Les étapes du projet technologique

La technologie existe pour répondre à des besoins. Nommer le besoin auquel répond chaque objet : (a) un parapluie ; (b) un porte-manteau ; (c) une bouteille réutilisable ; (d) une passerelle piétonne. Indiquer ensuite deux besoins de votre salle de classe qui pourraient être résolus par un objet simple.

« Les manteaux de la classe finissent toujours par terre ou sur les chaises. » Identifier le besoin qui se cache derrière cette phrase, formuler le problème sous forme de question (« Comment pourrions-nous… ? ») et proposer un objet simple qui y répond.

Voici les étapes du projet technologique, mais dans le désordre : (a) réaliser, (b) identifier le besoin, (c) concevoir avec des croquis, (d) évaluer et améliorer, (e) rechercher des informations, (f) planifier le travail. Les remettre dans le bon ordre et expliquer en une phrase ce que l'on fait à chaque étape.

La figure montre le cycle du projet technologique : les étapes s'enchaînent en anneau parce que la dernière peut nous ramener aux premières, mais une étape est masquée par un point d'interrogation, comme le montre le schéma.

Quelle étape est masquée ? Expliquer pourquoi le cycle est un anneau et non une ligne qui se termine : que peut-il se passer quand on vérifie si ce qui a été réalisé fonctionne ?

Vrai ou faux ? Justifier chaque réponse : (a) c'est une bonne idée de commencer à réaliser avant d'avoir un quelconque dessin ; (b) l'évaluation peut nous obliger à revenir à l'étape de conception ; (c) rechercher des informations avant de concevoir donne des idées et évite des erreurs ; (d) un projet se termine toujours dès que l'objet est réalisé.

Relier chaque étape à l'activité qui lui correspond : (a) concevoir, (b) planifier, (c) évaluer, (d) rechercher des informations. Activités : 1. faire des croquis et des dessins cotés ; 2. tester si l'objet fonctionne et noter les améliorations ; 3. regarder comment des objets semblables résolvent le même problème ; 4. dresser la liste des matériaux, des outils et des étapes à suivre.

Qu'est-ce qu'un croquis ? Expliquer la différence entre un croquis rapide à main levée et un dessin coté, et à quoi sert chacun pendant l'étape de conception.

Expliquer la différence entre un croquis et un dessin technique coté à partir de l'exemple d'un porte-manteau : ce qu'apporte chacun, lequel vous feriez en premier et ce qui pourrait arriver si vous fabriquiez la pièce en vous guidant seulement sur le croquis.

La figure montre la planification sur quatre semaines d'une équipe qui construit un porte-manteau, comme le montre le schéma.

Lire le diagramme de planification et répondre : quelles tâches sont réalisées la semaine 2 ? Quelle tâche doit être terminée avant d'acheter les matériaux ? Si la réalisation prenait deux semaines au lieu d'une, que se passerait-il pour le reste du planning ?

Avant de concevoir un porte-manteau pour les sacs à dos de la classe, il faut rechercher des informations. Dresser une liste de quatre choses qu'il faudrait déterminer (combien il y a de sacs à dos, combien ils pèsent pleins, quel espace libre il y a sur le mur, comment sont les porte-manteaux du commerce) et expliquer ce que chaque donnée décide dans la conception finale.

Une équipe de quatre personnes doit construire une boîte en trois séances d'atelier. Proposer une répartition des tâches par personne et par séance, expliquer pourquoi il est préférable de la mettre par écrit avant de commencer et ce que vous feriez si quelqu'un était absent le jour de la construction.

« Planifier, c'est perdre son temps : moi, je préfère commencer le plus tôt possible. » Répondre à cette idée avec deux arguments (matériaux qui manquent au milieu du travail, erreurs qui coûtent du temps et de l'argent) et un exemple tiré de l'atelier.

