Notion d'écarts entre les attentes fixées par le cahier des charges et les résultats de l'expérimentation

Notion d'écarts entre les attentes fixées par le cahier des charges et les résultats de l'expérimentation

Retrouve le cours de Technologie 3ème sur la notion d'écart et les relations entre cahier des charges et expérimentation avec digiSchool ! Chapitre "Modélisation et simulation".

   Dans cette leçon nous étudierons les différents types de variables informatiques, les variables statiques, les variables dynamiques ...

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Notion d'écarts entre les attentes fixées par le cahier des charges et les résultats de l'expérimentation

Le contenu du document

En général, un objet technique assure plusieurs fonctions de natures diverses. Certaines sont plus importantes que d’autres, notamment la fonction d’usage et les différentes fonctions de contraintes.

Avant de se lancer dans la fabrication d’un objet technique, l’expression du besoin est écrite dans un document appelé "cahier des charges fonctionnel". L’énoncé du besoin et la rédaction du cahier des charges représentent les deux premières étapes d’un projet. De façon générale, les trois autres principales étapes d’un projet sont :

  • La recherche et le choix de solutions techniques
  • La modélisation, la réalisation et la validation d’un prototype avec notamment des expérimentations
  • La présentation finale du projet

Prérequis

  • Être capable de s’approprier un cahier des charges fonctionnel
  • Pouvoir identifier les entrées et sorties dans le cadre du fonctionnement d’un objet

Objectifs

  • Analyser la structure et le fonctionnement d’un objet
  • Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer une conclusion et la communiquer en argumentant

I. Définition et démarche

La démarche d’innovation est la fabrication d’un objet technique nouveau ou l’amélioration d’un objet déjà existant. Elle est liée aux nouvelles idées (démarche de créativité) pour répondre à de nouveaux besoins. Un cahier des charges fonctionnel est un document dans lequel on exprime des besoins, les attentes et notamment les fonctions de contraintes imposées aux objets et aux systèmes techniques. Les solutions techniques trouvées sont les réponses concrètes aux contraintes.

 

Dans une démarche de projet, une expérimentation est une procédure réalisée pour valider les attentes spécifiées dans le cahier des charges. Les expériences fournissent un aperçu de la relation de cause à effet en démontrant quel résultat se produit lorsqu'un facteur particulier est modifié. Une expérimentation correspond à des tests ou des essais réels (grandeur nature). Par exemple, des essais sont réalisés avec des équipements spécifiques pour vérifier les propriétés de matériaux.

 

 

Dans le cadre d’expérimentations, des maquettes et des prototypes sont généralement fabriqués afin :

  • De mener des tests et expérimentations
  • De vérifier les écarts par rapport aux attentes
  • De s’assurer que les solutions techniques choisies respectent le cahier des charges fonctionnel

Une maquette est la fabrication d’un objet ou d’un système technique à une échelle réduite.

 

Un prototype est un premier échantillon, un premier modèle ou une première version d'un objet ou d’un système technique fabriqué pour mener des tests. Il sert de référence et pourra subir des modifications si nécessaire.

Les écarts sont les différences de comportement ou de performance constatées entre les exigences du cahier des charges fonctionnel et les résultats d’une expérimentation.

 

Il y a toujours un écart entre les attentes du fonctionnement d’un objet et la réalité. Lors de la conception d’un objet ou d’un système technique (avant la fabrication), il est vraiment indispensable de bien analyser les différents écarts constatés afin de faire les modifications nécessaires sur :

 

  • Les principes techniques retenues, notamment les énergies
  • Les matériaux utilisés
  • Les dimensions et les formes
  • Les algorithmes de fonctionnement

II. Exemple

Par exemple, les principaux tests qui peuvent être réalisés sur un skateboard électrique sont les suivants :

  • Résistance mécanique

Cet essai permet de connaître le comportement mécanique du matériau, les propriétés du matériau et les valeurs des caractéristiques du matériau. On utilise aussi le terme de Résistance Des Matériaux (RDM). Ce test consiste à exercer une contrainte de rupture en 3 points (force suivant le sens perpendiculaire au fil du bois pour obtenir la rupture. Une flexion entraine une distribution de contraintes. L’essai de flexion détermine l’aptitude à la déformation d’un matériau sur deux appuis avec une application de l’effort à mi-distance. Le technicien impose une déformation (grande flèche rouge orientée vers le bas) et ensuite mesure la force qu’oppose l’éprouvette à cette déformation comme la figure ci-dessous le montre.

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  • Vitesse

Pour tester la vitesse maximale, un testeur expert de skateboard accélère au maximum, puis il entre dans une piste de test et peut chronométrer le temps qu'il a fallu à chaque planche pour couvrir cette distance. Ensuite, on calcule la vitesse pour chaque essai et on fait la moyenne des données pour déterminer la vitesse maximale.

 

  • Temps de charge

 

Le deuxième test est le temps nécessaire pour charger à partir d'une batterie complètement déchargée. Après avoir déchargé la batterie lors du test précédent, le technicien chronomètre le temps qu'il faut pour que le skateboard soit complètement chargé.

 

 

  • Conduite

 

C’est l'un des aspects les plus qualitatifs du processus de test qui se décompose en quatre parties : le confort, la gestion d'un terrain bosselé, le traitement de fissures inattendues et les différentes planches.

Conclusion

 

 

Avant de procéder à la production de série (en très grande quantité), les équipes techniques de projet réalisent des tests, des essais et autres expérimentations pour bien observer le comportement d’un objet ou d’un système technique dans le but de contrôler le respect du cahier des charges fonctionnel défini et identifier les écarts avec les attentes.

Dans le cadre d’un projet, les écarts renseignent vraiment sur la validité d’une solution technique choisie. Valider la conception d’un modèle par l’expérimentation, en le comparant à la réalité, permet de constater d’éventuels écarts, de les expliquer et de proposer des modifications.

Un prototype est généralement utilisé pour évaluer une nouvelle conception afin d'améliorer la précision par les analystes du système et les utilisateurs. Le prototypage sert à fournir des spécifications pour un système de travail réel plutôt que théorique.

 

Le petit + dans ta copie

 

Le prototypage rapide est un ensemble de techniques utilisées pour fabriquer rapidement un modèle réduit d'une pièce physique ou d'un assemblage en utilisant des données tridimensionnelles de conception assistée par ordinateur (CAO). La construction de la pièce ou de l'assemblage est habituellement effectuée en utilisant l'impression 3D ou la technologie de « fabrication de couche additive ».

Pour aller plus loin …

 

 

L'impression 3D est l'un des différents processus dans lesquels le matériau est travaillé sous contrôle informatique pour créer un objet tridimensionnel. L'impression 3D peut être utilisée dans le prototypage rapide. Les objets peuvent être de presque n'importe quelle forme ou géométrie et sont généralement produits en utilisant des données de modèle numérique d'un modèle 3D ou d'une autre source de données électronique telle qu'un fichier généralement en couches séquentielles.

Fin de l'extrait

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