Séquence de Technologie en ligne permettant aux élèves d'apprendre et de réviser en autonomie en salle informatique ou à la maison.
🚀 Situation déclenchante
Observe, interroge-toi et formule ta problématique avant de commencer la séquence.
📰 Lis et observe…
Chaque année, des milliers de nouveaux objets sont mis sur le marché : une gourde isotherme réutilisable, un casque vélo ultra-léger, une imprimante 3D compacte… Ces objets ne sont pas apparus par magie. Ils ont été conçus pour répondre à un besoin précis, en tenant compte de contraintes très strictes (sécurité, coût, environnement). Mais qui décide de ce que doit faire un objet ? Comment passe-t-on d'un besoin à un produit fini ?
👁️ Mes observations
À partir de la situation, complète la phrase (directement dans la page) :
J'observe que…
❓ Formule la problématique
Comment ?
💡 Mes hypothèses
Avant de commencer, écris ce que tu penses déjà savoir. Tu pourras vérifier à la fin de la séquence !
★ Identifier si une information est un besoin, une contrainte ou une performance dans un document.
★ Expliquer pourquoi un objet technique doit respecter des normes.
🔎 N2 · COMPRENDRE
Analyser la démarche de conception
Tu vas maintenant regarder les vidéos sur l'innovation et le prototypage, puis analyser des documents réels pour comprendre comment fonctionne la démarche de conception.
🎬 Nouvelles vidéos à regarder
Ces vidéos complètent celles du N1 avec l'innovation et le prototypage. Prends des notes !
⚖️ Types de contraintes : normes, coût, sécurité, environnement
🎨 Design et ergonomie : esthétique + usage + sécurité
🖨️ Prototypage : impression 3D, carte standard, test
🎯 Activité N3-A – Vrai ou Faux ? (N1 + N2 au complet)
6 affirmations portant sur l'ensemble des notions vues. Clique sur Vrai ou Faux.
1. Respecter une norme (ex : certification CE) est obligatoire pour commercialiser un produit en Europe.
✅ Vrai
❌ Faux
2. Le design d'un objet intervient seulement à la fin de la conception, pour le rendre plus joli.
✅ Vrai
❌ Faux
3. L'impression 3D permet de fabriquer un prototype sans avoir besoin d'outils de fabrication traditionnels (moules, machines-outils).
✅ Vrai
❌ Faux
4. Une innovation est forcément une invention totalement nouvelle qui n'existait pas avant.
✅ Vrai
❌ Faux
5. Les contraintes d'un objet technique peuvent être d'ordre normatif, économique, environnemental ou lié à la sécurité.
✅ Vrai
❌ Faux
6. Le besoin d'un objet technique est toujours exprimé par le fabricant qui le conçoit.
✅ Vrai
❌ Faux
🏗️ Activité N3-B – Reconstitue les étapes de la démarche de conception
Un groupe d'élèves conçoit un objet technique. Numérote les étapes dans le bon ordre (1 = première étape, 6 = dernière) :
🖨️ Fabrication du prototype par impression 3D
📝 Rédaction du cahier des charges (besoin, fonctions, contraintes)
🔍 Identification du besoin de l'utilisateur
✅ Test du prototype et validation par rapport au CDC
🎨 Recherche de solutions et esquisse du design
🖥️ Modélisation 3D de la solution choisie (CAO)
💡 L'ordre correct est : Besoin → CDC → Solutions/Design → CAO → Prototype → Test
✍️ Activité N3-C – Complète le texte à trous
Sélectionne le bon mot dans chaque liste déroulante pour compléter ce paragraphe de synthèse.
Pour concevoir un objet technique, on part toujours d'un
identifié chez l'utilisateur. On rédige ensuite un
qui liste les fonctions attendues et les
à respecter. Le
permet d'allier esthétique, ergonomie et fonctionnalité. Une fois la solution choisie, on fabrique un
pour tester et valider la solution, souvent grâce à l'
.
🧠 N4 · MAÎTRISER
Analyser et critiquer une démarche de conception complète
À ce niveau, tu dois être capable de mobiliser toutes les notions de la séquence pour analyser une situation complexe et réelle. Prépare-toi au niveau brevet !
🔬 Activité N4-A – Analyse d'un projet de conception : le casque de vélo connecté
Un FabLab demande à des élèves de 3e de concevoir un prototype de casque de vélo connecté. Voici les éléments du projet. Analyse-les et réponds aux questions.
📄 Extrait – Projet FabLab : Casque vélo connecté
Besoin : Améliorer la sécurité des cyclistes en signalant automatiquement leur présence et leurs changements de direction aux autres usagers de la route.
Fonctions : F1 – Clignoter automatiquement à droite ou à gauche selon l'inclinaison du casque. F2 – Émettre une lumière rouge continue visible à 200 m. F3 – Déclencher une alarme sonore en cas de choc violent (accident).
