovation , l’observer

à l’aide d’une simulation numérique.

- Décrire le comportement de l’absorbeur d’énergie et du

dispositif de protection des piétons.

ACTIVITES - Etude de cas n°1: Les dispositifs de sécurité actifs et passifs dans les pare-chocs

PRIN

CIPE

S PH

YSIQ

UES

Expérimenter et Interpréter

A l’aide de documents techniques sur le capteur Laser,

- Identifier la solution technique associé à l’innovation ,

le reproduire à l’aide d’un dispositif expérimental

(maquettes, expérience,…) :

- Décrire le principe du télémètre laser.

Phares en plastique, Allumage automatique

Lampe au Xénon phares à LED

L’éclairage dynamique en

Virage

Comment augmenter la visibilité dans les virages ?

Comment améliorer l’efficacité lumineuse des phares ?

Comment décharger le conducteur de l’allumage des phares ?

Création et Innovation Technologiques

Étude de cas n°2: Les systèmes d’éclairage

Autres pistes d’innovation: Le ‘Design’

Comment prévenir la proximité d’un

obstacle ?

Loi d’évolution Loi 4 : Loi d’accroissement de la fonction idéale

SupportChamp

technologiqueInnovation principale

Solution technologique

Principe physique Expérimentations associées

EnergieAmélioration de l’efficacité

lumineuse

Lampe au xénonLEDs

Principe de l’allumage des

lampes à déchargeEclairage à LEDs

Dispositif d’éclairage intégrant une lampe au xénon et un éclairage à LEDs

Loi d’évolution Loi 8: Loi d’accroissement du dynamisme du système

information Automatisation de l’éclairage

Capteur de luminosité

Détection du niveau de luminosité

Dispositif de détection du niveau de luminosité

Allumage automatique

Lampe au Xénon phares à LED

Loi d’évolution Loi 2: Loi de conductibilité énergétique du système

InformationEnergie

L’éclairage Dynamique en

Virage Bloc pivotant

Transmission de mouvementsConversion d’énergie

Dispositif d’éclairage dynamique en virage.

L’éclairage Dynamique en

Virage

Étude de cas n°2: Les systèmes d’éclairage

Grille de caractérisation de l’étude de cas

Découvrir et Analyser:- Décrire les étapes de l’évolution des systèmes d’éclairages,

- Précisez les innovations et les solutions technologiques apportées.

- Préciser les normes relatives aux dispositifs d’éclairage.

- Consulter sur le site de l’INPI le brevet du système d’éclairage avec une lampe au xénon n°FR2627628.

- Compléter une fiche descriptif du brevet, décrire la qualité principale de cette invention.

ACTIVITES - Etude de cas n°2: Les systèmes d’éclairage.LE

S IN

NO

VATI

ON

SLE

S IN

VEN

TIO

NS

PRIN

CIPE

S PH

YSIQ

UES

LES PISTES DE PROJET-l’éclairage adaptatif (adapter la portée et la largeur du faisceau en fonction de la vitesse du véhicule)-dispositif informant le véhicule qui suit du non respect des distances de sécurité.

Expérimenter et Interpréter

A l’aide de 2 dispositifs d’éclairage (lampe halogène et lampe au xénon)

expérimentaux,

- Identifier le principe physique et la solution technique associé à l’innovation à

partir d’une étude sur l’efficacité lumineuse des dispositifs d’éclairage.

Étude de cas n°3: Les dispositifs de pointage pour ordinateur(la souris)

Création et Innovation Technologiques

Comment améliorer le contrôle du déplacement du pointeur à l’écran?

Souris filaire à boule

Clavier Souris filaire optique

Comment supprimer l’entretien de la souris ?

Souris optique sans fil

Tableau blanc interactif

Comment s’affranchir de la liaison filaire ?

Comment adapter l’interface de communication à une utilisation sur tableau blanc ?

Étude de cas n°3: Les dispositifs de pointage pour ordinateur (la souris)

Grille de caractérisation de l’étude de cas

Comment prévenir la proximité d’un

obstacle ?

Loi d’évolution Loi 4 : Loi d’accroissement de la fonction idéale

SupportChamp

technologiqueInnovation principale

Solution technologique

Principe physique Expérimentations associées

informationAmélioration

du contrôle du pointeur

Codeur incrémental

entrainé par une sphère en rotation

Acquisition numérique de la

positionDispositif d’acquisition de la position du pointeur par codeur incrémental.

Loi d’évolutionLoi 4 : Loi d’accroissement de la fonction idéaleLoi 1: Loi d’intégralité des parties du système

information Diminution de l’entretien Détecteur optique

Émission et réception d’une onde lumineuse

par réflexion

Détection de mouvement par capteur optique.

Loi d’évolution Loi 4 : Loi d’accroissement de la fonction idéale

Information Suppression du fil

Communication radiofréquence

Émission et réception d’ondes

électromagnétiques

Transmission radio HF avec un module radio intégré.

Souris filaire à boule

Souris filaire optique

Souris optique sans fil

Étude de cas n°3: Les dispositifs de pointage pour ordinateur (la souris)

Grille de caractérisation de l’étude de cas

Comment prévenir la proximité d’un

obstacle ?

