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Technologie 3ᵉ

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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

À propos de cette page
Ces problèmes corrigés sur « Évolution des objets techniques, cycle de vie et développement durable » 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 : 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. 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.

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Facile
Pb. 1 — Collecte de téléphones au collègeUn collège organise pendant une semaine une collecte de vieux téléphones portables. 120 téléphones sont rapportés ; la masse moyenne d'un téléphone est de 150 g.
Masse totale collectée : kg
Une association teste les téléphones : 30 fonctionnent encore et seront reconditionnés. Pourcentage de téléphones réemployés : %
Les autres partent au recyclage. Nombre de téléphones recyclés :
Chaque téléphone recyclé contient environ 0,03 g d'or. Masse d'or récupérable au maximum : g
Donne deux raisons pour lesquelles ces téléphones ne doivent pas être jetés dans la poubelle ordinaire.
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  1. 18 — 120 × 150 g = 18 000 g = 18 kg.
  2. 25 — 30 ÷ 120 × 100 = 25 %.
  3. 90 — 120 − 30 = 90.
  4. 2,7 — 90 × 0,03 = 2,7 g : peu par téléphone, mais précieux à grande échelle.
  5. Réponse libre — exemple : Ce sont des DEEE : leur batterie au lithium peut provoquer un incendie et certains composants polluent s'ils sont enfouis ou brûlés sans traitement ; ils contiennent aussi des métaux (or, cuivre, cobalt) que la filière de collecte permet de récupérer. — Danger et pollution d'un côté, ressources récupérables de l'autre.
Pb. 2 — Changer l'éclairage d'une salle de classeUne salle de classe est éclairée par 12 lampes halogènes de 42 W. On les remplace par 12 lampes LED de 6 W qui donnent la même lumière. Les lampes sont allumées 8 h par jour, 140 jours par an. Le kWh coûte 0,20 €.
Énergie consommée en un an avec les halogènes : kWh (arrondi à l'unité)
Énergie consommée en un an avec les LED : kWh (arrondi à l'unité)
Économie d'énergie par an : kWh (arrondi à l'unité)
Économie financière par an : € (arrondi à l'euro)
Le passage de l'halogène à la LED est-il une amélioration dans la même lignée ou une rupture ? Justifie.
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  1. 564 — 12 × 42 W = 504 W = 0,504 kW ; 0,504 × 8 × 140 = 564,48 kWh.
  2. 81 — 0,072 kW × 1 120 h = 80,64 kWh.
  3. 484 — 564,48 − 80,64 = 483,84 kWh.
  4. 97 — 483,84 × 0,20 ≈ 96,77 €.
  5. Réponse libre — exemple : Une rupture : la lampe halogène est une lampe à incandescence (un filament chauffé produit la lumière), la LED est un composant électronique qui émet directement de la lumière. Le principe technique change, on passe à une autre lignée. — L'halogène appartient à la lignée de l'incandescence.
Moyen
Pb. 3 — D'où vient ma trottinette ?Une trottinette électrique de 15 kg, emballée dans un carton de 3 kg, est assemblée en Asie. Émissions d'un transport = masse (en tonnes) × distance (en km) × facteur d'émission. Hypothèses : porte-conteneurs 0,015 kg CO₂e par tonne et par km ; avion cargo 0,8 ; camion 0,1.
Masse transportée (trottinette et carton) : t
Trajet de 20 000 km en porte-conteneurs : émissions kg CO₂e
Puis 600 km en camion jusqu'à l'entrepôt : kg CO₂e
Si la trottinette voyageait par avion cargo sur 10 000 km : kg CO₂e pour le vol
