Une solution bien dosée - technologie n°187 (link is
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1. des p dagogies PROJET EN 3 CHRISTOPHE ALASSEUR Lenseignement de la technologie repose sur deux processus p dagogiques qui devront tre syst matiquement mis en uvre au cours de chaque ann e de coll ge L un r flexif a pour objectif de faire comprendre aux l ves des solutions technologiques r pondant des besoins et le second cr atif de leur faire rechercher des solutions r pondant un probl me soci tal travers une r alisation collective ou un projet pluritechnologique comme ici e projet collectif en classe de 3 permet aux l ves Med de vivre une activit collective de conception dans Wwwww une organisation temporelle s quentielle avec r par tition des t ches Et en vue de valoriser la discipline il doit pouvoir tre pr sent lors des portes ouvertes Son choix doit donc tre judicieux et respecter les cri t res suivants e tre r aliste et appr hendable e tre r alisable en termes de conception de r alisation mat rielle et virtuelle dans un coll ge e Avoir une finalit et r sulter d une d marche technologique e Comprendre une exp rimentation e Comprendre une phase exp rimentale e D boucher sur une r alisation partir d une probl matique soci tale forte Le projet pr sent ici r pond parfaitement ces attentes Il permettra d aborder avec les l ves les diff rentes parties du programme de technologie en classe de 3 e La p2. tre attentif et leur proposer une aide ponctuelle voire leur demander de r fl chir une autre solution pour atteindre le r sultat mesure de la dose avec une prouvette gradu e La valeur obtenue sera compar e au volume indiqu sur la notice technique du distributeur Il faut maintenant r fl chir l incidence de la position de l excentrique sur la diminution du volume Choisissons de diviser le volume initial par 2 La r ponse imm diate des l ves est de dire qu il faut diviser la course par 2 et donc d placer l excentrique de la m me valeur Le professeur doit recadrer le groupe et expliquer que le r sultat doit tre d montr Une fois la valeur de la nouvelle course calcul e les l ves doivent utiliser SolidWorks pour mod liser leur solution Il sagit de leur demander non pas de EU Le pignon modifi des p dagogies m LE l imprimante 3D Easy 120 redessiner le pignon avec son excentrique mais partir d un fichier donn incluant le pignon original issu de la biblioth que de composants du logiciel 5 de mod liser l excentrique dans sa nouvelle position m Au pr alable un relev de mesures sera effectu sur le pignon original diam tre et hauteur de l excentrique Sans mod lisation num rique du distributeur il ne sera pas possible de tester et valider virtuellement la modification S ance 4 fabriquer et tester le nouveau pignon e M
3. cessaires Tout d abord au niveau de la machine il faut v rifier que la table est parfaitement horizontale suivant les axes x et y Une fois ce r glage effectu on pourra la positionner suivant l axe z Ce r glage se fait partir du logiciel o l on d placera la table jusqu 0 8 mm 4 passes de 0 2 mm de la buse Cette valeur sera alors m moris e Au niveau de la qualit d impression on a le choix entre plusieurs finitions On peut galement d finir un taux de remplissage des volumes du mod le Ces param tres auront une influence sur le temps d impression ainsi que sur la r sistance m canique de la pi ce imprim e Impression du mod le I ne reste plus qu lancer l impression comme avec une imprimante traditionnelle Une petite variante toutefois il faut attendre quelques minutes pour que la table et la buse d extrusion soient la bonne temp rature Donc pas d inqui tude si rien ne se passe la premi re seconde LA Une fois l impression termin e il faudra dissocier le mod le de son support d impression Attention risque de br lure Ces l ments sont chauds il faut pr voir des gants KJ Une derni re manipulation est n cessaire L imprimante commence toujours par imprimer une couche de liaison entre le support d impression et le mod le Cette couche se retire ais ment car l adh rence entre les deux parties est volontairement moins importante El SEPTEMBRE OCTOBRE 2013 des p d
