Fiche de cours

Le fonctionnement et la structure des objets et systèmes techniques

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Objectifs
► Prérequis
• Définir un objet technique
• Citer la fonction d’usage principale d’un objet technique (« À quoi sert-il ? »)
• Connaitre les fonctions d’un objet technique
• Connaitre les étapes d’une démarche de projet et les solutions techniques choisies

► Attendus
• Identifier les différents composants d’un objet technique
• Identifier les entrées et sorties pour un objet ou système technique
• Énoncer et décrire sous forme graphique les fonctions que l’objet technique doit satisfaire
• Représenter l’association des solutions techniques aux fonctions
1. SAVOIR
a. Définition
Un objet technique contient plusieurs composants. Chaque composant d’un objet technique réalise une fonction technique bien précise. Dans le cadre de projets, les solutions techniques choisies évoluent avec le progrès technique.

L’association des différentes fonctions techniques permet de remplir les fonctions de service. Les composants d’un objet représentent des solutions techniques.

La représentation fonctionnelle est un outil qui permet au moyen de graphiques adaptés :
  • de décrire le fonctionnement de l’objet technique, par ses fonctions techniques, sous forme de blocs fonctionnels ;
  • d’associer des solutions techniques assurées par des composants à la fonction technique qu’il réalise.

Exemple :
La représentation fonctionnelle d’un sismographe, qui est un appareil enregistrant les mouvements du sol engendrés par les ondes sismiques.
Représentation fonctionnelle d'un sismographe
b. Règles
La « représentation fonctionnelle » est un outil graphique qui formalise l’association des solutions techniques aux fonctions techniques.

Ce diagramme suit des règles bien définies avec notamment les deux règles principales suivantes :
  • il se construit et se lit de gauche à droite, dans une logique du « pourquoi » au « comment » à l’aide de blocs fonctionnels ;
  • les fonctions techniques doivent être décrites par un verbe à l'infinitif.
2. SAVOIR-FAIRE
► Analyser et décrire brièvement le fonctionnement et la structure d’un objet avec ses propres termes de façon simple
Exemple :
Un portail automatique coulissant permet d’autoriser ou non le passage des voitures et surtout de faciliter l’ouverture et la fermeture de l’entrée d’un parking.

Ce type de portail est composé de trois éléments principaux qui permettent son ouverture et sa fermeture :
  • un vantail qui coulisse le long d’un rail ;
  • un moteur qui convertit l’énergie électrique en énergie mécanique ;
  • un engrenage pignon-crémaillère qui transforme l’énergie mécanique.
L’utilisateur muni d’une télécommande va déclencher l’ouverture. Le système reçoit les ordres grâce à une antenne et les transmet à un boitier de commande qui met en mouvement le moteur et l’engrenage pour l’ouverture du portail.

Ainsi, l’utilisateur n'a pas à descendre de son véhicule, il commande l’ouverture et franchit le portail avec son véhicule. La fermeture est automatisée, c'est-à-dire que cette action est réalisée sans aucune intervention du conducteur.

► Identifier les entrées et sorties en suivant la conversion de l’énergie et les autres informations reçues par l’objet ou le système technique étudié
Exemple :
Les entrées et sorties d’un portail automatique coulissant.
► Décrire, en utilisant les outils et langages de descriptions adaptés, la structure et le comportement des objets
  • Utiliser un schéma ou un croquis de l’objet technique étudié qui présente clairement sa structure et met en évidence les différents éléments composant l’objet.
    Exemple : Un portail automatique coulissant comprend plusieurs éléments.
    Schéma de portail
  • Utiliser la représentation fonctionnelle de l’objet technique.
    Représentation fonctionnelle d'un objet technique

    Exemple :
    Représentation fonctionnelle d’un portail automatique coulissant.
► Associer des solutions techniques à des fonctions
Exemple :
La représentation fonctionnelle d’un portail automatique coulissant ci-dessus associe les solutions techniques aux différentes fonctions techniques.

3. À RETENIR - Glossaire
Analyse fonctionnelle : Méthode qui sert à définir les besoins auxquels un objet technique répond et qui utilise des outils qui permettent d’identifier les fonctions d’usage de l’objet.
Fonction d’usage : Service rendu par l’objet, qui s’exprime par un verbe à l’infinitif suivi d’un complément (Exemple : « Corriger la vue » pour une paire de lunettes). Elle précise ce à quoi est destiné l’objet technique en question et résulte d'une ou plusieurs fonctions techniques de l'objet. Pour connaitre la fonction d'usage d'un objet, il suffit de se poser une question très simple : « À quoi cela sert ? ». Elle est aussi désignée par fonction de service.
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.
Représentation fonctionnelle : Représentation graphique qui met en évidence de façon simple le fonctionnement d’un objet technique (fonction d’usage, fonctions techniques, blocs fonctionnels et solutions techniques).
Schéma : Dessin simplifié qui permet de représenter un objet technique en précisant des dimensions et des légendes.
Croquis : Dessin réalisé à main levée qui est souvent présenté en perspective.
Représentation structurelle : Représentation graphique (schéma, croquis ou dessins) faite pour décrire une solution technique dans le cadre d'un projet.
Fonctionnement : Principe technique qui permet à l’objet de réaliser sa fonction d'usage.
Conversion d’énergie : Transformation d’une énergie en une autre.
Structure : Manière dont les différents composants d’un objet technique sont assemblés.
Bloc fonctionnel : Sous-ensemble qui associe une fonction technique et la solution qui permet de la réaliser.
Progrès technique : Résultat d'avancées technologiques qui résultent d'inventions et d'innovations mises en œuvre dans les solutions techniques des objets techniques.
Chaine d’énergie : Ensemble des fonctions techniques d’un objet technique qui permettent d’apporter et de gérer l’énergie nécessaire à son fonctionnement (alimenter, distribuer, convertir, transmettre).
Chaine d’information : Ensemble des fonctions techniques d’un objet technique qui permettent de gérer toutes les informations nécessaires à son fonctionnement (acquérir des informations et des données, les traiter et communiquer des ordres à la chaine d’énergie).

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