Analyser les objets techniques Bienvenue à tous. Pourquoi analyser les objets techniques ? Pour...

Analyser les objets techniques

Bienvenue à tous

Pourquoi analyser les objets techniques ?

Pour mieux les connaître; Pour apprendre à les regarder

autrement; Développer la curiosité et l’esprit

d’analyse; Pour inspirer des nouvelles conceptions; Pour les entretenir et les réparer;

Réfléchir sur l’objet technique…

Réfléchir sur ...la fonction globale de l’objet technique

(OT)

Quelle aurait été la commande passée au designer?

Quelle serait la fonction de l’appareil (fct globale)? À quoi sert-il?

Comment l’analyser en le considérant comme un système?


Réfléchir sur ...les fonctions techniques

Comment nommer les composantes?

Quelle serait la fonction technique de chacune d’elles dans l’objet?


Réfléchir sur ...les principes de fonctionnement(force d’action, mouvements, guidages)

Qu’observe-t-on quant aux principes de fonctionnement de l’appareil?

Comment les représenter? Quels sont les organes d’entrée et de sortie?

Comment les pièces bougent-elles les unes par rapport aux autres?

Réfléchir sur l’objet technique…Réfléchir sur ...la construction (formes, matériaux, modes de liaison)

Comment représenter les solutions de construction?

Qu’observe-t-on quant aux formes des pièces (fonctionnalité, ergonomie, sécurité)?

Comment les pièces sont-elles liées entre elles?

Qu’auriez-vous à dire au sujet des matériaux utilisés? Pourquoi les a-t-on utilisés?


Réfléchir sur …la fabrication(procédés de formage, d’usinage des pièces,

assemblage)

Quels procédés a-t-on utilisés pour réaliser ces pièces?

Y a-t-il un ordre d’assemblage, selon vous?

Si oui, dans quel ordre doit se faire le montage?


Autres pistes de réflexion liéesà l’utilisation et à la fin de vie de l’objet

Le conditionnement du produit pour la livraison et la vente (emballage)

L’entretien

La réparation

Le recyclage

OBJET TECHNIQUE

Je veux le réparer

Je veux le réparer

Je veux en en créer un

Je veux en en créer un

Je veux mieux le

comprendre

Je veux mieux le

comprendre

Je veux l’améliorer

Je veux l’améliorer

Le contexte d’analyse survient quand…

Je veux être un meilleur

consommateur

Je veux être un meilleur

consommateur

Lorsque je veux le créer ou l’améliorer, cela implique…

De répondre à un besoin; De le comparer avec des objets similaires ou

qui présentent des caractéristiques utiles; D’identifier les matériaux et les techniques de

fabrication; De proposer des alternatives plus écologiques; De le représenter sous forme de dessins pour

le faire comprendre aux autres membres d’une équipe (ingénieurs, designers, architectes, fabricants, clients,…);

De le démonter et le remonter; D’interpréter des dessins; De dégager les principes scientifiques en

cause; De saisir les liens entre les différents éléments

qui composent l’objet; D’utiliser un langage scientifique et

technologique;

Lorsque je veux le comprendre ou le réparer, cela implique…

De pouvoir comparer des produits similaires et d’en déterminer les avantages et les inconvénients;

De faire des choix judicieux (longévité de l’objet, recyclage, entretien,…);

Lorsque je veux être un meilleur consommateur, cela implique…

Situations d’analyse pour cette journée

Objectifs visés:

Établir des liens avec l’Univers Technologique et les autres Univers;

Cibler des concepts prescrits dans le programme de 1er cycle;

Présenter des situations réalistes.

Situation d’analyse 1

Conception

d’un planétaire

Mécanismes deTransmission du mouvement

Types de Mouvements

Schématisation

En vue d’une conception

Repères culturels:Observatoires astronomiquesPlanétariumNicolas Copernic et Galilée

Phases de la LuneÉclipses

Gravitation universelleMouvement planétaire

Situation d’analyse 1 Univers Technologique:Concepts prescrits: - Mouvements - Mécanismes de transmission du mouvement - Schématisation

Univers Terre et Espace:Concepts prescrits: - Gravitation universelle- Phases de la Lune- Éclipses- (Mouvement planétaire (Soleil, Terre et Lune))