La fabrication de la trottinette émet environ 110 kg CO₂e. Compare avec le transport dans les deux cas et conclus.
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  1. 0,018 — 18 kg = 0,018 t.
  2. 5,4 — 0,018 × 20 000 × 0,015 = 5,4.
  3. 1,08 — 0,018 × 600 × 0,1 = 1,08.
  4. 144 — 0,018 × 10 000 × 0,8 = 144.
  5. Réponse libre — exemple : Bateau puis camion : 5,4 + 1,08 ≈ 6,5 kg CO₂e, environ 6 % des émissions de fabrication : le transport pèse peu. Avion puis camion : 144 + 1,08 ≈ 145 kg CO₂e, plus que la fabrication elle-même. Le mode de transport compte autant que la distance. — Le transport est souvent faible, sauf par avion.
Pb. 4 — Réparer ou remplacer le lave-linge ?Le lave-linge de la famille Martin a 7 ans ; sa pompe de vidange est en panne. Devis de réparation : pièce 45 €, main-d'œuvre 55 €. Un lave-linge neuf équivalent coûte 480 €. Hypothèses : fabriquer, transporter puis traiter en fin de vie un lave-linge émet environ 300 kg CO₂e ; une réparation émet environ 6 kg CO₂e.
Coût de la réparation : €
Économie par rapport à l'achat d'un neuf : €
Émissions évitées en réparant plutôt qu'en remplaçant : kg CO₂e
Si la machine réparée dure encore 4 ans, coût de la réparation par année gagnée : € par an
Le réparateur signale que, sur certains modèles récents, la pompe est soudée à la cuve et ne se vend pas seule. Quel type d'obsolescence cela provoque-t-il, et quel outil aide à l'éviter au moment de l'achat ?
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  1. 100 — 45 + 55 = 100 €.
  2. 380 — 480 − 100 = 380 €.
  3. 294 — 300 − 6 = 294.
  4. 25 — 100 ÷ 4 = 25 € par an.
  5. Réponse libre — exemple : Une obsolescence technique : la panne d'une petite pièce oblige à remplacer un ensemble coûteux, voire la machine. À l'achat, l'indice de réparabilité (ou de durabilité) renseigne sur la facilité de démontage et la disponibilité des pièces détachées. — Pièce non remplaçable = obsolescence technique.
Difficile
Pb. 5 — Gourde ou bouteilles jetables ?Samia boit chaque jour d'école une bouteille d'eau en plastique de 50 cL. Elle hésite à acheter une gourde en inox. Hypothèses, cycle de vie complet : une bouteille jetable émet 0,08 kg CO₂e ; la gourde 4 kg CO₂e (surtout l'extraction et la fabrication de l'acier) ; chaque remplissage et lavage de la gourde 0,01 kg CO₂e. On compte 140 jours d'école par an.
Émissions des bouteilles jetables sur une année : kg CO₂e
Émissions de la gourde la première année : kg CO₂e
Nombre minimal d'utilisations pour que la gourde devienne plus avantageuse que les bouteilles :
Sur 3 ans, émissions évitées grâce à la gourde : kg CO₂e
Samia perd sa gourde au bout de 20 jours d'école. Que vaut alors le bilan de cette gourde ? Quelle leçon en tirer ?
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  1. 11,2 — 140 × 0,08 = 11,2.
  2. 5,4 — 4 + 140 × 0,01 = 5,4.
  3. 58 — 4 + 0,01 n < 0,08 n donne n > 57,1, donc 58 utilisations.
  4. 25,4 — Bouteilles : 3 × 11,2 = 33,6 ; gourde : 4 + 420 × 0,01 = 8,2 ; 33,6 − 8,2 = 25,4.
  5. Réponse libre — exemple : Sur 20 jours, la gourde a émis 4 + 20 × 0,01 = 4,2 kg CO₂e, contre 20 × 0,08 = 1,6 kg pour les bouteilles : elle a été plus de deux fois pire. Un objet réutilisable n'est avantageux que s'il sert longtemps : sa fabrication doit être « remboursée » par un grand nombre d'utilisations. — Réutilisable ne veut pas dire meilleur d'office : tout dépend de la durée d'usage.
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