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Concevoir et produire un objet technique

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Objectifs

► Prérequis
• Réaliser quelques objets et circuits électriques simples

► Attendus
• Identifier les principales familles de matériaux
• Concevoir et produire tout ou partie d'un objet technique en équipe pour traduire une solution technologique

1. SAVOIR

a. Définition

Nous utilisons de nombreux objets techniques dans notre vie quotidienne : voiture, vélo, télévision, aspirateur, stylo, jouet, etc.

Avant d’utiliser un objet, il est nécessaire de le concevoir et de le produire.

b. Explications

► La conception d’un objet technique
Concevoir, c’est représenter l’objet, d’abord « dans sa tête », puis l’imaginer en faisant des dessins, des schémas, des croquis qui représentent les différentes parties de l’objet.

Exemple :

Croquis de dévidoir de ruban adhésif.

Ensuite, il faut le modéliser, c’est-à-dire en faire un modèle (une maquette, un modèle géométrique ou numérique, un prototype) en utilisant notamment un ordinateur et un logiciel de Conception Assistée par Ordinateur (CAO). Il faut alors déterminer quelles sont les différentes parties qui composent cet objet et comment elles fonctionnent les unes avec les autres.

Exemple :

Modélisation numérique d'un dévidoir de ruban adhésif.

► La production d’un objet technique
Après la conception, il faut produire l’objet, c’est-à-dire le fabriquer.
Pour cela il faut choisir les matériaux et procédés de fabrication les plus adaptés en fonction des possibilités que l’on a (moyens économiques, temps dont on dispose, etc.) et des contraintes :

tout d’abord les contraintes propres à l’objet ;

Exemple : Objet qui doit être léger ou lourd, solide ou fragile, qui doit aller dans l’eau ou non.
ensuite l’impact environnemental (l’effet que l’utilisation d’un matériau aura sur la nature ;
Exemple : Un objet en bois a l’avantage de ne pas polluer mais l’utilisation intensive du bois peut nuire à la forêt si elle provoque la disparition d’une grande quantité d’arbres.

Il faut ensuite déterminer quelles sont les étapes et les outils nécessaires à sa fabrication.

Exemple :

Dans le cas de la fabrication d’un vélo, la première étape consistera à fabriquer les différentes parties du vélo (roues, fourches, cadre, selle, etc.) et les étapes suivantes à assembler les parties entre elles.

2. SAVOIR-FAIRE

► Concevoir un objet technique
Il faut savoir concevoir un objet technique ou une partie d’un objet en équipe, c’est-à-dire qu’il faut savoir imaginer (en groupe) la solution à un problème technique.

Exemple :
Si on veut fabriquer un cerf-volant, il faut d’abord réfléchir à l’aspect technique : quels matériaux peut-on utiliser qui soient assez solides mais aussi assez légers pour que le cerf-volant puisse voler correctement sans se casser ? Quelle surface le cerf-volant doit-il avoir pour voler correctement ? Quelle taille doit-il avoir pour être facilement transportable ? Quel plastique ou quelle toile utiliser pour respecter l’environnement ? Quelle forme donner au cerf-volant pour qu’il soit joli ?

► Modéliser grâce à des logiciels de conception
Il faut savoir modéliser un objet en réalisant une maquette et un prototype (un premier exemplaire que l’on fabrique pour l’étudier, voir s’il fonctionne bien, corriger les défauts).

Pour cela, il faut savoir utiliser des logiciels de conception assistée par ordinateur, afin de faire une représentation 3D de l’objet à fabriquer.
Les logiciels eDrawing, freeCAD, Heekscad, permettent de concevoir des objets par ordinateur.

Exemple :