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Cours de Technologie 4e - Évolution des solutions techniques appliquées à la communication


Note par nos Maxinautes :  
Objectif
• Repérer dans les étapes de l’évolution des solutions techniques, la nature et l’importance de l’intervention humaine à côté du développement et l’automatisation.
• Comparer les choix esthétiques et ergonomiques d’objets techniques d’époques différentes.
• Associer l’utilisation d’un objet technique à une époque, à une région du globe.

Aujourd’hui les objets techniques qui nous entourent deviennent de plus en plus sophistiqués. On peut commander à distance les différents appareils de la maison (éclairage, portail, store automatique), régler la température de l’intérieur de notre maison grâce à un thermostat électronique, détecter la présence d’un intrus par un système d’alarme ou déverrouiller la porte de notre maison grâce à notre empreinte digitale. Tous ces objets techniques devenus au cours du temps automatiques et informatisés constituent la domotique.
1. La domotique
Le mot domotique vient du mot latin « domus » qui veut dire maison et du suffixe « tique » issu de la fin des mots informatique ou automatique. La domotique va donc concernée tous les systèmes automatiques et informatiques dans une maison.
2. L'évolution des solutions techniques
a. L'évolution de la technologie
♦ Quelques grandes dates...

1769


James Watt fait breveter son invention de la machine à vapeur qui transforme l’énergie thermique de la vapeur d’eau en une énergie mécanique de rotation, ce qui provoqua la révolution industrielle.

La révolution industrielle est un processus qui désigne le passage d’une production artisanale et manuelle à une production à grande échelle grâce à des machines de plus en plus performantes, impliquant une main d’œuvre des ouvriers de plus en plus spécialisés.

1906
Invention de la lampe triode qui a permis d’amplifier un courant électrique. La lampe Triode était utilisée pour la téléphonie ou la radio. La triode avait un gros défaut : son filament dont le chauffage consommait beaucoup d'énergie et dont la fragilité réduisait la durée de vie à quelques centaines d'heures

1936
L’invention des circuits électroniques a permis de concevoir des calculateurs programmables pendant la 2nd guerre mondiale (Première génération d’ordinateurs). Le premier ordinateur pesait 50 tonnes et permettait d’effectuer une centaine d'instructions par seconde. Aujourd’hui un micro-processeur pèse quelques grammes et permet d’effectuer 100 millions d'instructions par seconde.

1945 à 1948
C'est l'évolution de la technologie des composants.
L'invention par John von Neumann du calculateur à programme enregistré qui permet de stocker des programmes et manipuler des données.
Et l'invention du transistor par trois chercheurs John Bardeen, William Schockley et Walter Brattain, qui remplace la triode. C'est le composant majeur de tous les circuits électroniques. Le transistor consommait 1/10 000 000 ème de l'énergie nécessaire à la triode avec une durée de vie quasiment illimitée.

1958
Invention du Laser. En utilisant Laser et fibres optiques, les électrons sont remplacés par les photons pour transporter les bits d'information beaucoup plus rapidement.

♦ Conséquences sur l’évolution de technologie

Ainsi le transistor a permis l’invention du microprocesseur Pentium qui comporte 7 millions de transistors. La mémoire nécessaire pour les données en contient plusieurs centaines de millions.

La taille d'un circuit intégré a peu évolué. L'accroissement du nombre de composants est obtenu principalement par une réduction de la taille des gravures sur les circuits électroniques (actuellement environ 0.5 micron). Cette réduction entraîne une amélioration des performances.
b. L'évolution des matériaux
1e moitié du Ve millénaire avant Jésus-Christ : le cuivre
Le cuivre est l’un des métaux les plus anciens à avoir été utilisé par l’homme pour la fabrication d’objets comme des armes blanches, des ustensiles de cuisine…
Aujourd’hui encore, il intervient comme matériau de construction et est utilisé pour réaliser des câbles électriques.

Caractéristiques du cuivre :
• c’est un métal ductile
• il a une très bonne conductivité électrique.

1987 : l'aluminium
La nouvelle méthode pour produire de l’aluminium est appelée procédé Bayer (c'est un procédé d’électrolyse) et a permis de réaliser une production massive d'aluminium.

