Les cinq étapes de la conception technique – fabriquer un porte-téléphone
TechnologieDessin technique et conception13–14 ans
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À suivre dans Dessin technique et conception
Parcourez les cinq étapes de la démarche de conception d'un produit simple : définir le problème et les critères, proposer et choisir une solution, réaliser un prototype, tester la solution et rédiger le dossier technique. À l'étape de test, l'élève clique sur Tester la charge pour poser un objet sur le prototype : la simulation vérifie la condition de basculement à partir de la position du centre de gravité par rapport à la longueur de la base, et calcule la contrainte de flexion σ = M/W dans le pied d'appui pour la comparer à la contrainte admissible du matériau. En cas d'échec, l'élève clique sur Améliorer pour allonger la base et réessayer — la conception est une démarche itérative. Un second scénario, le défi mondial d'alimenter un village en eau potable, fait fixer des critères et des contraintes chiffrés (litres par personne et par jour, budget, énergie, maintenance), résoudre le pompage, le traitement et le stockage comme sous-problèmes avec un journal d'essais et d'améliorations, puis évaluer le système au regard du cahier des charges et comparer des solutions dans une matrice de décision pondérée.
Leçon : Les étapes de base de la conception technique : définir le problème, proposer des solutions, réaliser un prototype, tester et documenter
Ce qu’elle montre
La conception technique est itérative : on définit le problème et des critères mesurables, on choisit une solution, on réalise et teste un prototype, puis on le documente. Dans le scénario du support de téléphone, le test vérifie que le centre de gravité de la charge reste au-dessus de la base et que la contrainte de flexion σ = M/W (W = b·t²/6) dans le pied reste sous la contrainte admissible. Le paramètre Scénario propose aussi un défi mondial, l'eau potable pour un village : vous fixez des critères et contraintes chiffrés, résolvez pompage, traitement et stockage comme sous-problèmes, notez chaque essai et amélioration, et jugez le système avec le cahier des charges et une matrice de décision pondérée.
Mode d’emploi
Utilisez Étape suiv. et Étape préc. pour parcourir les cinq étapes. Dans le scénario du support, réglez produit, masse, Matériau du prototype et angle, cliquez sur Tester la charge, puis sur Améliorer si le prototype bascule ou casse. Passez Scénario au défi de l'eau : à l'étape 1, réglez population, litres par personne, hauteur de pompage et limites ; aux étapes 2–4, choisissez et dimensionnez pompe, traitement et réservoir, puis cliquez sur Tester et noter ; à l'étape 5, changez les poids et comparez.
Paramètres modifiables
- Produit à concevoir Porte-téléphone, Mini étagère de bureau, Pot à crayons sur pied
- Masse de l'objet posé dessus 100–1000 g
- Matériau du prototype Carton de 3 mm d'épaisseur, Contreplaqué fin de 5 mm, Plastique PLA imprimé en 3D, 4 mm, Tôle d'aluminium de 2 mm
- Angle d'inclinaison de l'objet par rapport à la table 20–80 °
- Scénario Cinq étapes : support de téléphone, Défi mondial : eau potable pour un village
- Population du village (scénario de l'eau) 100–2000 habitants
Questions à explorer
- Comment l'augmentation de l'angle d'inclinaison modifie-t-elle la position du centre de gravité et le risque de basculement ?
- Quels matériaux supportent une charge de 1000 g, et lesquels échouent par rupture plutôt que par basculement ?
- Pourquoi allonger la base empêche-t-il le basculement sans empêcher le pied de casser ?
