Analyser les objets techniques

1. Analyser les objets techniques Bienvenue à tous Document de travail

2. 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;

4. 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?

5. Réfléchir sur l’objet technique… Réfléchir sur ... les fonctions techniques • Comment nommer les composantes? • Quelle serait la fonction technique de chacune d’elles dans l’objet?

6. Réfléchir sur l’objet technique… 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?

7. 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?

8. Réfléchir sur l’objet technique… 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?

9. Réfléchir sur l’objet technique… Autres pistes de réflexion liées à 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

10. Je veux mieux le comprendre Je veux en en créer un OBJET TECHNIQUE Je veux l’améliorer Je veux être un meilleur consommateur Je veux le réparer Le contexte d’analyse survient quand…

11. 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,…);

12. Lorsque je veux le comprendre ou le réparer, cela implique… • 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;

13. Lorsque je veux être un meilleur consommateur, 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,…);

15. 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.

16. Situation d’analyse 1 En vue d’une conception Gravitation universelle Mouvement planétaire Conception d’un planétaire Phases de la Lune Éclipses Schématisation Mécanismes de Transmission du mouvement Types de Mouvements Repères culturels: Observatoires astronomiques Planétarium Nicolas Copernic et Galilée

17. 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))

18. Conception d’un planétaire

19. Conception d’un planétaire SÉQUENCES POSSIBLES DES APPRENTISSAGES dans le cahier de l’élève: 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);

20. Conception d’un planétaire 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;

21. Conception d’un planétaire • Différentes possibilités peuvent être exploitées: • Mécanismes déjà existants; • Objets qui possèdent ces transmissions de mouvements; • Expérimentations à partir de pièces mécaniques;

22. Conception d’un planétaire 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.

23. Conception d’un planétaire

24. Situation d’analyse 2 Introduite par une démarche expérimentale Propriétés caractéristiques Adaptation au froid Température Adaptations physiques et comportementales Changement chimique Matériaux (textiles) Repères culturelles: Technologie de l’adaptation au climat Textiles (teintures et fibres synthétiques) Le lien entre l’adaptation au froid des animaux et nos vêtements;

25. 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

26. Adaptation au froid

27. 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,…);

28. 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);

29. Adaptation au froid • 6. 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.

30. 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.

31. 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.

32. 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.

33. Adaptation au froid • 7. 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.

34. Adaptation au froid • 8. 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)

35. Adaptation au froid BIBLIOGRAPHIE La nature en hiver ! http://www.univers-nature.com/dossiers/nature_hiver.html La faculté d’adaptation http://www.astrosurf.org/lombry/bioastro-adaptation5.htm Vêtu comme un ours blanc http://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

36. Situation d’analyse 3 En vue d’une comparaison de principes de fonctionnement Schématisation Étude de balances Système Masse Effets d’une force Fonctions mécaniques élémentaires Repères culturelles: Évolution des instruments de mesure de la masse: histoire, fiabilité

37. 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

38. La balance dans nos métiers

39. La balance dans nos métiers CAPSULES 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.

40. Situation d’analyse 4 En vue de proposer une alternative plus écologique ou de se questionner sur les enjeux écologiques Interpréter un schéma Diminuer la consommation en eau Eau (répartition) Hydrosphère Repères culturelles: Traitement des eaux usées Eaux potables L’eau comme richesse Effet d’une force

41. Situation d’analyse 4 • Univers Technologique: Concepts prescrits: - Schéma de principes - Effets d’une force • Univers Terre et Espace: Concepts prescrits: • Hydrosphère • Eau (répartition)

42. Toilette et consommation en eau

43. Toilette et consommation en eau