4. mentaire aux l ves Le distributeur de savon reste complexe mais sa facilit de d montage aide la compr hension du fonctionnement La pi ce modifier de petite taille pignon excentrique Sera vite imprim e pas plus de 10 min les l ves pourront ainsi imprimer et tester dans la m me s ance leur solution gage de motivation suppl mentaire l impression 3D Un nouveau proc d de fabrication arrive dans nos coll ges l utilisation d une imprimante 3D pour fabriquer des pi ces issues du domaine de la m canique o autre Capable d imprimer des objets en utilisant diff rents mat riaux cette m thode est annonc e comme tant une r volution l imprimante 3D la machine vapeur du xx si cle D j pr sente dans l industrie depuis plusieurs ann es elle est maintenant arriv e dans le monde de l ducation commencer par les lyc es Maintenant gr ce la d mocratisation grandissante de cet outil les coll ges via les disciplines scientifiques peuvent y acc der Quels sont les int r ts investir dans ce type de machine Tout d abord le proc d de fabrication s int gre parfaitement une d marche de prototypage rapide gr ce la rapidit d obtention de la pi ce dessin e Les l ves peuvent maintenant passer de la repr sentation virtuelle l objet r el en un seul clic Il n y a plus les contraintes de formes que nous imposait l usinage par MOCN plus de risque de casse d ou
5. un premier temps le groupe va devoir g n rer un programme sous forme d algorigramme avec Programming Editor ou Logicator permettant de faire tourner le moteur dans un sens puis dans l autre I Rappelons que les l ves durant leur ann e de 4 ont utilis ces outils et mat riels Une fois ce programme transf r dans l unit de traitement et le distributeur c bl ils pourront valider leur solution ou en affiner les r glages afin d atteindre le r sultat escompt Pour aller plus loin On pourra utiliser une sonde de type XLogger afin de relever l volution de la consommation de courant durant le cycle de distribution Les l ves S apercevront qu au moment de l inversion du sens de rotation du moteur un pic de consommation est enregistr L enseignant leur expliquera qu ce moment du cycle le moteur est victime de l inertie des pi ces en mouvement et qu une temporisation lui est n cessaire pour attendre l arr t complet du mouvement avant de tourner dans l autre sens Une seconde mesure validera l importance de cette temporisation en montrant la diminution du pic de consommation cet instant Cette activit est ici propos e la suite de la s ance 4 mais elle aurait aussi bien pu tre men e en parall le de fa on dissocier les activit s au sein du groupe Le bilan Le fait d tre confront s un objet technique issu de leur environnement proche apporte une motivation suppl
6. agogies L utilisation de l imprimante 3D suscite chez les l ves curiosit et motivation car pour eux c est la d couverte d un nouveau proc d de fabrication assez original par ajout de mati re La rapidit d obtention des pi ces maintient une dynamique au sein du groupe et donne droit l erreur un droit auquel les l ves ne sont gu re accoutum s Enfin ce Support ouvre les portes de l interdisciplinarit en tissant des liens avec les SVT les math matiques et les Sciences physiques m LJ L impression du mod le 3D KJ Le support d impression Fr ot 5 1 EI Le pignon et la couche de liaison TECHNOLOGIE 187 65
7. at riel n cessaire Une maquette du syst me de dosage permettant la mesure de la course du piston Des instruments de mesure r glet et pied coulisse Le logiciel Solid Works ou un autre modeleur volumique Une imprimante 3D Easy 120 fournisseur A4 Technologie I Pour conclure cette phase de prototypage rapide plusieurs proc d s de fabrication s offrent nous L usinage du pignon sur une machine outil commande num rique de type Charlyrobot ou autre Le module du pignon tant tr s petit il sera impossible d usiner la denture Une solution conserver le pignon issu du distributeur Supprimer l excentrique usiner un nouvel excentrique et le rapporter par collage sur le pignon iB Cette solution ne peut tre consid r e comme r aliste mais d pannera les coll gues n ayant pas recours d autres moyens de fabrication e L impression du pignon modifi sur une imprimante 3D voir L impression 3D en encadr Cette solution s int gre parfaitement la d marche de prototypage rapide Elle permettra aux l ves d obtenir rapidement 10 min l l ment modifi afin de proc der aux tests partir du moment o le nouveau pignon est ins r dans le m canisme du distributeur le groupe peut proc der aux tests et valider sa solution Durant cette phase de validation il est important de faire r f rence au cahier des charges relatif au distributeur Le professeur pourra effectuer les tests en utilisan
