Technologie 3ᵉ
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Démarche de projet, besoin et innovation
Besoin, cahier des charges et contraintes, étapes d'un projet, créativité et recherche de solutions, innovation (évolution, rupture), design et ergonomie, travail collaboratif, planning
À propos de cette page
Ces problèmes corrigés sur « Démarche de projet, besoin et innovation » en troisième permettent d'appliquer le cours à des situations concrètes en technologie. Ils suivent le programme officiel de troisième et se résolvent étape par étape. Au programme : Du besoin au problème technique, Le cahier des charges : exigences et contraintes, Les étapes d'une démarche de projet, Créativité et choix d'une solution. Cherche au brouillon, saisis ta réponse puis clique sur « Vérifier » pour te corriger. Idéal pour développer le raisonnement, la rigueur et la confiance avant une évaluation. Problèmes gratuits proposés par un professeur particulier à Marseille pour progresser en technologie en troisième.
Résous chaque problème, écris ta réponse puis clique sur « Vérifier ». Pose tes calculs au brouillon.
Facile
Pb. 1 — Arroser le potager pendant les vacancesLe club jardin du collège cultive un potager. Pendant les huit semaines de vacances d'été, personne ne peut venir arroser et les plantations meurent chaque année. Les élèves du club décident de mener un projet.
Bête à cornes — à qui le futur système rend-il service ?
Aux utilisateurs : les élèves du club jardin.Sur quoi agit-il ?
Sur les plantes du potager (ou la terre qui les nourrit).Dans quel but ? Formule le besoin sans citer aucune solution.
Garder en vie les plantes du potager pendant les vacances, en leur apportant l'eau nécessaire, sans présence humaine.Ni « tuyau », ni « pompe », ni « programmateur » : ce sont des solutions.Énonce le problème technique sous forme de question.
Comment apporter automatiquement chaque jour la bonne quantité d'eau aux plantes, pendant huit semaines, sans intervention humaine ?Une question précise : quoi, combien, combien de temps, dans quelles conditions.Cite trois contraintes de natures différentes que la solution devra respecter, en précisant leur nature.
Économique : budget du club limité à 150 €. Environnementale : consommer peu d'eau, par exemple en récupérant l'eau de pluie. Sécurité : aucun câble électrique 230 V accessible dans le jardin.Pense aussi au délai : le système doit être prêt avant l'été.Voir le corrigé
- au club jardin — Aux utilisateurs : les élèves du club jardin.
- les plantes — Sur les plantes du potager (ou la terre qui les nourrit).
- Réponse libre — exemple : Garder en vie les plantes du potager pendant les vacances, en leur apportant l'eau nécessaire, sans présence humaine. — Ni « tuyau », ni « pompe », ni « programmateur » : ce sont des solutions.
- Réponse libre — exemple : Comment apporter automatiquement chaque jour la bonne quantité d'eau aux plantes, pendant huit semaines, sans intervention humaine ? — Une question précise : quoi, combien, combien de temps, dans quelles conditions.
- Réponse libre — exemple : Économique : budget du club limité à 150 €. Environnementale : consommer peu d'eau, par exemple en récupérant l'eau de pluie. Sécurité : aucun câble électrique 230 V accessible dans le jardin. — Pense aussi au délai : le système doit être prêt avant l'été.
Pb. 2 — Le prototype de lampe de bureau est-il conforme ?Extrait du cahier des charges d'une lampe de bureau :
Mesures sur le prototype : hauteur 470 mm ; masse 1 150 g ; puissance 6,5 W ; prix de revient 27,40 €.
| Exigence | Critère | Niveau | Flexibilité |
|---|---|---|---|
| Tenir sur un bureau | hauteur | 45 cm au plus | F0 |
| Être déplaçable | masse | 1,2 kg au plus | F1 |
| Consommer peu | puissance électrique | 8 W au plus | F1 |
| Rester abordable | prix de revient | 25 € | F2 (± 10 %) |
Hauteur du prototype : cm
470 mm = 47 cm.L'exigence de hauteur est-elle respectée ? (oui/non)
47 cm > 45 cm : dépassement de 2 cm sur une exigence F0.L'exigence de masse est-elle respectée ? (oui/non)
1 150 g = 1,15 kg ≤ 1,2 kg.Prix de revient maximal toléré grâce à la flexibilité : €
25 × 1,10 = 27,50 € : 27,40 € est accepté.Conclus : le prototype peut-il être validé ? Que doit faire l'équipe ?
