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Un groupe conçoit un support de téléphone pour bureau. Le cahier des charges impose : tenir un téléphone de 200 g sans basculer. Le groupe dessine le support en 3D, l'imprime, puis dépose le téléphone dessus. Indique le rôle du modèle, de la réalisation et de la mesure, puis conclus si le support bascule seulement à 150 g.
Le modèle 3D sert à définir les formes et dimensions et à vérifier l'assemblage avant impression, sans gaspiller de matière. La réalisation est l'impression 3D de la pièce selon ce modèle. La mesure est l'essai de charge : on ajoute des masses jusqu'au basculement et on relève la valeur, ici 150 g. Comparaison : 150 g est inférieur aux 200 g exigés, donc le prototype n'est pas validé. On cherche la cause (base trop étroite ou centre de gravité trop haut), on modifie le modèle en élargissant la base, puis on fabrique une nouvelle version et on refait le même essai.
Un véhicule solaire miniature doit parcourir 3 m en moins de 6 s. On chronomètre trois essais : 5,8 s ; 6,4 s ; 6,0 s. Calcule la durée moyenne, compare-la au critère, conclus et propose une action.
Moyenne : (5,8 + 6,4 + 6,0) ÷ 3 = 18,2 ÷ 3 ≈ 6,07 s. Le critère est moins de 6 s : la valeur moyenne 6,07 s est supérieure, donc le critère n'est pas respecté, même si un essai était bon. Le prototype n'est pas validé en l'état. L'écart est faible : on cherche des frottements dans les roues ou une masse excessive, on modifie l'axe ou on allège la caisse, puis on refait trois essais dans les mêmes conditions. Plusieurs essais sont utiles car la mesure varie légèrement d'un essai à l'autre.
Explique en deux phrases pourquoi on construit un modèle avant de réaliser un prototype.
Le modèle permet de tester et corriger des choix rapidement et à faible coût, sans consommer de matière ni de temps de fabrication.
Modifier un dessin ou une simulation est plus rapide et moins coûteux que refabriquer un objet. Le modèle sert donc à prévoir le comportement et à éliminer les erreurs de conception avant la réalisation, ce qui rend le projet plus efficace.
Un prototype de pont en carton doit supporter 5 kg. Il casse sous 4 kg. Le pont est-il validé ? Que fais-tu ensuite ?
Non, le pont n'est pas validé car 4 kg est inférieur aux 5 kg exigés ; on analyse la cause de la rupture, on modifie la structure, on refabrique et on refait l'essai.
La validation repose sur la comparaison entre la valeur mesurée (4 kg) et le critère (5 kg). L'écart révèle un défaut à corriger, par exemple une structure à renforcer par un triangle ou un carton plus épais. La conception est itérative : modifier, réaliser, mesurer de nouveau.
Pourquoi faut-il préciser l'unité et le protocole quand on relève une mesure ?
Sans unité, la valeur n'a pas de sens, et sans protocole identique, deux mesures ne sont pas comparables.
Une valeur comme 6 peut désigner des secondes, des kilogrammes ou des volts. Un protocole précis (appareil, conditions, nombre d'essais) garantit que les mesures sont reproductibles et peuvent être comparées honnêtement au critère du cahier des charges.
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