8. emie grippale gouv fr EI L affiche H1N1 e Le contexte p dagogique Les activit s pr sent es s inspirent des capacit s et connaissances du centre d int r t recherche de solutions techniques Ressources pour taire la classe en 6 5 4 et 3 duscol mai 2009 Lors des activit s nous pr conisons l utilisation d une solution hydroalcoolique plus simple liminer des tables ou du sol en cas de probl me que le savon liquide Les comptes rendus pourront se faire sur postes informatiques photos num riques copies d cran et logiciel de traitement de texte ou PAO diaporamas ou sur papier sch matisation Sur chaque lot il y a au moins un distributeur automatique El Apr s d montage et avec l aide de l clat r el de l objet E les l ves devront identifier les diff rents constituants pi ces composants qui assurent des fonctions techniques indispensables au fonctionnement du distributeur Cette analyse fera appara tre des parties distinctes appel es blocs SOA DEPA EI Le distributeur automatique EJ L clat du distributeur fonctionnels remplissant une ou plusieurs fonctions techniques Les l ves devront donc proposer des hypoth ses pour modifier la quantit de solution hydro alcoolique distribu e L enseignant pourra durant les activit s valuer des comp tences du socle commun et du programme de technologie La s quence tant cons q
9. produire traiter exploiter des donn es Comp tence 6 Les comp tences sociales et civiques Avoir un comportement responsable Comp tence 7 l autonomie et l initiative tre capable de mobiliser ses ressources intellectuelles et physiques dans diverses situations Faire preuve d initiative Dans le programme de la classe vis e Crit res d appr ciation D finir les crit res d appr ciation d une ou Niveau plusieurs fonctions Contraintes li es au fonctionnement Dresser la liste des contraintes R diger o compl ter un cahier des charges Su A simplifi de l objet technique Proposer des solutions techniques diff rentes Solution technique a i qui r alisent une m me fonction Les l ments de synth se Les mod les de repr sentation suivant ce que l on souhaite repr senter de l objet tudi fonctions structure comportement Le cahier des charges fonctionnel fonctions contraintes crit res d appr ciation niveau Les solutions techniques 62 TECHNOLOGIE 187 SEPTEMBRE OCTOBRE 2013 LEA La maquette bielle manivelle EA La modification de la position de l excentrique la suite de l mergence de ces diff rentes hypoth ses les l ves proposent des protocoles de test puis valident ou non leurs propositions par exp rimentation Ils d couvrent ainsi que la variation de la longueur de la bielle ne modifie pas le volume distribu mais simplement la zone de d placement du pi
10. robl matique Au moment de la propagation du virus HINT une campagne d information avait t mise en place afin d en limiter les risques de transmission Au sein du coll ge on retrouve ces informations dans les sanitaires sous forme d affiches de l INPES Institut national de pr vention et d ducation pour la sant E On pourra alors utiliser ce support de communication pour interpeller les l ves et leur demander de r fl chir sur le moyen de limiter la propagation en g n ral des virus et autres micro organismes Une des solutions consiste mettre disposition un produit antiseptique La probl matique pos e aux l ves sera donc la suivante Comment l utilisateur peut il dans un lieu collectif obtenir le juste n cessaire de savon liquide ou de solution hydro alcoolique pour se laver ou se d sinfecter les mains 1 Professeur de technologie au coll ge Fran ois Furet d Antony 92 60 TECHNOLOGIE 187 SEPTEMBRE OCTOBRE 2013 Une solution bien dos e GRIPPE A H1N1 DES GESTES SIMPLES POUR LIMITER LES RISQUES DE TRANSMISSION LAVEZ VOUS LES MAINS PLUSIEURS FOIS PAR JOUR AVEC DU SAVON OU UNE SOLUTION HYDROALCOOLIQUE UTILISEZ UN MOUCHOIR EN PAPIER POUR ETERNUER OU TOUSSER PUIS JETEZ LE DANS UNE POUBELLE ET LAVEZ VOUS LES MAINS EN CAS DE SYMPT MES GRIPPAUX Er VOTRE MEDECIN TRAITANT POUR TOUTE INFORMATION 0 825 302 302 0 15 euro min depuis un poste fixe Www pand