Votre équipe va construire une boîte en bois pour ranger les câbles de la salle. Décrire ce que vous feriez à chacune des six étapes du projet, de l'identification du besoin à l'évaluation du résultat, en une ou deux phrases par étape.

Votre pont en bâtonnets s'effondre quand on pose la première masse lors de l'essai. À quelle étape du projet êtes-vous ? Expliquer quels deux chemins vous pouvez prendre (améliorer les assemblages, changer la conception) et pourquoi échouer à l'essai ne signifie pas que le projet a échoué.

Après avoir construit l'objet, il faut l'évaluer. Rédiger une fiche d'évaluation avec quatre questions (Remplit-il sa fonction ? Est-il stable et sûr ? Pourrait-il être réalisé avec moins de matériau ? Qu'améliorerais-tu ?) et expliquer ce que chaque question apporte au projet suivant.

Une équipe a construit un portemanteau qui a basculé dès qu'on y a accroché le premier sac à dos. Analyser à quelle(s) phase(s) l'équipe a, selon vous, échoué (besoin mal identifié ? conception sans stabilité ? objet considéré comme terminé sans l'avoir testé ?) et expliquer comment vous le vérifieriez en discutant avec ses membres.

Deux équipes construisent le même pont en bâtonnets avec le même matériel : l'un supporte $5\ \text{kg}$ et l'autre se rompt à $1\ \text{kg}$. Expliquer quelles phases de la démarche rendent le mieux compte de cette différence et ce que vous feriez pour que l'équipe « la plus faible » améliore son pont sans repartir de zéro.

Lors des essais de résistance d'un pont en bâtonnets et colle thermofusible, on obtient les résultats suivants :

• Avec une charge de $1,0\text{ kg}$, la structure ne craque pas mais on observe une flexion notable de la poutre inférieure.

• Lorsque la charge atteint $1,4\text{ kg}$, les bâtonnets restent intacts (aucun n'est cassé), mais trois assemblages de la treillis centrale se détachent et le pont s'effondre complètement (l'objectif fixé était $3,0\text{ kg}$).

1. a) À partir de ces données, interpréter quelle a été la vraie cause de la défaillance : résistance du matériau ou rigidité et adhérence des nœuds ? Justifier sa déduction.
2. b) Proposer deux modifications concrètes de conception pour atteindre $3,0\text{ kg}$ sans augmenter la masse totale du pont de plus de $20\,\%$.
3. c) Concevoir un protocole d'essai progressif pour évaluer les améliorations sans détruire la structure dès le premier essai.

À l'atelier, les projets se font en équipe. Nommer trois avantages du travail en équipe (répartir les tâches, avoir plus d'idées, s'entraider en cas d'erreur) et une difficulté qui peut apparaître, en expliquant comment vous la résoudriez.

Un camarade veut fabriquer un support de téléphone pour son bureau de travail, qui permette de placer le téléphone aussi bien à l'horizontale (pour regarder des vidéos) qu'à la verticale (pour les appels vidéo pendant la charge, sans forcer sur le câble), en utilisant une seule chute de contreplaqué de $15 \times 10\text{ cm}$.

1. a) Justifier quelles sont les deux données techniques clés de la phase de « Recherche d'informations » qu'il doit mesurer avant de tracer le moindre trait de coupe dans le bois.
2. b) Concevoir et décrire une solution qui respecte les exigences géométriques et fonctionnelles en utilisant cette seule chute.
3. c) Dans la phase d'« Évaluation », concevoir un test technique concret pour vérifier que le support ne bascule pas à cause de l'instabilité du centre de gravité lorsqu'on appuie fort sur la partie haute de l'écran.

