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Évolution des objets techniques, cycle de vie et développement durable
Évolution des objets et des services dans le temps, lignées d'objets, cycle de vie (extraction, fabrication, transport, usage, fin de vie), recyclage et valorisation, impact environnemental et social, obsolescence
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Devoir surveillé – Évolution des objets techniques, cycle de vie et développement durable
Évolution des objets et des services dans le temps, lignées d'objets, cycle de vie (extraction, fabrication, transport, usage, fin de vie), recyclage et valorisation, impact environnemental et social, obsolescence
Durée : 55 min – Sans document – Sur 20 points · Technologie 3ᵉ
Les réponses doivent être rédigées et justifiées. Soigne l'orthographe et la présentation.
Exercice 1 – Évolution d'un objet : le fer à repasser (lecture d'un tableau)
(4 pts)- a)Le tableau présente trois fers à repasser (valeurs indicatives).
Ces trois fers forment une lignée. Justifier en précisant leur fonction d'usage et leur principe commun, puis indiquer le changement majeur apporté par le fer électrique.Modèle Époque Source de chaleur Masse Réglage de la température Fer en fonte XIXᵉ siècle posé sur un poêle ou sur des braises 3,6 kg aucun (on teste sur un chiffon) Fer électrique première moitié du XXᵉ siècle résistance électrique dans la semelle 2,5 kg aucun, puis thermostat Fer à vapeur seconde moitié du XXᵉ siècle résistance électrique et réservoir d'eau 1,4 kg thermostat et débit de vapeur - b)Calculer, en pourcentage arrondi à l'unité, la diminution de masse entre le fer en fonte et le fer à vapeur. Pourquoi est-ce un progrès pour l'utilisateur ?
- c)Citer deux facteurs d'évolution qui expliquent le passage du fer en fonte au fer à vapeur, en précisant pour chacun le point de vue concerné (fonctionnel, technique, social…).
- d)Le fer à vapeur a une puissance de 2 400 W. On suppose qu'il fonctionne à pleine puissance 1 h 30 par semaine, 52 semaines par an. Calculer l'énergie consommée en un an en kWh, puis les émissions correspondantes en prenant 0,06 kg CO₂e par kWh.
Exercice 2 – Analyse du cycle de vie de deux casques audio (lecture d'un tableau)
(4 pts)- a)Émissions de gaz à effet de serre de deux casques, en kg CO₂e (valeurs simplifiées).
Calculer l'impact total de chaque casque sur son cycle de vie.Étape du cycle de vie Casque filaire, gardé 6 ans Casque Bluetooth à batterie collée, gardé 3 ans Extraction 2,1 3,8 Fabrication 3,4 6,9 Transport 0,9 0,9 Utilisation 0 0,6 Fin de vie 0,2 0,8 - b)Pour le casque Bluetooth, calculer la part (en %, arrondie à l'unité) de l'extraction et de la fabrication réunies. Sur quoi faut-il agir en priorité pour réduire son impact ?
- c)Un élève conclut : « Le casque Bluetooth émet seulement deux fois plus que le filaire. » Expliquer pourquoi cette comparaison est trompeuse, puis comparer les deux casques par année d'usage.
- d)Le fabricant propose une version à batterie remplaçable : une batterie neuve (1,2 kg CO₂e) permet de garder le casque Bluetooth 6 ans ; l'utilisation émet toujours 0,6 kg CO₂e par période de 3 ans. Calculer le nouvel impact par année d'usage et le pourcentage de baisse par rapport à la version à batterie collée.
Exercice 3 – Fin de vie d'un ordinateur portable (lecture d'un tableau)
(4 pts)- a)Un centre de traitement démonte un ordinateur portable.
Calculer la masse totale de l'ordinateur en kg, puis la part (en %) envoyée en valorisation énergétique.Élément Masse (g) Devenir Coque en aluminium 420 recyclage Coque et touches en plastique 380 recyclage Carte électronique 250 recyclage (métaux précieux) Batterie lithium-ion 300 recyclage en filière spécialisée Écran 450 dépollution : 60 % de sa masse recyclée, le reste enfoui Petites pièces collées de matériaux mélangés 200 valorisation énergétique - b)Calculer la masse réellement recyclée, puis le taux de recyclage de l'ordinateur. Quelle part de sa masse finit enfouie ?
- c)Pourquoi les petites pièces ne sont-elles pas recyclées ? Proposer une modification d'écoconception qui améliorerait le taux de recyclage.
- d)Un élève affirme : « Puisque 81 % de l'ordinateur est recyclé, en racheter un neuf chaque année n'a presque pas d'impact. » Donner deux arguments pour le contredire.
Exercice 4 – Obsolescence et réparabilité : choisir un smartphone (lecture d'un tableau)
(4 pts)- a)Une famille compare deux smartphones.