Non : la hauteur, exigence impérative (F0), dépasse de 2 cm. La masse, la puissance et le prix (27,40 € ≤ 27,50 €) sont acceptables. L'équipe revient à la conception pour réduire la hauteur (bras plus court, pied plus bas), puis refait la mesure.Une seule exigence F0 non respectée suffit à refuser le prototype.Voir le corrigé
- 47 — 470 mm = 47 cm.
- non — 47 cm > 45 cm : dépassement de 2 cm sur une exigence F0.
- oui — 1 150 g = 1,15 kg ≤ 1,2 kg.
- 27,50 — 25 × 1,10 = 27,50 € : 27,40 € est accepté.
- Réponse libre — exemple : Non : la hauteur, exigence impérative (F0), dépasse de 2 cm. La masse, la puissance et le prix (27,40 € ≤ 27,50 €) sont acceptables. L'équipe revient à la conception pour réduire la hauteur (bras plus court, pied plus bas), puis refait la mesure. — Une seule exigence F0 non respectée suffit à refuser le prototype.
Moyen
Pb. 3 — Le planning de la station météoUne équipe construit une station météo pour le collège.
| Tâche | Durée (semaines) | Antériorité |
|---|---|---|
| T1 Cahier des charges | 1 | — |
| T2 Recherche de solutions | 2 | T1 |
| T3 Modélisation du boîtier | 3 | T2 |
| T4 Programmation des capteurs | 5 | T2 |
| T5 Impression 3D du boîtier | 1 | T3 |
| T6 Assemblage et tests | 2 | T4 et T5 |
| T7 Présentation | 1 | T6 |
Somme de toutes les durées : semaines
1 + 2 + 3 + 5 + 1 + 2 + 1 = 15, mais ce n'est pas la durée du projet.Durée réelle du projet : semaines
T1 : 0 → 1 ; T2 : 1 → 3 ; T4 : 3 → 8 (T3 et T5 : 3 → 7) ; T6 : 8 → 10 ; T7 : 10 → 11.Tâche du chemin critique qui se déroule en parallèle de T3 et T5 :
T4 dure 5 semaines contre 3 + 1 = 4 pour T3 et T5.Marge de la tâche T5 : semaine(s)
T5 se termine à la semaine 7, T6 ne commence qu'à la fin de la semaine 8.Le programmeur tombe malade : T4 dure 7 semaines. Nouvelle durée du projet : semaines
T4 : 3 → 10 ; T6 : 10 → 12 ; T7 : 12 → 13. Une tâche critique retardée décale toute la fin.Voir le corrigé
- 15 — 1 + 2 + 3 + 5 + 1 + 2 + 1 = 15, mais ce n'est pas la durée du projet.
- 11 — T1 : 0 → 1 ; T2 : 1 → 3 ; T4 : 3 → 8 (T3 et T5 : 3 → 7) ; T6 : 8 → 10 ; T7 : 10 → 11.
- T4 — T4 dure 5 semaines contre 3 + 1 = 4 pour T3 et T5.
- 1 — T5 se termine à la semaine 7, T6 ne commence qu'à la fin de la semaine 8.
- 13 — T4 : 3 → 10 ; T6 : 10 → 12 ; T7 : 12 → 13. Une tâche critique retardée décale toute la fin.
Pb. 4 — La boîte à clés du gîteLes propriétaires d'un gîte veulent que leurs clients récupèrent les clés à toute heure. Le cahier des charges impose deux exigences F0 : prix d'achat de 60 € au plus ; fonctionnement sans connexion Internet (le gîte est en zone blanche). Trois solutions sont notées sur 5.
| Solution | Prix | Internet nécessaire | Sécurité (×3) | Facilité pour les clients (×2) | Autonomie (×1) |
|---|---|---|---|---|---|
| A : boîte à code mécanique | 35 € | non | 2 | 4 | 5 |
| B : serrure connectée | 89 € | oui | 5 | 5 | 3 |
| C : boîte à clavier électronique | 55 € | non | 4 | 3 | 2 |
Solution éliminée d'emblée :
Elle viole les deux exigences F0 : 89 € > 60 € et besoin d'Internet.Total pondéré de A :
2 × 3 + 4 × 2 + 5 × 1 = 6 + 8 + 5 = 19.Total pondéré de C :
4 × 3 + 3 × 2 + 2 × 1 = 12 + 6 + 2 = 20 : C est retenue.B aurait obtenu 28 points. Pourquoi n'est-elle pas retenue malgré ce score ?
