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Devoir surveillé : les objets techniques, leurs usages et le numérique

Maths 5ᵉ · un devoir qui mélange 4 chapitres, en 3 niveaux : ★ les bases, ★★ niveau DS classique, ★★★ pour aller plus loin. Sujets et corrigés détaillés, à faire en temps limité puis à corriger.

Niveau ★les basesNiveau ★★niveau DS classiqueNiveau ★★★pour aller plus loin

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Niveau ★ les bases · Durée 55 min · Noté sur 20

55:00

benprofparticulier.frTechnologie · 5ᵉ

Devoir surveillé – les objets techniques, leurs usages et le numérique — niveau ★

Durée : 55 min – Calculatrice autorisée – Sur 20 points · Technologie 5ᵉ

Nom : Date : Note : / 20

Les réponses doivent être rédigées et justifiées. Soigne l'orthographe et la présentation.

Exercice 1 – Vrai ou faux ? Justifie

(4 pts)

Pour chaque affirmation, dis si elle est vraie ou fausse, puis justifie avec le vocabulaire du cours ou un calcul.

a)« Une bouteille d’eau en plastique vide, découpée pour servir de pot à crayons, n’est plus un objet technique, puisqu’elle ne sert plus à contenir de l’eau. »
b)« Le piéton qui traverse devant une trottinette électrique ne fait pas partie de ses interacteurs, puisqu’il ne la conduit pas. »
c)« Un fichier de 3 ko contient 24 000 bits. »
d)« Entre deux congélateurs de même volume, le moins cher en magasin est toujours le moins cher au bout de dix ans. »

Exercice 2 – La lampe de bureau qui s’adapte

(4 pts)

Lina a reçu une lampe de bureau à LED. D’après sa notice : pied lesté en acier ; bras articulé en aluminium ; tête en plastique qui contient une plaque de LED et un capteur de lumière ; bouton tactile marche/arrêt ; adaptateur à brancher sur une prise de courant. En mode automatique (voyant vert allumé), le capteur mesure la lumière de la pièce et la carte électronique règle l’intensité des LED : plus la pièce est sombre, plus la lampe éclaire fort.

a)Écris la fonction d’usage de la lampe, puis le besoin de Lina auquel elle répond.
b)Pour la fonction technique « produire la lumière », donne la solution technique et le principe technique. Pour la solution technique « bras articulé », donne la fonction technique.
c)Quelle est la source d’énergie de la lampe ? Dans quelle rubrique de la notice Lina trouve-t-elle « puissance : 8 W ; masse : 0,9 kg » ? Et « Le voyant clignote : essuyer le capteur de lumière » ?
d)Décris le traitement de l’information en mode automatique : ce qui reçoit l’information, ce qui la traite, ce qui informe Lina que ce mode est en marche.

Exercice 3 – L’exposé de Malo

(4 pts)

Malo prépare un exposé sur l’écoute de la musique. Voici l’arborescence de sa clé USB ; la racine s’appelle MALO.

a)Le professeur de maths demande à Malo d’enregistrer dans le dossier Maths un autre fichier nommé diaporama.odp. Est-ce possible, alors qu’il en existe déjà un ? Écris le chemin d’accès de chacun des deux fichiers diaporama.odp.
b)Pour diaporama.odp et pour extrait-chanson.mp3, donne le type de contenu et un logiciel qui ouvre le fichier.
c)Malo a trouvé quatre objets, sans leur date : un électrophone (un tourne-disque électrique avec son haut-parleur) à brancher sur une prise de courant ; un gramophone dont on remonte le ressort en tournant une manivelle ; un smartphone qui lit des fichiers MP3 ; un baladeur à cassette qui fonctionne avec deux piles. Range-les du plus ancien au plus récent et donne l’indice qui t’a guidé.
d)Malo veut ajouter dans Sons cinq chansons de 4 minutes chacune. Il ne reste que 150 Mo de libre sur sa clé. Peut-il les enregistrer en WAV ? Et en MP3 ? Justifie par des calculs.

Exercice 4 – Remplacer l’aspirateur

(4 pts)

L’aspirateur de la famille Benali est tombé en panne : le moteur a grillé et cette pièce n’est plus fabriquée. La famille cherche un aspirateur traîneau à 200 € au plus, qui fasse moins de 70 dB, car un bébé dort l’après-midi. Voici trois modèles.