À la fin d'un projet en atelier, un élève affirme : « Le dossier technique est une perte de temps ; si l'objet est déjà construit et fonctionne, écrire ce que nous avons fait ne sert à rien. » Réfuter sa position en répondant à ces questions :

1. a) Imaginer que, dans deux mois, une autre classe de 6e veuille reproduire votre projet mais en utilisant du plastique recyclé à la place du bois. Justifier quelles deux parties du dossier elle devra obligatoirement consulter et ce qui se passerait si elles n'étaient pas rédigées.
2. b) Pendant la construction, une pièce ne s'ajustait pas comme sur le croquis initial et vous avez dû modifier ses dimensions en cours de route. Justifier techniquement pourquoi il est indispensable de consigner ce changement dans le dossier plutôt que de laisser le dessin initial.

Pour construire un casier de tri des pièces pour l'atelier, votre équipe hésite entre deux solutions techniques :

• Proposition A : bois contreplaqué de $5\text{ mm}$, assemblages par rainures et colle blanche. Coût des matériaux : $3,20\text{ €}$. Nécessite $90\text{ min}$ de travail à la scie à chantourner et au papier de verre.

• Proposition B : carton-pâte recyclé de $3\text{ mm}$, assemblages renforcés avec du ruban de masquage et des équerres en carton. Coût des matériaux : $0,80\text{ €}$. Nécessite $40\text{ min}$ de travail au cutter et à la règle.

Les contraintes du projet sont : budget maximal de $2,00\text{ €}$ par équipe, temps limite de 2 séances d'atelier ($100\text{ min}$ au total) et résistance à des outils lourds sans se déformer pendant toute l'année.

1. a) Construire un tableau avec trois critères techniques d'évaluation pondérés et noter les deux propositions de façon justifiée.
2. b) Déterminer quelle proposition doit être retenue à partir de vos notes.
3. c) Proposer une modification concrète de la proposition non retenue lui permettant de surmonter ses points faibles sans enfreindre les contraintes.

Dans la phase de planification d'une boîte avec couvercle pour ranger des composants, vous disposez d'un budget limite et non extensible de $14,00\text{ €}$. Les matériaux prévus et leurs prix unitaires sont :

• Panneau de contreplaqué ($60 \times 40\text{ cm}$) : $5,20\text{ €}$

• Tasseau de pin ($1\text{ m}$) : $2,10\text{ €}$ (2 tasseaux sont nécessaires)

• Charnières métalliques : $1,30\text{ €}$ chacune (3 charnières prévues)

• Fermeture à loquet : $1,80\text{ €}$

• Vis à bois : $0,05\text{ €}$ l'unité (4 vis par charnière et 4 pour le loquet)

• Colle de contact : $1,50\text{ €}$

1. a) Élaborer le tableau de budget détaillé et calculer le coût total prévu.
2. b) Vérifier si la conception est économiquement viable. Si elle dépasse le budget, proposer et justifier deux changements de conception ou de matériaux permettant de ramener le coût sous $14,00\text{ €}$ tout en conservant le couvercle mobile et la fonction de fermeture.

Deux groupes de 6e fabriquent un support pour l'atelier avec des profilés en plastique et des vis :

• Groupe A (« à l'aventure ») : il commence à couper et à percer le matériau dès la première séance, sans plans ni liste de pièces. Il gâche 3 profilés à cause d'erreurs de mesure, met 6 heures d'atelier et le support final boite.

• Groupe B (« démarche de projet ») : il consacre deux séances à mesurer, réaliser des croquis cotés et rédiger la fiche de fabrication ; il fabrique à la troisième séance. Il consomme exactement le matériau attribué, met 4 heures en tout et le support passe le contrôle qualité.

1. a) Analyser quelles phases précises de la démarche de projet le groupe A a ignorées et quelle conséquence technique directe a eue chaque omission.
2. b) Si une entreprise fabriquait 5 000 supports avec la méthode du groupe A, prévoir les conséquences économiques et environnementales par rapport à la méthode du groupe B.
3. c) Un élève du groupe A argumente : « Nous avons été plus pratiques parce que nous avons travaillé avec les outils dès la première minute sans perdre de temps avec des papiers. » Réfuter techniquement sa position avec les données de temps et de qualité du cas.