Elle ne respecte pas deux exigences impératives (F0) : son prix dépasse 60 € et elle a besoin d'Internet, absent au gîte. Une solution hors F0 est éliminée avant tout calcul, quel que soit son score.Le tableau pondéré ne départage que des solutions acceptables.Les clients sont surtout des personnes âgées : le coefficient « facilité » passe à 4. Solution retenue :
A : 6 + 16 + 5 = 27 ; C : 12 + 12 + 2 = 26. A passe devant.Voir le corrigé
- B — Elle viole les deux exigences F0 : 89 € > 60 € et besoin d'Internet.
- 19 — 2 × 3 + 4 × 2 + 5 × 1 = 6 + 8 + 5 = 19.
- 20 — 4 × 3 + 3 × 2 + 2 × 1 = 12 + 6 + 2 = 20 : C est retenue.
- Réponse libre — exemple : Elle ne respecte pas deux exigences impératives (F0) : son prix dépasse 60 € et elle a besoin d'Internet, absent au gîte. Une solution hors F0 est éliminée avant tout calcul, quel que soit son score. — Le tableau pondéré ne départage que des solutions acceptables.
- A — A : 6 + 16 + 5 = 27 ; C : 12 + 12 + 2 = 26. A passe devant.
Difficile
Pb. 5 — Un bureau debout réglable pour le CDILe CDI veut des bureaux utilisables debout par tous les élèves et adultes mesurant de 1,50 m à 1,85 m. L'équipe retient deux hypothèses : la hauteur du coude d'une personne debout vaut environ 0,63 fois sa taille ; le plan de travail doit se trouver 5 cm sous le coude.
Hauteur du coude d'une personne de 1,50 m : cm
0,63 × 150 = 94,5 cm.Hauteur du plan de travail adaptée à cette personne : cm
94,5 − 5 = 89,5 cm.Hauteur du plan adaptée à une personne de 1,85 m : cm (arrondi au dixième)
0,63 × 185 = 116,55 cm ; 116,55 − 5 = 111,55 ≈ 111,6 cm.Course minimale du vérin de réglage : cm (arrondi au centimètre supérieur)
111,55 − 89,5 = 22,05 cm : une course de 22 cm ne suffirait pas, il faut 23 cm.Un fournisseur propose un bureau réglable de 92 cm à 115 cm. Convient-il ? Pourquoi ne pas simplement fixer le plan à la hauteur idéale d'une personne de taille moyenne ?
Non : le plus petit utilisateur a besoin de 89,5 cm, sous le minimum de 92 cm ; il travaillerait les bras trop hauts. Une hauteur fixe « moyenne » (environ 100 cm pour 1,67 m) serait trop haute pour les petits et trop basse pour les grands : l'ergonomie consiste à couvrir toute la plage des utilisateurs.On vérifie les deux extrémités de la plage, pas seulement la longueur de la course.Voir le corrigé
- 94,5 — 0,63 × 150 = 94,5 cm.
- 89,5 — 94,5 − 5 = 89,5 cm.
- 111,6 — 0,63 × 185 = 116,55 cm ; 116,55 − 5 = 111,55 ≈ 111,6 cm.
- 23 — 111,55 − 89,5 = 22,05 cm : une course de 22 cm ne suffirait pas, il faut 23 cm.
- Réponse libre — exemple : Non : le plus petit utilisateur a besoin de 89,5 cm, sous le minimum de 92 cm ; il travaillerait les bras trop hauts. Une hauteur fixe « moyenne » (environ 100 cm pour 1,67 m) serait trop haute pour les petits et trop basse pour les grands : l'ergonomie consiste à couvrir toute la plage des utilisateurs. — On vérifie les deux extrémités de la plage, pas seulement la longueur de la course.
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