11. ston dans le cylindre doseur Par contre si la position de l excentrique est modifi e la course le sera galement EA ce stade de l tude le professeur doit intervenir et expliquer que certaines modifications trop complexes ne sont pas r alisables au coll ge Effectivement la modification du diam tre du piston entra nerait la modification et la fabrication dun nouveau cylindre doseur E La solution m canique retenue sera donc de modifier la position de l excentrique La derni re hypoth se consistant modifier la programmation sera abord e ult rieurement Pour aller plus loin On ne doit pas exclure le rapprochement avec un lyc e technologique qui permettrait au travers de la fabrication de pi ces complexes de d couvrir les diff rentes fili res propos es apr s la troisi me S ance 3 modifier la position de l excentrique e Mat riel n cessaire Une maquette du syst me de dosage permettant la mesure de la course du piston KJ Des instruments de mesure r glet et pied coulisse Le logiciel SolidWorks ou un autre modeleur volumique l extrait du cahier des charges fonctionnel EJ Le cylindre doseur Dans un premier temps les l ves vont devoir calculer le volume initial de savon distribu Pour effectuer ce calcul ils disposent de la maquette o ils peuvent mesurer la course du piston ainsi que son diam tre Certains auront du mal trouver le r sultat il faudra alors
12. t le distributeur rempli avec une solution hydroalcoolique ou bien en mesurant le nouveau d placement du piston SEPTEMBRE OCTOBRE 2013 TECHNOLOGIE 187 63 des p dagogies T Le pignon modifi imprim S ance 5 reprogrammer le cycle de distribution e Mat riel n cessaire Un distributeur didactis avec acc s aux c blages des diff rents composants Des instruments de mesure r glet et pied coulisse Un carte de programmation de type Picaxe fournisseur A4 Technologie 3 Un ordinateur muni d un logiciel de programmation Programming Editor ou Logicator 0 0 rs K Le distributeur reprogrammable TECHNOLOGIE 187 SEPTEMBRE OCTOBRE 2013 Ei L algorigramme Apr s l tude des solutions caract re m canique int ressons nous l autre hypoth se formul e par les l ves agir sur le cycle de fonctionnement du m canisme Effectivement durant l observation du fonctionnement du distributeur certains l ves ont propos de modifier la programmation en rendant la rotation du moteur alternative De cette fa on le piston n effectuerait pas la totalit de sa course et ainsi le volume de la dose distribu e serait diminu Pour mettre en place cette activit le professeur devra pr voir l achat de plusieurs distributeurs afin d en didactiser un en adaptant les connectiques du moteur celles pr sentes sur sa carte de programmation EG Dans
13. tils ou de blessures La consommation de mati re premi re devient moins importante sans copeaux issus de la fabrication En termes de p dagogie ce proc d rompt avec cette fa on de penser o l l ve n avait pas droit l erreur Il est dans la logique de la d marche d investigation o nos l ves peuvent mettre des hypoth ses qui pourront se r v ler apr s tests non r alistes I permet d imprimer une solution de la tester puis si elle n est pas valide de la modifier et nouveau de finaliser par une impression L erreur devient possible car les co ts engag s demeurent faibles peu de perte de mati re pas d investissement dans la fabrication d un moule et le temps pour obtenir la nouvelle pi ce modifi e raisonnable impression en temps masqu possible Enfin le champ d action de ce type de proc d de fabrication est ph nom nal il balaie tous les secteurs possibles de l alimentaire la m decine en passant par la production ou l habitat Proc dure suivre pour imprimer un mod le Dessin du mod le Utiliser un modeleur volumique pour dessiner le mod le fabriquer Ne pas se soucier des formes de type contre d pouille car toutes les formes sont imprimables Sauvegarde du mod le Sauvegarder le mod le au format STL Si on utilise Google SketchUp il faudra ajouter un module permettant l exportation du fichier dans ce type de format E R glage de la machine Plusieurs r glages sont n