	Modèle A	Modèle B	Modèle C
Prix	129 €	179 €	219 €
Bruit	78 dB	66 dB	62 dB
Indice de réparabilité	5,2/10	8,3/10	8,7/10
Masse	5,4 kg	5,9 kg	5,1 kg

a)Quels modèles la famille élimine-t-elle ? Justifie pour chacun.
b)Quelle est la couleur de l’indice de réparabilité du modèle B ? Qu’annonce-t-il à la famille ?
c)Comme le nouveau, l’ancien aspirateur porte le pictogramme de la poubelle barrée. Que doit en faire la famille ? À quelle étape du cycle de vie est-il, et pourquoi le réemploi n’est-il pas possible ici ?
d)Le modèle B a un tube télescopique (on règle sa longueur) et un filtre qui se lave à l’eau au lieu d’être jeté. Pour chacun de ces choix de conception, écris une phrase « … pour que … » et nomme son domaine.

Exercice 5 – La borne de réservation de la cantine

(4 pts)

Au collège, chaque élève réserve son repas du lendemain sur une borne du hall : il passe sa carte devant le lecteur, puis touche « Je mange demain » sur l’écran. La réservation est enregistrée sur le serveur du collège ; un logiciel compte les repas réservés ; le matin, le chef cuisinier consulte ce nombre sur son ordinateur, et les parents voient les réservations sur l’ENT.

a)Associe chaque action à une fonction du système d’information (collecter, stocker, traiter, diffuser) : 1. la réservation est enregistrée sur le serveur ; 2. l’élève passe sa carte et touche l’écran ; 3. le chef consulte le nombre de repas ; 4. le logiciel compte les repas réservés.
b)Voici les instructions de l’algorithme de réservation, dans le désordre. Remets-les dans l’ordre et complète le « sinon ». A. L’écran affiche « Repas réservé pour demain » et la borne émet un bip. B. L’élève passe sa carte devant le lecteur. C. L’élève touche « Je mange demain ». D. Si la carte est reconnue, alors l’écran affiche « Bonjour » et le bouton « Je mange demain » ; sinon, …
c)Pendant un test de la borne, on a noté pour Emma : « 3 essais avant que la carte soit lue » ; « 45 s en tout » ; « Je ne savais pas où poser la carte, j’ai eu l’air bête devant la file. » Pour chaque note, dis si elle relève de la facilité d’usage ou du ressenti.
d)Propose une amélioration de la borne tirée de ce test, et nomme le domaine de ce choix de conception.

Bon courage !

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benprofparticulier.frTechnologie · 5ᵉ

Corrigé et barème – les objets techniques, leurs usages et le numérique — niveau ★

Durée : 55 min – Calculatrice autorisée – Sur 20 points · Technologie 5ᵉ

Exercice 1 – Vrai ou faux ? Justifie

(4 pts)

a)Faux. La bouteille a été fabriquée par l’être humain : elle reste un objet technique, même découpée. S’en servir pour autre chose que sa fonction d’usage (contenir de l’eau), c’est un usage détourné. (0,5 pt pour « faux » + 0,5 pt pour « fabriquée, donc objet technique, en usage détourné ») (1)
b)Faux. Toute personne en relation avec l’objet se range dans les usagers, même si elle ne s’en sert pas : la trottinette doit être vue et entendue du piéton, et freiner à temps devant lui. (0,5 pt pour « faux » + 0,5 pt pour « le piéton est un usager ») (1)
c)Vrai. 3 ko = 3 × 1 000 = 3 000 octets, et 1 octet = 8 bits : 3 000 × 8 = 24 000 bits. (0,5 pt pour « vrai » + 0,5 pt pour le calcul en deux étapes) (1)
d)Faux. Il faut ajouter au prix d’achat le coût de l’énergie consommée pendant dix ans (nombre de kWh × prix d’un kWh) : un congélateur moins cher mais plus gourmand (une classe plus proche de G) peut coûter plus cher au total. (0,5 pt pour « faux » + 0,5 pt pour « coût total = prix d’achat + coût de l’énergie ») (1)

Piège — « toujours », « jamais », « forcément » dans une affirmation : un seul contre-exemple suffit à la rendre fausse.