Contraintes : Masse du casque ≤ 350 g. Norme CE EN1078 (casque vélo). Autonomie batterie ≥ 8 h. Résistance à la pluie (IP65). Coût des composants électroniques ≤ 15 €.
Prototype : Structure du casque : impression 3D (PLA). Commande : carte Arduino Nano + capteur gyroscopique + LEDs + buzzer.
1. La norme EN1078 est :
2. La carte Arduino Nano utilisée dans ce projet est :
3. La fonction F3 (alarme en cas de choc) répond à :
💬 Activité N4-B – Questions de synthèse (type brevet)
Réponds par écrit dans ton cahier, puis vérifie avec la correction proposée.
Q1. (2 pts) Dans le projet casque vélo, cite deux contraintes de types différents et précise leur nature (normative, économique, environnementale, sécurité…).
Deux exemples : Norme CE EN1078 → contrainte normative (sécurité/réglementation). Coût des composants ≤ 15 € → contrainte économique. Résistance à la pluie IP65 → contrainte technique liée à l'environnement d'utilisation.
Q2. (2 pts) Explique pourquoi l'impression 3D est particulièrement adaptée à la réalisation du prototype du casque dans un FabLab scolaire.
L'impression 3D est adaptée car : elle permet de fabriquer rapidement une pièce à géométrie complexe (forme ergonomique du casque) à partir d'un fichier numérique, sans outillage coûteux. Le coût du matériau (PLA) est faible. On peut facilement modifier et réimprimer si le test révèle un problème.
Q3. (2 pts) Le casque connecté est-il une invention ou une innovation ? Justifie ta réponse.
C'est une innovation : le casque de vélo existait déjà. Le projet ajoute de nouvelles fonctions connectées (clignotants automatiques, alarme de choc) à un objet existant pour répondre à un besoin de sécurité. Il s'agit d'une innovation incrémentale (amélioration d'un existant).
🎓 Activité N4-C – Entraînement type brevet : identifier les rubriques d'un CDC
Lis attentivement les informations extraites du cahier des charges d'un vélo cargo électrique, puis réponds aux questions : pour chaque information, indique à quelle rubrique du CDC elle appartient.
📄 Extrait du cahier des charges – Vélo cargo électrique :
Transporter des enfants ou des charges lourdes en ville
Autonomie de la batterie ≥ 60 km
Homologation selon norme EN15194 (vélo électrique européen)
Masse totale ≤ 25 kg
Cadre fabriqué en aluminium recyclé
Vitesse assistée limitée à 25 km/h (réglementation française)
1. L'information n°1 « Transporter des enfants ou des charges lourdes en ville » appartient à la rubrique :
📌 Besoin de l'utilisateur
⚖️ Contrainte réglementaire
📊 Performance mesurable
2. L'information n°2 « Autonomie de la batterie ≥ 60 km » appartient à la rubrique :
📌 Besoin de l'utilisateur
⚖️ Contrainte normative
📊 Performance mesurable
3. L'information n°3 « Homologation selon norme EN15194 » appartient à la rubrique :
📊 Performance mesurable
⚖️ Contrainte normative (réglementation)
📌 Besoin de l'utilisateur
4. L'information n°4 « Masse totale ≤ 25 kg » appartient à la rubrique :
📊 Performance mesurable
⚖️ Contrainte normative
♻️ Contrainte environnementale
5. L'information n°5 « Cadre fabriqué en aluminium recyclé » appartient à la rubrique :
📊 Performance mesurable
⚖️ Contrainte normative
♻️ Contrainte environnementale (écoconception)
6. L'information n°6 « Vitesse assistée limitée à 25 km/h » appartient à la rubrique :
📌 Besoin de l'utilisateur
⚖️ Contrainte réglementaire (loi française)
📊 Performance mesurable
Score : 0 / 6
📝 Synthèse de la séquence
Vérifie ta compréhension globale et consolide tes connaissances avant le brevet.
❓ Questions de bilan – à répondre dans ton cahier
1. Explique en tes propres mots la démarche complète de conception d'un objet technique, de l'identification du besoin jusqu'à la validation du prototype.
2. Quelle est la différence entre une contrainte, une performance et une fonction dans un cahier des charges ? Donne un exemple de chacune pour un téléphone portable.
3. Pourquoi le design est-il plus qu'une question d'esthétique ? Cite deux dimensions du design autres que l'apparence visuelle.
4. Explique la différence entre une invention et une innovation. Donne un exemple concret de chacune.
5. Pourquoi le prototypage rapide (impression 3D, carte Arduino) est-il indispensable dans la démarche de conception ? Que risque-t-on si on ne teste pas le prototype ?
Différence invention/innovation, innovation incrémentale vs rupture. Donner des exemples concrets.