Loi d’évolutionLoi 1 : Loi d’intégralité des parties du systèmeLoi 4 : Loi d’accroissement de la fonction idéale

SupportChamp

technologiqueInnovation principale

Solution technologique

Principe physique Expérimentations associées

informationContrôle du pointeur sur

tableau blanc

Caméra Infrarouge

Détection des coordonnées du

pointeur par caméra infrarouge

Mise en œuvre d’un TBI basé sur une manette WII et d’un crayon IR.

Tableau blanc interactif

LES PISTES DE PROJET- Modification du crayon IR qui ne comporte qu’un bouton latéral afin qu’il déclenche le signal IR lors d’un appui de sa pointe sur un tableau blanc.

Comment prévenir l’habitant par SMS d’une intrusion ou d’un incendie ?

Comment surveiller une zone?

Comment simplifier l’installation de l’alarme?

Création et Innovation Technologiques

Étude de cas n°4: Les systèmes d’alarme

Alarme filaire périmétrique

Alarme filaire à détecteurs IR

Alarme sans fil Alarme PLUS avec transmetteur

GSM

Étude de cas n°4: Les systèmes d’alarme

Grille de caractérisation de l’étude de cas

Comment prévenir la proximité d’un

obstacle ?

Loi d’évolution Loi 1: Loi d’intégralité des parties du système

SupportChamp

technologiqueInnovation principale

Solution technologique

Principe physique Expérimentations associées

information Surveillance d’une zone Détecteurs IR

Détection du rayonnement

infrarouge passif

Détection de mouvement par capteur pyroélectrique.

Loi d’évolution Loi 4: Loi d’accroissement de la fonction idéale

information Suppression du câblage

Communication radiofréquence

Émission et réception d’ondes

électromagnétiquesDispositif de Transmission radio HF.

Loi d’évolution Loi 8: Loi d’accroissement du dynamisme du système

Information Suppression du fil

Transmetteur GSM

Détecteur de fumée

Émission et réception d’une onde lumineuse

Détection de fumée par capteur optique.Transmission GSM

Alarme filaire à détecteurs IR

Alarme sans fil

Alarme PLUS avec transmetteur GSM

Vélo à assistance électrique

Dérailleurs avant/arrière

VAE alu

Comment augmenter l’autonomie et réduire le poids du VAE?

Comment adapter la puissance de pédalage en fonction de la route?

Comment assister la puissance de pédalage fournie par le cycliste?

Création et Innovation Technologiques

Étude de cas n°5 : L’évolution des vélos urbains

Batterie + moteur électrique

Étude de cas n°5: L’évolution des vélos urbains

Grille de caractérisation de l’étude de cas

Comment prévenir la proximité d’un

obstacle ?

Comment prévenir la proximité d’un

obstacle ?

Loi d’évolutionLoi 2 : Conductibilité énergétique du système Loi 4 : Augmentation du niveau d’idéalité

EnergieAssistance électrique

Moteur électrique +Batterie au plomb

Conversion d'énergie électrique en énergie mécanique

Expérimentation sur l’assistance électrique fournie à la puissance de pédalage du cycliste.

Loi d’évolution Loi 4 : Augmentation du niveau d’idéalité

Matériau structure énergie

Structure en alliage alu

Batterie au lithium

-Cadre aluminium

-Batterie au lithium

Propriétés de l’aluminium

Stockage de l'énergie électrique

Relation produit procédé matériau

Expérimentation sur les caractéristiques des dispositifs de stockage d’énergie électrique

VAE batterie au plomb

VAE alu lithium

Loi d’évolution Loi 4 : Augmentation du niveau d’idéalité

SupportChamp

technologiqueInnovation principale

Solution technologique

Principe physique Expérimentations associées

Matériauet

structure

Adaptation de la

puissance de

pédalage

Dérailleurs avant et arrière

Réduction du couple

Expérimentation sur la puissance de pédalage du cycliste.

Dérailleur

ACTIVITES - Etude de cas n°5: Les évolutions des vélos urbainsLE

S IN

NO

VATI

ON

SLE

S IN

VEN

TIO

NS

Découvrir et analyser

- Décrire les étapes de l’évolution des vélos urbains,

- Précisez les innovations et les solutions technologiques

apportées.

-Préciser les normes relatives aux vélos à assistance

électrique.

- Consulter sur le site de l’INPI et décrire l’invention.

 

Expérimenter et interpréter

Dispositif de tension et de guidage de la chaîne d'un système d'entraînement avec un jeu de pignons et également un jeu de plateaux N° FR2750668

A l’aide de documents techniques et d’un dispositif

expérimental,

- Identifier les principes associés aux innovations

(dérailleurs, VAE)

- Décrire le comportement du vélo à assistance dans

différentes configurations (au démarrage, sur le plat…)

ACTIVITES - Etude de cas n°5: Les évolutions des vélos urbainsSimuler et interpréter

A l’aide d’une simulation numérique (modèle 3D) .

- Observer et décrire les caractéristiques des éléments

(masse) du VAE en fonction de sa structure et des

matériaux .

Pistes de projet- Modifications du support de batterie et d’entrainement moteur

- Identifier la principe associé à l’innovation à l’aide

d’une étude technique « rapport énergie/masse des

batteries»