Exercice 2 – La lampe de bureau qui s’adapte

(4 pts)

a)Fonction d’usage : « éclairer le bureau » (ou « éclairer le plan de travail ») : un verbe à l’infinitif et un complément, sans citer de pièce. Besoin : s’éclairer pour lire, écrire et faire ses devoirs quand il fait sombre. (0,5 pt pour la fonction d’usage bien formulée + 0,5 pt pour le besoin) (1)
b)Solution technique : la plaque de LED. Principe technique : l’énergie électrique est transformée en énergie lumineuse par un composant électronique, sans filament chauffé. Le bras articulé sert à « orienter la lumière vers le bureau » (ou « placer la tête de la lampe »). (0,5 pt pour la solution et le principe + 0,5 pt pour la fonction du bras, écrite avec un verbe) (1)
c)Source d’énergie : le réseau électrique (la prise de courant, par l’adaptateur). « 8 W ; 0,9 kg » : rubrique des caractéristiques techniques (des nombres avec leur unité). « Le voyant clignote… » : rubrique du dépannage (un problème et sa solution). (0,5 pt pour la source + 0,5 pt pour les deux rubriques) (1)
d)Le capteur de lumière reçoit l’information : il mesure la lumière de la pièce (le bouton tactile en reçoit aussi une quand Lina le touche). La carte électronique et son programme la traitent : ils décident de l’intensité des LED. Le voyant vert communique l’information à Lina : le mode automatique est en marche. (0,5 pt pour capteur et carte + 0,5 pt pour le voyant) (1)

Erreur fréquente — écrire la fonction d’usage avec une pièce (« elle a des LED ») ou un jugement (« elle est pratique ») : elle répond à « à quoi sert l’objet pour celui qui l’utilise ? ».

Exercice 3 – L’exposé de Malo

(4 pts)

a)Oui : deux fichiers peuvent porter le même nom s’ils sont dans des dossiers différents, car leurs chemins d’accès sont différents : MALO/Expose-musique/diaporama.odp et MALO/Maths/diaporama.odp (on part de la racine, un dossier à la fois, le nom du fichier en dernier). (0,5 pt pour « oui » justifié + 0,5 pt pour les deux chemins) (1)
b)diaporama.odp : une présentation (un diaporama), qui s’ouvre avec LibreOffice Impress (ou PowerPoint). extrait-chanson.mp3 : un son compressé, qui s’ouvre avec un lecteur audio. (0,5 pt par fichier) (1)
c)Gramophone → électrophone → baladeur à cassette → smartphone. Indice : la source d’énergie (la force de l’utilisateur qui remonte un ressort, puis l’électricité de la prise, puis des piles qu’on emporte) et le principe (mécanique, puis électrique, puis numérique avec des fichiers). (0,5 pt pour l’ordre + 0,5 pt pour un indice) (1)
d)En WAV, environ 10 Mo par minute : 5 × 4 × 10 = 200 Mo, et 200 Mo > 150 Mo : c’est impossible. En MP3, environ 1 Mo par minute : 5 × 4 × 1 = 20 Mo, et 20 Mo ≤ 150 Mo : c’est possible, il restera environ 130 Mo. (0,5 pt par format, calcul et conclusion) (1)

Astuce — pour estimer la taille de sons, multiplie : nombre de fichiers × durée en minutes × taille d’une minute ; le WAV pèse environ dix fois plus que le MP3.

Exercice 4 – Remplacer l’aspirateur

(4 pts)

a)A est éliminé : 78 dB, ce n’est pas moins de 70 dB. C est éliminé : 219 € dépasse 200 €. Il reste B (179 € ≤ 200 € et 66 dB < 70 dB), même si C fait moins de bruit et a un meilleur indice. (0,5 pt par modèle éliminé avec sa raison) (1)
b)8,3/10 est entre 8 et 10 : vert foncé. L’aspirateur sera facile à réparer : documentation disponible, démontage simple, pièces détachées faciles à trouver et à un prix raisonnable, justement ce qui a manqué pour l’ancien. (0,5 pt pour la couleur + 0,5 pt pour ce qu’elle signifie) (1)
c)Ne pas le jeter avec les ordures ménagères : le rapporter en magasin ou en déchetterie, pour que ses matériaux soient recyclés. Il est à l’étape de la fin de vie. Le réemploi (le réparer, le donner, le revendre) est impossible : il ne fonctionne plus et ne peut pas être réparé, puisque la pièce n’existe plus. (0,5 pt pour ce qu’il faut faire + 0,5 pt pour l’étape et le réemploi) (1)
d)Le tube se règle en longueur pour que chaque usager, grand ou petit, aspire sans se courber : ergonomie. Le filtre se lave pour qu’on n’achète et ne jette pas de filtres neufs : développement durable (moins de déchets). (0,5 pt par choix, avec son domaine) (1)

Piège — un critère obligatoire non respecté élimine l’objet, même s’il est le meilleur ailleurs : le modèle C est le plus silencieux et le plus réparable, mais il dépasse le budget.

