Concevoir un objet technique - Maxicours

Concevoir un objet technique

Objectifs
  • Produire tout ou une partie d’un objet technique répondant à un besoin.
  • Comprendre la notion de contrainte.
  • Rechercher des idées (schémas, croquis).
  • Modéliser le réel.
Points clés
  • La production d’un objet technique est composée de 2 étapes essentielles : la conception et la fabrication.
  • La conception de l’objet est quant à elle composée de 3 étapes :
    • l’examen des contraintes ;
    • la recherche d’idées avec des schémas et des croquis ;
    • la modélisation : maquette et modèle conçus par ordinateur.
  • Une fois la conception terminée, on peut alors passer à la fabrication de l’objet technique.
1. Les étapes de la production d'un objet technique

Les objets techniques sont des objets qui ont été fabriqués par l’être humain pour répondre à ses besoins et à ses envies.

Exemple
Un téléphone portable, un vélo ou une voiture sont des objets techniques.

Pour produire un objet technique, il y a 2 étapes essentielles :

  • Étape 1 : la conception
  • Étape 2 : la fabrication

Chacune de ces étapes est aussi composée de plusieurs sous-étapes :

Conception 1. Examen des contraintes
2. Recherche d’idées : schéma et croquis
3. Modélisation : maquette et modèle
Fabrication 1. Processus, planning, protocole
2. Choix des matériaux
3. Procédés de réalisation
4. Maquette, prototype
5. Vérification et contrôle
2. Les étapes de la conception
a. Examen des contraintes

Pour fabriquer un objet technique, le concepteur (celui qui conçoit, qui imagine l’objet) doit remplir un cahier des charges. Cela signifie qu’il doit déterminer ce dont il a besoin et les limites qu’il doit respecter. On appelle ces limites des contraintes. Il y a plusieurs types de contraintes :

  • des contraintes économiques ;
    Exemple
    Le concepteur a une somme d’argent qu’il peut dépenser pour fabriquer l’objet mais qu’il ne peut pas dépasser.
  • des contraintes de fonctionnement ;
    Exemple
    Si c’est un objet qui fonctionne à l’électricité, le concepteur doit décider si ce sera avec des piles, des batteries ou une prise pour le brancher au secteur.
  • des contraintes esthétiques : le concepteur doit choisir des couleurs, des matières, des formes bien précises.

Imaginons que dans une classe de CM2, on décide de fabriquer un vase décoratif. Quand on conçoit le vase, il faut donc respecter toutes ces contraintes :

  • des contraintes économiques : combien d’argent peut-on dépenser pour fabriquer ce vase ?
  • des contraintes de fonctionnement : quelles techniques utiliser pour que le vase soit bien stable quand il est posé sur une table et qu’il contient un bouquet de fleurs ?
  • des contraintes esthétiques : quelles couleurs, quelles formes et quelles matières doit-on utiliser pour que ce vase soit joli ?
Vases fabriqués à partir de bottes en caoutchouc Vases fabriqués à partir de conserves
b. Recherche d'idées : schéma et croquis

L’étape suivante consiste à imaginer l’objet que l’on veut fabriquer en faisant un dessin de cet objet.

Un croquis est un dessin fait à main levée. Il ne montre pas obligatoirement tous les détails de l’objet mais peut parfois être assez détaillé.

Croquis d’une chaise Croquis d’une voiture

Un schéma est un dessin plus précis qui peut être fait avec des instruments (règles, compas, etc.). Il est plus précis qu’un croquis et donne souvent des informations sur les différentes parties de l’objet et sur ses dimensions.

Schéma d’un vélo Schéma de construction d'un voilier
c. Modélisation : maquette et modèle

On peut ensuite utiliser un ordinateur pour fabriquer une image virtuelle de l’objet qui correspond à la réalité, c’est la modélisation. Elle permet d’avoir une idée très précise du résultat final en 3 dimensions. Elle permet aussi d’avoir une vue éclatée de l’objet, c’est à dire de voir tous ses composants de façon séparée.

Maquette numérique du véhicule Symbioz
©Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0
Roulement à bille en vue éclatée
©Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0

Pour modéliser un objet, on utilise un logiciel de C.A.O (Conception Assistée par Ordinateur).

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