Finalités
Les activités proposées visent à explorer comment :
exploiter des modélisations et des simulations numériques pour prévoir les comportements d’un système pluri technologique ;
concevoir ou optimiser une solution au regard d’un cahier des charges, dans le respect des contraintes de développement durable.
Elles permettent d’aborder les compétences et démarches ci-dessous.
Approfondir la culture technologique
En utilisant des démarches d’analyse fonctionnelle, structurelle et comportementale relatives à un produit, les élèves identifient, dans chaque étude proposée, l’organisation globale d’un système pluri technologique, les contraintes de conception liées aux règles d’ergonomie, aux normes (sensibilisation). Ils apprécient également la dimension esthétique d’un produit ou architecturale d’un ouvrage liée aux choix des formes et des matériaux.
Ces compétences pourront être abordées selon deux approches :
- par les produits, amenant à une justification des solutions constructives et des choix technologiques effectués ,
- par les solutions constructives de fonctions, en comparant les choix technologiques proposés sur des produits différents.
Représenter – Communiquer
Les activités d’analyse de conception et de simulation exigent un travail collaboratif et de réelles capacités de communication entre acteurs, à l’interne, pour échanger au sein d’une structure et à l’externe pour expliquer et convaincre. Les élèves devront construire un argumentaire, structurer une analyse, expliquer leurs choix afin de rendre compte en « temps réel » du déroulement d’une réflexion ou d’une activité menée en groupe. Cette exigence d’ingénierie simultanée gagne à utiliser des produits informatiques spécifiques, permettant d’associer, dans un même environnement, des bases de données, des outils de conception, de représentation, de calcul et de simulation. L’utilisation de logiciels de CAO et de leur environnement de calcul et l’utilisation de maquettes numériques existantes facilitent les activités de décodage et permettent de proposer des modifications simples de produits existants.
Simuler, mesurer un comportement
Pour cette compétence spécifique des sciences de l’ingénieur, on s’attachera à définir les grandeurs physiques caractéristiques d’un système, appliquer une modélisation fournie, puis simuler le comportement du système à partir de l’évolution d’un paramètre d’entrée ou de sortie.
Thématiques proposées
De grandes thématiques porteuses d’innovation et de créativité, associées aux activités des Sciences de l’Ingénieur sont proposées ci-dessous. Les enseignants devront retenir des produits et systèmes techniques pertinents relevant de ces thématiques. Ils ont cependant la possibilité de s’appuyer sur d’autres thématiques en rapport avec la créativité, la création et l’innovation ou les Sciences de l’Ingénieur et les grandes questions de la société.
- La mobilité
Les véhicules individuels et les transports collectifs, les énergies utilisées, le pilotage et la sécurité, … - Le sport
Les sports de glisse, mécaniques, etc, les matériaux et vêtements techniques, la mesure de performance, … - La santé
L’imagerie, l’investigation physiologique, l’observation non invasive, l’assistance à l’intervention médicale, … - L’habitat
La performance énergétique, la maison à énergie positive passive, la domotique, … - L’énergie
Les énergies renouvelables, le stockage et la distribution, …
- La communication
La téléphonie, les interfaces de communication, les réseaux, … - La culture et les loisirs
Le son et l’image, les jeux vidéo, les musées en ligne, … - Les infrastructures
Les viaducs, les tours, les tunnels… - La bionique
Prothèses, robots humanoïdes, drones, solutions techniques recopiant le vivant,… - La dématérialisation des biens et des services
Monnaie, réservation en ligne, bureau virtuel, …