Exercice 5 – La borne de réservation de la cantine

(4 pts)

a)1 : stocker ; 2 : collecter ; 3 : diffuser ; 4 : traiter. (1 pt si les quatre sont justes, 0,5 pt pour deux ou trois) (1)
b)B → D → C → A. Sinon : l’écran affiche « Carte inconnue : adresse-toi à la vie scolaire » et la réservation s’arrête. (0,5 pt pour l’ordre + 0,5 pt pour le « sinon ») (1)
c)« 3 essais » : facilité d’usage (on l’observe : des erreurs). « 45 s » : facilité d’usage (on la mesure : une durée). La phrase d’Emma : ressenti (ce qu’elle a pensé, avec ses mots). (1 pt si les trois sont justes, 0,5 pt pour deux) (1)
d)Par exemple : un pictogramme de carte bien visible, ou une zone lumineuse, à l’endroit où poser la carte, pour qu’on la passe du premier coup ; domaine : ergonomie. (0,5 pt pour une amélioration liée au test + 0,5 pt pour le domaine) (1)

Méthode — pour classer une action d’un système d’information, demande-toi ce qu’elle fait de l’information : elle entre (collecter), elle est gardée (stocker), elle est calculée (traiter) ou elle est montrée (diffuser).

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Niveau ★★ niveau DS classique · Durée 55 min · Noté sur 20

55:00

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Devoir surveillé – les objets techniques, leurs usages et le numérique — niveau ★★

Durée : 55 min – Calculatrice autorisée – Sur 20 points · Technologie 5ᵉ

Nom : Date : Note : / 20

Les réponses doivent être rédigées et justifiées. Soigne l'orthographe et la présentation.

Exercice 1 – Problème — la station météo du collège

(5 pts)

Le club sciences a installé dans la cour une station météo. Un boîtier contient un thermomètre électronique, un pluviomètre (il mesure la hauteur de pluie, en mm) et un anémomètre (il mesure la vitesse du vent, en km/h) ; un petit panneau solaire recharge sa batterie. Toutes les 10 minutes, la station envoie ses mesures par Wi-Fi au serveur du collège, où un logiciel les ajoute au fichier meteo-2026.csv et calcule chaque soir la température la plus haute et la plus basse de la journée, affichées sur l’ENT. Les élèves du club ont le droit d’écriture sur ce fichier ; les autres élèves, le droit de lecture seulement. La notice indique : « Indice de protection : IP64 ». Début du fichier, ouvert avec un éditeur de texte :

date;heure;temperature;pluie;vent
2026-10-05;14:00;17,4;0,0;12
2026-10-05;14:10;17,1;0,2;15
2026-10-05;14:20;16,3;1,4;22

a)Un système d’information réunit des personnes, des matériels, des logiciels, des données et des règles. Cite un exemple de chacun dans ce système.
b)Combien de colonnes compte ce tableau ? Pourquoi les valeurs sont-elles séparées par un point-virgule plutôt que par une virgule ? Entre 14 h 00 et 14 h 20, de combien la température a-t-elle baissé, et que s’est-il passé en même temps ?
c)Chaque ligne du fichier occupe environ 30 octets. Combien de lignes la station ajoute-t-elle en une journée ? Estime la taille du fichier au bout de 365 jours, en ko puis en Mo. Cette taille correspond-elle plutôt à l’ordre de grandeur d’une page de texte, d’une photo ou d’une vidéo ?
d)La station peut-elle rester dehors, sous la pluie et dans la poussière de la cour ? Un élève propose de la poser au fond de la mare du collège pour mesurer la température de l’eau : qu’en penses-tu ? Justifie avec l’indice IP64.
e)La station fonctionne aussi la nuit. Explique comment, en nommant la source d’énergie et les formes d’énergie, du Soleil jusqu’aux capteurs.