Conception d’un planétaire

Situation d’analyse : Conception d’un planétaire MISE EN SITUATION : L’unive rs e st e n mouv e me nt grâc e à un ph én o m è ne d é couv e rt e t porta nt le nom d e grav itat io n unive rsel le . Plus pr è s d e no us ces mouv e m en ts ex isten t : la Te rre tour ne a utour du So le il e t la Lune tourn e autou r de la Te rre . C e d é p la c e me nt d e s ast re s en traî ne de s p hé nom è ne s natu rel s q ui se ré part issent sur de cour te s ou d e lo ngu e s p é rio d e s de te m p s. Il s’ag it du jou r e t d e la nuit, des sa iso ns, des p ha ses d e la Lun e e t d e s é c lip se s. VOTRE MANDAT e st d e c o nstru ire un mod èle 3D re prése nta nt le s mou ve me nts rel at ifs e ntre le Sole il, la Te rre e t la Lune . C e tt e co nc e pt io n vou s p e rm e ttra d‘ e xp liqu e r le s p ha se s d e l a Lune a ins i q ue le s é c lip se s.


SÉQUENCES POSSIBLES DES APPRENTISSAGES

dans le cahier de l’élève :

1. Questionnement sur les mouvements entre le Soleil et la Terre ainsi qu’entre la Terre

et la Lune (sous forme d’un dessin);

• Questionnement sur la notion d’échelle. ( Impossibilité de représenter les distances réelles entre les astres);


3. Capsule théorique sur les transmissions de mouvements avec expérimentation

par l’élève ;

5 mécanismes de transmission de mouvements :Engrenages;

Poulies et courroie;Roues de friction;

Chaîne et roues dentées;Vis sans fin et roue dentée;


Différentes possibilités peuvent être exploitées :

Mécanismes déjà existants;

Objets qui possèdent ces transmissions de mouvements;

Expérimentations à partir de pièces mécaniques ;


4. Établir des liens entre les mécanismes étudiés et les mouvements relatifs demandés.

5. Dessiner, sous forme d’un croquis, sa solution et la réaliser.


Adaptation

au froid

Changement chimique

Matériaux (textiles)

Adaptations physiques et comportementales

Introduite par une démarche expérimentale

Repères culturelles:Technologie de l’adaptation au climatTextiles (teintures et fibres synthétiques)Le lien entre l’adaptation au froid des animaux et nos vêtements;

Température

Propriétés caractéristiques

Situation d’analyse 2 Univers Technologique:Concepts prescrits: - Matière première- Matériaux- Matériel

Univers Vivant:Concepts prescrits: - Adaptations physiques et comportementales

Univers Matériel:Concepts prescrits: - Propriétés caractéristiques- Température

Adaptation au froid

Situation d’analyse : Adaptation au froid MISE EN SITUATION : Plusie urs ch e rc heurs par ten t pour d e ux se ma ines d a ns le s mo ntag ne s Roch e uses c a nad ie nnes af in d e réa lise r une é tu d e sur le comport e m en t des a nimaux da ns c e tt e ré g io n. Comm e l’huma in e st a ussi un e espèc e q ui risq ue d e ré ag ir au fro id , le s e xpéd ite urs d e vro nt fa ire fac e à c e rta ine s co nd itio ns. O n par le d e ven t, d e te m p é ratu re trè s fro ide a insi q ue d’hum id ité . Quel serait le me illeur agencement de matériaux textiles pour assurer leur confort ? VOTRE MANDAT co nsiste à é tud ie r d iffé re nts te xtile s m is à votr e d ispos itio n e t à propos e r aux c he rch e urs le s m e ille urs vê tem en ts à appor te r pour le ur e xpéd itio n.

Adaptation au froid

SÉQUENCES POSSIBLES DES APPRENTISSAGES

dans le cahier de l’élève :

1. Capsule théorique sur la réaction du corps humain lorsqu’il fait froid;

2. Capsule théorique sur les fibres textiles (naturelle et artificielle);

3. Définir certains termes utiles avec eux (hydrophile, hydrofuge, isolant,…);

Adaptation au froid

4. Questionnement sur les conditions extérieures et la réaction du corps des

expéditeurs (ce qui est en cause dans la problématique);

5. Questionnement sur comment simuler la réaction du corps en laboratoire

(ce qui pourrait être utilisé en laboratoire pour reproduire les conditions

extérieures et la réaction du corps);

Adaptation au froid6. Démarche expérimentale; (démonstration

de différentes possibilités)

Simuler la transpiration :

Débarbouillette imbibée d’une quantité X d’eau (déterminer à l’aide d’un cylindre gradué) : on y enroule un échantillon de tissus. Après un temps X, on peut peser le tissu pour vérifier la quantité d’eau absorbée.