4
Relis la fiche DIC-2-1 (Prototypage)
Impression 3D, carte Arduino. Avantages, utilisations en FabLab. Lien avec le test du CDC.
5
Entraîne-toi sur les sujets de brevet
Analyse des documents, identification des rubriques CDC, justification des choix de conception.
0 / 5 étapes complétées
🎓 Vers le Brevet
Prépare-toi avec de vrais sujets du DNB. Les notions de cette séquence sont régulièrement évaluées !
📝 Sujet DNB – Sciences (Étranger 2025)
Sujet complet des épreuves de sciences, incluant des questions sur la conception et les objets techniques.
📌 Ce qui concerne notre séquence : Questions sur le cahier des charges, les contraintes, le design ou le prototypage. Lis attentivement les documents fournis.
Une imprimante 3D scolaire doit être conçue pour permettre à des élèves de collège de réaliser leurs propres prototypes. Elle doit être sûre, peu coûteuse et simple à utiliser. Le document fourni précise : masse ≤ 5 kg, volume d'impression 20×20×20 cm, plastique PLA uniquement, coût ≤ 800 €, norme CE obligatoire.
Q1. (2 pts) Identifie deux contraintes dans ce document et précise leur type.
Norme CE obligatoire → contrainte normative. Coût ≤ 800 € → contrainte économique. On aurait aussi pu citer « plastique PLA uniquement » → contrainte technique/matériau.
Q2. (1 pt) « Volume d'impression 20×20×20 cm » est-il un besoin, une performance ou une contrainte ? Justifie.
C'est une performance : c'est une valeur mesurable et chiffrée que l'objet doit atteindre (le volume maximal des pièces imprimables). Une performance répond à la question « combien ? » ou « à quel niveau ? »
Q3. (1 pt) Pourquoi utilise-t-on un prototype avant de commercialiser l'imprimante ?
Le prototype permet de tester si la solution répond bien au cahier des charges avant de lancer la fabrication en série. On peut ainsi identifier les problèmes (pièce qui ne s'ajuste pas, température trop haute…) et les corriger à moindre coût.
💡 Exercice 2 – Innovation et design : analyse d'un produit réel
Lis la présentation de ce produit, puis réponds aux questions dans ton cahier. Vérifie ensuite avec les corrections proposées.
🎒 Présentation du produit : le sac à dos connecté « SmartPack »
Le SmartPack est un sac à dos conçu pour les collégiens et lycéens. Il intègre une batterie externe rechargeable (10 000 mAh) permettant de recharger un téléphone ou une tablette en déplacement. Il dispose également d'un système de localisation GPS, d'une lampe LED sur la bretelle gauche visible à 150 m pour la sécurité, et d'un cadenas à code numérique. Le sac est fabriqué en polyester recyclé. Son prix de vente conseillé est de 79 €.
Données du cahier des charges :
Permettre à un élève de transporter son matériel scolaire en sécurité
Capacité de la batterie : 10 000 mAh
Visibilité de la lampe LED : ≥ 150 m
Marquage CE obligatoire
Matière : polyester recyclé (écoconception)
Prix de vente ≤ 80 €
Q1. (2 pts) Le SmartPack est-il une invention ou une innovation ? Justifie ta réponse en une ou deux phrases.
C'est une innovation : le sac à dos existait déjà. Le SmartPack améliore un objet existant en y ajoutant de nouvelles fonctions (batterie externe, GPS, lampe LED, cadenas connecté) pour répondre à de nouveaux besoins des utilisateurs. Il s'agit d'une innovation incrémentale.
Q2. (3 pts) Identifie dans la liste du cahier des charges : un besoin, une performance, une contrainte normative et une contrainte environnementale. Justifie chacun de tes choix.
Besoin : « Permettre à un élève de transporter son matériel scolaire en sécurité » → c'est ce à quoi l'objet répond, exprimé par l'utilisateur. Performance : « Visibilité ≥ 150 m » (ou capacité 10 000 mAh) → valeur mesurable et chiffrée à atteindre. Contrainte normative : « Marquage CE obligatoire » → règle officielle imposée par la réglementation européenne. Contrainte environnementale : « Polyester recyclé » → choix d'écoconception pour réduire l'impact environnemental.
Q3. (2 pts) La lampe LED sur la bretelle répond-elle à une fonction ou à une contrainte de sécurité ? Explique la différence entre ces deux notions.
La lampe LED répond à une fonction de sécurité (elle permet à l'élève d'être visible dans des conditions de faible luminosité). Une fonction décrit ce que fait l'objet pour l'utilisateur. Une contrainte est une règle imposée de l'extérieur (norme, loi, coût…) que l'objet doit respecter. La lampe est donc une réponse fonctionnelle au besoin de sécurité, et non une contrainte.