Identifier deux risques d'obsolescence pour le téléphone B et nommer leur type.Critère Téléphone A Téléphone B Prix d'achat 320 € 260 € Indice de réparabilité 8,2 / 10 4,1 / 10 Batterie remplaçable par l'utilisateur : 35 € collée, remplacement en atelier : 110 € Mises à jour du système garanties 7 ans 3 ans Métaux contenus 48 g, dont 8 g dans la batterie 48 g, dont 8 g dans la batterie - b)On garde A pendant 6 ans en changeant une fois sa batterie ; on garde B 3 ans sans réparation. Calculer le coût par année d'usage de chaque téléphone (arrondi à l'euro).
- c)Pour couvrir 6 ans d'usage, calculer la masse de métaux à extraire avec A (un téléphone et une batterie de rechange) et avec B (deux téléphones). En déduire l'économie de métaux en pourcentage.
- d)« Le téléphone B est le moins cher, c'est donc le meilleur choix. » Discuter cette affirmation en utilisant les trois piliers du développement durable.
Exercice 5 – Vrai ou faux argumenté, et prise d'initiative
(4 pts)- a)« Le passage du baladeur à cassette au lecteur de CD portable est une simple amélioration dans la même lignée. » Vrai ou faux ? Justifier.
- b)« Remplacer une voiture thermique récente et en bon état par une voiture électrique neuve réduit immédiatement l'impact environnemental. » Vrai ou faux ? Justifier.
- c)« Une chaise en bois ne consomme aucune énergie pendant son utilisation : son impact environnemental est donc nul. » Vrai ou faux ? Justifier.
- d)Le collège veut remplacer ses 30 ordinateurs de 6 ans, qui fonctionnent encore mais sont devenus lents. Proposer une démarche responsable en trois étapes, en justifiant chacune par une notion du chapitre. Toute démarche argumentée sera valorisée.
Bon courage !
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Corrigé et barème – Évolution des objets techniques, cycle de vie et développement durable
Évolution des objets et des services dans le temps, lignées d'objets, cycle de vie (extraction, fabrication, transport, usage, fin de vie), recyclage et valorisation, impact environnemental et social, obsolescence
Durée : 55 min – Sans document – Sur 20 points · Technologie 3ᵉ
Exercice 1 – Évolution d'un objet : le fer à repasser (lecture d'un tableau)
(4 pts)- a)Même fonction d'usage (défroisser le linge) et même principe (une semelle chaude pressée sur le tissu) : c'est une lignée. Changement majeur : la chaleur est produite dans le fer lui-même par une résistance électrique, sans source extérieure. (1)
- b)(3,6 − 1,4) ÷ 3,6 × 100 ≈ 61 % de masse en moins : le fer est moins fatigant à manier et plus facile à diriger. (1)
- c)Progrès technique : électricité dans les logements, résistance chauffante, thermostat (point de vue technique). Besoin de confort et de sécurité : repassage plus rapide, température réglable, fini les brûlures au poêle (point de vue fonctionnel ou social). Accepter aussi : matériaux plus légers. (1)
- d)E = 2,4 kW × 1,5 h × 52 = 187,2 kWh ; émissions = 187,2 × 0,06 ≈ 11,2 kg CO₂e par an. (1)
Repère — Dans une lignée, le principe reste le même et la réalisation s'améliore ; pour calculer une énergie, convertir d'abord les W en kW et 1 h 30 en 1,5 h.
Exercice 2 – Analyse du cycle de vie de deux casques audio (lecture d'un tableau)
(4 pts)- a)Filaire : 2,1 + 3,4 + 0,9 + 0 + 0,2 = 6,6 kg CO₂e. Bluetooth : 3,8 + 6,9 + 0,9 + 0,6 + 0,8 = 13,0 kg CO₂e. (1)
- b)(3,8 + 6,9) ÷ 13,0 × 100 = 10,7 ÷ 13,0 × 100 ≈ 82 % : il faut agir sur la fabrication, donc surtout faire durer le casque. (1)
- c)Les durées d'usage sont différentes (6 ans et 3 ans). Filaire : 6,6 ÷ 6 = 1,1 kg CO₂e par an ; Bluetooth : 13,0 ÷ 3 ≈ 4,3 kg CO₂e par an, soit environ 4 fois plus. (1)
- d)(13,0 + 1,2 + 0,6) ÷ 6 = 14,8 ÷ 6 ≈ 2,5 kg CO₂e par an ; baisse ≈ (4,33 − 2,47) ÷ 4,33 × 100 ≈ 43 %. (1)
Le point clé — Deux ACV ne se comparent que sur la même base, ici une année d'usage : un objet qui dure deux fois moins longtemps voit son impact annuel doubler.