Prendre une bouilloire et placer le tissu au-dessus de la vapeur, le laisser pendant un temps X et le peser.

Adaptation au froid

Absorption d’eau par le tissu (Perméabilité):

Place un tissu au-dessus d’un petit récipient, on y verse une quantité X d’eau. On mesure la quantité d’eau qui a passé soit en la pesant ou en le mesurant avec un cylindre gradué.

Adaptation au froid

Influence de la couleur du vêtement :

On place des tissus de fibres identiques mais de couleurs différentes (noir, blanc et gris) autour d’un récipient de verre dans lequel il y a de l’eau à la température de la pièce. On place un thermomètre dans le récipient et on simule soleil avec une lampe chauffante. Après un temps X, on vérifie la température de l’eau.

Adaptation au froid

Conservation de la chaleur (Isolation):

On peut effectuer les mêmes manipulations qu’avec l’influence de la couleur mais avec des tissus isolants.

Temps de séchage du tissu:

On peut imbiber le tissu avec une quantité X d’eau. On le place sous une lampe chauffante pendant un temps X et on le pèse. On peut aussi utiliser un séchoir pendant un temps X et peser.

Adaptation au froid7. Différentes possibilités d’analyses

peuvent être exploitées :

Demander de représenter l’agencement de tissus sous forme d’un schéma et de justifier ses choix;

Prendre des manteaux ayant des compositions différentes et demander de justifier laquelle serait la meilleure;

Offrir une panoplie de vêtements pouvant servir à une expédition et demander de préparer le sac à dos du chercheur.

Adaptation au froid8. Un retour pourrait être fait :

Analogie avec les animaux comme la peau de l’ours polaire;

En dégageant les retombées de la science et de la technologie au niveau de la présence de plus en plus grande des matériaux à base de pétrole dans notre vie (STS);

Traiter des changements chimiques (composition chimique des tissus)

Adaptation au froid

BIBLIOGRAPHIE

La nature en hiver !http://www.univers-nature.com/dossiers/nature_hiver.html

La faculté d’adaptationhttp://www.astrosurf.org/lombry/bioastro-adaptation5.htm

Vêtu comme un ours blanchttp://www.educationnature.org/programs/below_zero/activity/drspolbr.asp

Jouissez d’un « Hivert l’action » confortable, sans vous ruiner!http://www.goforgreen.ca/hivert_action/Get_Winter_Green.htm

Technologie Helly Tech® http://www.hellyhansen.com/W05/index_flash.html

Technologie Gore-tex® http://www.gore-tex.tm.fr/published/gfe_navnode/fr.prod.gtx.out.fab.3l.html


Étude de balances

Effets d’une force

Fonctions mécaniques élémentaires

Masse

En vue d’une comparaison de principes de fonctionnement

Repères culturelles:Évolution des instruments de mesure de la masse : histoire, fiabilité

Schématisation

Système

Situation d’analyse 3 Univers Technologique:Concepts prescrits: - Schéma de principe, schéma de construction :

l’interprétation d’un schéma;- Système : l’organe d’entrée, intermédiaires et de sortie;- Effets d’une force : la force en compression et en tension

(principes des ressorts);- Types de mouvements : les différents mouvements

possibles dans un objet;- Les fonctions mécaniques élémentaires : guidage et

liaison.