Caractéristiques de l’aluminium :
• c'est un métal mou et léger mais résistant avec un aspect gris-argent mat
• c'est un bon conducteur électrique et thermique
• sa densité est environ trois fois plus faible que celle de l’acier ou du cuivre
• il est ductile (malléable) et peut facilement être et moulé.

1854 : le silicium
Henri Sainte-Claire Deville obtient du silicium cristallin, à partir de Silice utilisé pour la fabrication du verre et très abondant sur Terre.
Le silicium est utilisé pour la fabrication de transistor et de panneaux solaire photovoltaïques.

Caractéristiques du silicium :
• c’est un semi-conducteur électrique : Il peut à la fois agir comme un conducteur électrique et comme un isolant.

1909 : la Bakélite
Ce nom est une marque déposée, ce plastique a été le premier matériau à être constitué de polymères synthétiques. Il servait à la fabrication des boitiers de radio et de téléphone, des gaines de fils électriques et de jouets.

Caractéristiques de la Bakélite :
• c'est un bon isolant électrique
• elle est thermorésistante (elle résiste à la chaleur)

Aujourd’hui nous trouvons différents types de matériaux synthétiques qui font partie de notre quotidien. Grâce aux techniques de modelage et de façonnage à chaud et à ses caractéristiques thermiques, le plastique est devenu un des matériaux les plus utilisés dans la fabrication d’objets.

3. Esthétisme et ergonomie
a. Définitions
• Esthétisme : Concerne le raffinement et la beauté.

• Ergonomie : L’ergonomie est une discipline qui vise faciliter au mieux l’utilisation d’un système à son utilisateur afin d’améliorer l’efficacité et de lui satisfaire au mieux dans son bien-être.

b. L'étude de la machine à laver

1880

Machine à laver manuelle
 
 
De nos jours

Machine à laver électrique et
programmable
Fonctionnement :
Laver le linge en le brassant à l'aide d'une manivelle et vidange de la cuve à l'aide d'un robinet. Le rinçage et l’essorage se faisait manuellement
Fonctionnement
Le lavage, le rinçage et l'essorage sont assurés automatiquement. La machine est devenue plus ergonomique et esthétique de nos jours

4. Exemple d'application : l'histoire du téléphone
Les différents types de téléphones Date de création Matériaux Principe d'utilisation
Le téléphone Mildé 1892 Bois Relié à une opératrice qui aiguillait les appels téléphoniques
Le téléphone Marty 1910 Bois Il fallait tourner une manivelle pour pouvoir appeler l’opératrice.
Le téléphone à cadran 1940 Bakélite Composition du numéro grâce à un disque rotatif à 10 chiffres
Le téléphone à touches 1963 Plastique Composition d’un numéro de téléphone grâce à 10 touches numérotées.
Le téléphone cellulaire 1990 Plastique Téléphone sans fil, émissions par onde radioélectriques grâce à des satellites.

Conclusion :
Le téléphone était le principal moyen de communication entre les personnes, l’évolution des matériaux et de la technologie ont permis d’avoir aujourd’hui un téléphone esthétique et ergonomique.
L'essentiel
• On appelle domotique l'ensemble des technologies automatiques destinées à équiper  une habitation. Ces technologies peuvent être des systèmes de protection (alarmes), des utilisations de confort (volets électriques, portail à ouverture automatique...) ou servir à la communication (téléphonie, Internet...)

• Les débuts de la domotique remontent au 19e siècle et donc à la révolution industrielle ; certaines des inventions que nous utilisons encore aujourd'hui remontent à cette époque. Le téléphone par exemple, est une invention de ce genre, néanmoins on constate une évolution de cet appareil au fil du temps.

• Une fois qu'une invention fonctionne sur le plan technique, il faut l'améliorer afin de rendre son utilisation la plus aisée et/ou la plus agréable possible. Plusieurs facteurs permettent d'améliorer un objet :
- le matériau de construction : de lui vont dépendre la solidité, la durabilité, la facilité d’entretien et l'esthétisme de l'appareil.
- le design : un objet peut changer de forme pour répondre non pas à une nécessité mais à des modes
- l'ergonomie : l'ergonomie est à distinguer du design car elle s'attache moins à l'aspect esthétique qu'à l'aspect pratique (la taille, le poids) d'un objet.
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