Exercice 3 – Fin de vie d'un ordinateur portable (lecture d'un tableau)
(4 pts)- a)420 + 380 + 250 + 300 + 450 + 200 = 2 000 g = 2 kg ; valorisation énergétique : 200 ÷ 2 000 × 100 = 10 %. (1)
- b)Recyclé : 420 + 380 + 250 + 300 + 0,6 × 450 = 1 620 g, soit 1 620 ÷ 2 000 = 81 % ; enfoui : 450 − 270 = 180 g, soit 9 %. (1)
- c)Matériaux mélangés et collés, impossibles à séparer pour les trier. Écoconception : assembler par vis ou clips, un seul matériau par pièce, marquer les plastiques. (1)
- d)Le recyclage ne récupère qu'une partie des matériaux (19 % perdus) et consomme de l'énergie ; l'extraction et la fabrication d'un ordinateur neuf, qui pèsent le plus lourd, seraient refaites chaque année. Mieux vaut prolonger la durée d'usage. (1)
Erreur fréquente — Croire qu'un objet recyclé n'a « pas d'impact » : le recyclage récupère une partie des matériaux, jamais l'énergie ni les émissions de la fabrication.
Exercice 4 – Obsolescence et réparabilité : choisir un smartphone (lecture d'un tableau)
(4 pts)- a)Batterie collée, coûteuse à changer : obsolescence technique. Mises à jour garanties seulement 3 ans : obsolescence logicielle. (1)
- b)A : (320 + 35) ÷ 6 ≈ 59 € par an ; B : 260 ÷ 3 ≈ 87 € par an. (1)
- c)A : 48 + 8 = 56 g ; B : 2 × 48 = 96 g ; économie = (96 − 56) ÷ 96 × 100 ≈ 42 %. (1)
- d)Faux : économique, A revient moins cher par an ; environnemental, A demande moins de métaux, d'énergie de fabrication et produit moins de déchets ; social, moins d'extraction minière aux conditions souvent difficiles et plus de réparations locales. A est le meilleur choix. (1)
Attention — Le prix d'achat ne dit rien du coût réel : on compare par année d'usage, en comptant les réparations et les remplacements.
Exercice 5 – Vrai ou faux argumenté, et prise d'initiative
(4 pts)- a)Faux : on passe d'une lecture magnétique sur bande à une lecture optique d'un disque numérique ; le principe change, c'est une rupture et une nouvelle lignée (même famille). (1)
- b)Faux : la fabrication de la voiture neuve, surtout de sa batterie, émet beaucoup ; le gain à l'utilisation ne compense cette dette qu'après de nombreux kilomètres. (1)
- c)Faux : l'extraction du bois, la fabrication, le transport et la fin de vie ont un impact, même si l'utilisation n'en a presque pas. (1)
- d)Prolonger : ajouter de la mémoire, un disque SSD, installer un système plus léger (lutter contre l'obsolescence logicielle ; la fabrication est l'étape la plus lourde). 2. Si le remplacement est nécessaire : ordinateurs reconditionnés ou bon indice de réparabilité. 3. Anciens postes : don ou reconditionnement (réemploi), sinon filière DEEE (recyclage), jamais la poubelle. (1)
Astuce — Dans un vrai ou faux, un seul contre-exemple suffit à prouver « faux » : cite l'étape du cycle de vie ou le principe technique que l'affirmation oublie.
Ce document est la propriété intellectuelle de Ben, professeur particulier (benprofparticulier.fr), protégée par le Code de la propriété intellectuelle (art. L. 111-1 et L. 122-4). Il est mis à disposition pour un usage personnel de révision. Toute reproduction, diffusion, mise en ligne ou revente, totale ou partielle, sans autorisation écrite est interdite et constitue une contrefaçon (art. L. 335-2).
Ce contrôle de technologie 3ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Évolution des objets techniques, cycle de vie et développement durable » : 5 exercices, 55 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Évolution d'un objet : le fer à repasser (lecture d'un tableau)/ 4 pts
- Exercice 2 — Analyse du cycle de vie de deux casques audio (lecture d'un tableau)/ 4 pts
- Exercice 3 — Fin de vie d'un ordinateur portable (lecture d'un tableau)/ 4 pts
- Exercice 4 — Obsolescence et réparabilité : choisir un smartphone (lecture d'un tableau)/ 4 pts
- Exercice 5 — Vrai ou faux argumenté, et prise d'initiative/ 4 pts
Notions évaluées
Des objets et des services qui évoluent, Familles et lignées d'objets techniques, Le cycle de vie d'un objet, Mesurer l'impact : l'analyse du cycle de vie, La fin de vie : réemployer, recycler, valoriser, Obsolescence et durée de vie.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 55 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Évolution des objets techniques, cycle de vie et développement durable » ?
- 55 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 55 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de technologie de troisième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Évolution des objets techniques, cycle de vie et développement durable » du programme officiel de technologie en troisième, soit Des objets et des services qui évoluent, Familles et lignées d'objets techniques, Le cycle de vie d'un objet, Mesurer l'impact : l'analyse du cycle de vie.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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