14. transformer le mouvement de rotation en translation a t identifi e comme tant le syst me bielle manivelle Apr s ces investigations diff rentes hypoth ses sont propos es pour modifier la quantit distribu e e Modifier la taille du piston en en modifiant le diam tre modification de la cylindr e e Modifier la course du piston en modifiant la position de l excentrique modification de la cylindr e e Modifier la course du piston en modifiant la longueur de la bielle modification de la cylindr e e Modifier le cycle de fonctionnement en reprogrammant le syst me cycle alternatif La couverture du socle commun et du programme de technologie Dans les grilles de r f rence pour l valuation et la validation des comp tences du socle commun au palier 3 DGesco janvier 2011 Comp tence 1 La ma trise de la langue fran aise Lire Dire Comp tence 3 Les principaux l ments de math matiques et la culture scientifique et technologique Pratiquer une d marche scientifique r soudre des probl mes Rechercher extraire et organiser l information utile Raisonner argumenter pratiquer une d marche exp rimentale ou technologique d montrer Pr senter la d marche suivie les r sultats obtenus communiquer l aide d un langage adapt Comp tence 4 La ma trise des techniques usuelles de l information et de la communication S approprier un environnement informatique de travail Cr er
15. ue OpenOffice Un extrait du cahier des charges fonctionnel KJ partir de l extrait du cahier des charges fonctionnel donn qui d termine un niveau de flexibilit sur la quantit de produit distribu le groupe doit identifier et r pertorier les diff rents blocs fonctionnels du distributeur et plus particuli rement zoomer sur la fonction dosage Une fois cette fonction isol e des autres il devra rechercher les Solutions techniques utilis es sur ce mod le de distributeur automatique Pour mener bien cette recherche il peut d monter le distributeur pr sent sur l ilot Les l ves devront pr senter le r sultat de leur tra vail sous forme de compte rendu expliquant le fonction nement du distributeur et les solutions constructives propos es l aide de croquis FE et de sch mas Un document de type Pr AO pr sentation assist e par ordinateur incluant des animations est tout fait envisageable EH Un croquis d l ve S ance 2 mettre et tester des hypoth ses sur le syst me de dosage e Mat riel n cessaire Une maquette d un Syst me bielle manivelle avec diff rentes longueurs de bielle KA Des seringues de diff rents diam tres TECHNOLOGIE 187 61 des p dagogies Dans la s ance pr c dente les l ves ont fait une analogie entre la solution technique existante cylindre et piston permettant le dosage et une seringue De plus la solution technique permettant de
16. uente le professeur veillera faire le point assez r guli rement afin de ne pas laisser les l ves trop longtemps en difficult sur des phases de recherche et de r flexion e La couverture du socle commun et du programme de technologie 2 ee Niveau d exigence d appr ciation Voir en encadr nonc de la fonction Fonctions de service Fonction Permettre un coll gien d usage de compl ter par l l ve Fonction Percevoir un confort Personnel Personnel d estime Fonction Respecter le volume d finir as 210106 contrainte 1 minimal de solution hydro par l l ve Cette valeur x est alcoolique n cessaire pour d terminer par des d sinfecter les mains d un tests en situation l ve de 3 investigation et ou en Guesiionnant un professionnel de la sant Fonction Interdire le contact avec Trace Aucune trace de contact contrainte2 l objet pour obtenir la de contact solution d sinfectante El L extrait du CDCF SEPTEMBRE OCTOBRE 2013 des p dagogies Le d roulement du projet S ance 1 s approprier le fonctionnement du distributeur de savon repr sentation premi re e Mat riel n cessaire Un distributeur de savon liquide commande m canique fournisseur A4 Technologie Une notice technique en anglais un mode d emploi du distributeur de savon Un panneau avec tous les composants clat s et nomm s du distributeur Un PC avec la suite bureautiq
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