Univers Matériel:Concepts prescrits: - Masse : mesure de la masse et définition du concept

La balance dans nos métiers

Situation d’analyse : La balance dans nos métiers MISE EN SITUATION : C haqu e jour , la d ié té tic ie nne , le c him iste , le m é dec in, la pât issiè re , l’é p ic ie r e t m ê m e les e nfa nts ut ilise nt un e ba la nc e da ns leurs act ivités . Tout e fo is, le fa it d e l’ut ilise r ne ve ut pas d ire qu’ ils en comp re nnen t le urs pr inc ipe s d e fo nct io nne m en t. Afin d e pouvo ir y e ffe ct ue r d e s ré parat ions m ine ure s suite à un br is é ven tuel , les fabr ica nts leur o nt four ni un sc hé ma re prése nta nt leur ba la nc e . Après une p re m iè re ob se rvat io n, no s prof e ssion nel s é prouve nt des d ifficu ltés à inte rp ré te r c e s d e ssins. VOTRE MANDAT co nsiste à les a ider à compr en d re le fo nct io nne me nt d e le ur ba la nc e . Vous d ispo se rez d’un e ba la nc e qu i peut ê tre ut ilisé e d a ns la p rat iq ue d’u n m é tie r ou d’un e prof e ssio n e n part icu lie r. Vous d e vre z él abo re r un e fiche te ch niq ue af in d’ e xp liq ue r le fonct io nnem en t d e c e tt e ba la nc e . C e tt e fiche d e vra compre ndr e le s a sp e c ts suiva nts :

ÿ Des liens en tre le sc héma et votr e fich e tech nique. Utilisez un moy en po ur référer les d ifféren tes p ièc es de l’ob jet sur votr e fic he .

ÿ L’explicat ion de la séque nc e de fon c tionne me nt d e l’ob jet (c ha îne

c inémat ique ) d u po int d e d épart a u po int d’arr ivé e. (orga ne d’ en trée, interméd ia ires et de sortie);

ÿ Le rôle jou é par les d ifféren tes p ièces (lia ison, gu idag e)

La balance dans nos métiersCAPSULES THÉORIQUES NÉCESSAIRES : (dans cette formation par power point)

Définir un organe d’entrée, intermédiaire et de sortie;Expliquer la fonction de liaison ainsi que de guidage;Expliquer les mouvements et les forces.

CONTRAINTES :

Le format de la fiche est de 8 ½ X 11 (2 feuilles maximum);Elle peut être réalisée à la main ou à l’ordinateur;Vous devez utiliser de la couleur pour faciliter la compréhension.


Diminuer la consommation

en eau

Hydrosphère

Effet d’une force

Eau (répartition)

En vue de proposer une alternative plus écologiqueou de se questionner sur les enjeux écologiques

Repères culturelles:Traitement des eaux uséesEaux potablesL’eau comme richesse

Interpréter un schéma

Situation d’analyse 4 Univers Technologique:Concepts prescrits: - Schéma de principes- Effets d’une force

Univers Terre et Espace:Concepts prescrits: - Hydrosphère- Eau (répartition)

Toilette et consommation en eau

Situation d’analyse : Réduction de la consommation en eau MISE EN SITUATION : De p uis p lu sie urs anné e s, la Ville d e Lava l consom m e un e gr an d e qu an tité d’ ea u. Afin d e lim iter le g a sp illa g e d e c e tte re sso urce nat ure lle , la Ville se p répa re à ins tal ler d e s co m pt eu rs d ’e a u d an s di ffér en ts se ct eu rs de la mu nici p ali té . C e tte dé c ision impl iq uera don c, po ur le consom m a te ur, d’ assu mer le s co ûts d e sa consom ma tio n e n e a u. Un de s appa rei ls sa nitair e s q ui u tilise une gr a nd e qu an tité d ’e a u es t é videmme nt le ca bi ne t d ’ai sa nc e ( to ile tte ). Afin d e ré d uire les co ûts rel iés à not re consom m a tion d’ ea u, comme nt pouv o ns-nou s tran sfo rm er no tre to ile tte af in q u’e lle u tilise l e m inimum d ’e a u? Qu el le s a m él iora tions po uvon s-nou s sug gé rer? VOTRE MANDAT co nsiste à propos e r u ne so lut io n p lus éco log iqu e qu i vous p e rm e ttra d e ré d uire la c o nsommat io n d’ e au e t a insi d im inue r le s c o ûts d e votr e factur e d’ e a u. Sur la p a g e s uiva nte , vo us trou ve re z un de ssin repr ése nta nt le fo nc tionneme nt d ’une toile tte ré g u lière . Il vo us p e rm e ttra d e d é cou vrir ce q u’on pe ut voir lo rsq u’on re tire le co uverc le du rés er voir. Bie n sûr, il fa ut use r d ’un pe u d’ im a g ina tion !

Toilette et consommation en eau

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