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La recherche de solutions techniques

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Objectifs

► Prérequis
• Expliquer simplement le fonctionnement d’un objet existant dans le but de l’améliorer
• Connaitre les étapes d’une démarche de projet
• S’approprier un cahier des charges
• Savoir travailler en groupe

► Attendus
• Collecter des idées de façon collégiale
• Rechercher et choisir de solutions techniques correspondant à un cahier des charges
• Réaliser des croquis ou des schémas
• Faire une représentation numérique à l’aide d’un logiciel assisté par ordinateur

1. SAVOIR

a. Définition

La recherche de solutions techniques est la troisième étape de la conduite d’un projet, après l’énoncé du besoin et la rédaction du cahier des charges.

La recherche de solutions techniques permet de concevoir un objet technique à fabriquer, afin de satisfaire les fonctions choisies et de respecter les différentes contraintes du cahier des charges défini.

b. Règles

Avant de choisir des solutions techniques, il convient de les comparer par rapport au cahier des charges. Les solutions techniques sont souvent représentées à l’aide de logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO). Ces logiciels de CAO permettent de concevoir, de visualiser et de tester virtuellement les objets techniques à fabriquer, à l'aide d'un ordinateur et de techniques de simulation numérique.

L’utilisation de logiciels pour représenter des solutions exige le respect de règles précises.

Exemple :
Pour un nouvel aménagement avec le logiciel Sweet Home 3D, il faut bien vérifier les paramètres utilisés par défaut dans le programme, tels que l'unité, l'épaisseur et la hauteur des murs.

2. SAVOIR-FAIRE

► Proposer des idées et imaginer des solutions (croquis, schémas, dessins)

Exemple :
Conception d’un logo original qui sert à embellir et à identifier rapidement un produit. Le concept de design d’un objet fait référence aux caractéristiques perceptuelles sous la forme d’un logo, du packaging, d’une couleur, d'une forme, etc.

Exemple de logo.

► Chercher des solutions existantes (banques de données techniques, internet)

Exemple :
Différentes solutions techniques de freinage existent pour les moyens de transports :

frein à tambour ;
frein à disques ;
frein à sabot ;
frein à courant de Foucault ;
frein magnétique ;
système anti-blocage des roues (ABS).

► Mener une veille technologique sur un objet ou système technique

Exemple : Technique la plus récente de freinage de voitures : système de freins intégré (IBS).

► Choisir une solution et expliciter les choix

Exemple :
Le cahier des charges d’un portail automatique précise que l’utilisateur a un budget de 5 000 € et que la maison individuelle devant être équipée se situe en Picardie sur le bord de mer. Les matériaux possibles sont le bois, le plastique ou l’aluminium. Le matériau retenu pour ce portail sera l’aluminium pour les critères suivants :

haute résistance aux intempéries et donc à la corrosion ;
matériau renouvelable, 100 % recyclable ;
facilité pour fraiser, couper, percer ;
cout.

►À partir d’un cahier des charges, extraire les fonctions techniques que doit respecter l’objet technique pour satisfaire les fonctions de services définies

Exemple :

Fonctions techniques d’une glacière qui transporte des médicaments.

► Rechercher des solutions techniques qui répondent à des fonctions techniques

Exemple :

Solutions techniques pour assurer les fonctions d’un portail.

► Constituer des tableaux multicritères pour communiquer les raisons des choix

Exemple : Choix d’une solution énergétique pour une maison individuelle isolée.

	Contraintes (critères)
	Performance	Entretien	Encombrement	Grande longévité	Consommation d'énergie	Bruit
Solution technique 1 Éolienne domestique	+++	+	+	++	+++	+
Solution technique 2 Groupe électrogène	+++	+	+++	++	+	+
Solution technique 3 Panneau photovoltaïque	++++	+++	+++	+++	++++	++++

► Imaginer des éléments numériques en réponse au besoin

Exemple : Aménagement d’un espace d’habitat avec le logiciel Google Sketchup.

3. À RETENIR - Glossaire

Représentation structurelle : Représentation graphique (schéma, croquis ou dessins) faite pour décrire une solution technique dans le cadre d'un projet.

Fonction de service : Action réalisée par un objet technique, qui découle de la réalisation de différentes fonctions techniques de cet objet. Elle est aussi désignée par fonction d'usage, et permet de répondre à un besoin.

Fonction technique : Fonction qui correspond aux différentes contraintes techniques que doit respecter un objet pour satisfaire les fonctions de service précisées dans un cahier des charges.

Solution technique : Réponse concrète aux différentes fonctions techniques définies.

Croquis : Dessin réalisé à main levée qui est souvent présenté en perspective.

Schéma : Dessin simplifié qui permet de représenter un objet technique en précisant des dimensions et des légendes.

Modélisation : Représentation sous diverses formes (dessin, schéma, maquette réelle ou numérique) qui permet de bien expliquer la structure ou le fonctionnement d'un objet technique et aussi d’expérimenter son comportement.

Maquette : Réalisation d’un objet à l'échelle réduite faite généralement avec des matériaux légers.

Fonction d’estime : Fonction liée au gout des utilisateurs (esthétique, image, style) qui répond à la question « qu’est-ce qui me plait dans l’objet ? »

Esthétique : Sentiment que quelque chose est beau.

Veille technologique : Démarche qui consiste à s'informer de façon systématique sur les technologies les plus récentes et les plus innovantes.

Brainstorming ou « remue-méninges » : Méthode de créativité qui encourage la production d’idées par un groupe.

Réalité augmentée : Technique innovante qui permet de voir un objet virtuel dans le monde réel.

Créativité : Capacité à trouver des idées nouvelles à l'origine de projets innovants.

Design : Capacité à créer des solutions nouvelles dans le cadre d'un projet.

Innovation : Fabrication ou évolution significative d’un objet technique, liée à la créativité et au design au travers de projets.

Prototype : Premier modèle réel d'un objet technique fabriqué afin de le tester et de l'améliorer avant de lancer une fabrication en grandes quantités.

Algorithme : Suite ordonnée d’opérations élémentaires qui mène à un résultat souhaité et qui permet de résoudre un problème. Un algorithme représente la structure de base d’un programme informatique.

Objet connecté : Objet électronique connecté sans fil, qui permet de partager des données avec un appareil électronique (notamment un ordinateur, une tablette électronique et un smartphone).

Logiciel de CAO : Logiciel informatique qui met en œuvre des techniques de modélisation du réel. Il permet de concevoir, simuler et de produire des objets techniques. CAO signifie Conception Assistée par Ordinateur.