Exercice 2 – Problème — un lave-vaisselle pour la famille Moreau

(5 pts)

La famille Moreau (cinq personnes) cherche un lave-vaisselle d’au moins 13 couverts, à 600 € au plus. Elle lance environ 250 cycles par an et compte le garder 10 ans. Prix du kWh pris pour l’exercice : 0,20 €. Voici les informations relevées sur quatre modèles.

	A	B	C	D
Couverts	12	13	14	14
Prix	389 €	449 €	579 €	689 €
Classe énergie	E	D	B	A
Énergie (programme éco)	92 kWh / 100 cycles	84 kWh / 100 cycles	64 kWh / 100 cycles	54 kWh / 100 cycles
Indice de réparabilité	5,9/10	6,4/10	7,9/10	8,4/10

a)Quels modèles la famille élimine-t-elle ? Justifie.
b)Calcule, pour B et pour C, l’énergie consommée en 10 ans, puis son coût.
c)Le vendeur affirme : « Avec le modèle C, vous ferez des économies sur 10 ans. » Vérifie en calculant le coût total de chaque modèle. A-t-il raison ?
d)La famille hésite encore. Donne un argument en faveur de chacun des deux modèles, puis conclus par une phrase « Je choisis… parce que… ».
e)Le modèle C a un verrouillage des touches et un programme éco. Pour chacun, nomme le domaine du choix de conception et l’interacteur qu’il concerne.

Exercice 3 – Problème — mettre les souvenirs de famille à l’abri

(5 pts)

L’ordinateur de la famille Diallo contient 18 000 photos d’environ 4 Mo chacune et 25 heures de vidéos en HD (environ 3 Go par heure). Son disque est presque plein, et la famille veut faire une copie de sécurité. En magasin (prix relevés pour l’exercice) : un disque dur externe de 2 To à 99 € ; un SSD externe de 1 To à 159 €. Elle pourrait aussi louer 200 Go d’espace de stockage en ligne.

a)Calcule la place occupée par les photos, puis par les vidéos, puis en tout, en Go.
b)Le disque dur et le SSD réalisent la même fonction technique : stocker les fichiers. Explique leurs deux principes techniques. Lequel résiste le mieux à une chute ? Pourquoi ?
c)Combien coûtent 100 Go sur chacun des deux appareils ? Lequel conseilles-tu à la famille, qui rangera sa copie dans un tiroir de la maison ? Justifie.
d)Les 147 Go tiendraient-ils dans l’espace de stockage en ligne ? Donne un avantage de ce stockage à distance pour une copie de sécurité, puis une incidence sur l’environnement.
e)En triant, la famille trouve 2 500 photos en double et décide de supprimer 5 heures de vidéos ratées. Combien de Go libère-t-elle ? Pourquoi ce tri est-il utile, même quand la place ne manque pas ?

Exercice 4 – Le thermostat, d’hier à aujourd’hui

(5 pts)

Dans la maison de Jade, trois thermostats se sont succédé pour commander la chaudière. 1985 : un thermostat mécanique ; à l’intérieur, une lame faite de deux métaux soudés l’un à l’autre, qui ne se dilatent pas autant quand la température monte. 2005 : un thermostat programmable à piles, avec un écran et un capteur de température électronique ; on y règle des horaires. 2024 : un thermostat connecté, réglé depuis une application de smartphone grâce à la box Internet ; il reçoit aussi la météo annoncée.

a)Écris la fonction d’usage commune aux trois thermostats. Pour celui de 1985, la fonction technique est « arrêter la chaudière quand la pièce est assez chaude » : donne la solution technique et explique le principe technique.
b)Le thermostat connecté est-il une invention ou une innovation ? Justifie. Donne aussi le siècle de chacun des trois thermostats.
c)Complète l’algorithme du thermostat connecté, qu’il répète toutes les minutes : « 1. Mesurer la température de la pièce. 2. Si la température mesurée est inférieure à la température choisie, alors … ; sinon, … 3. Envoyer la température mesurée à l’application. » Pourquoi l’instruction 1 doit-elle venir avant l’instruction 2 ?
d)Le thermostat connecté est fixé sur un mur en face d’une grande fenêtre exposée au soleil. Classe ces interacteurs dans leurs familles : Jade, le smartphone, la box Internet, la chaudière, la température choisie, le soleil. Explique ensuite comment le soleil peut gêner le fonctionnement, et ce qu’il faudrait faire.
e)Avec le thermostat connecté, la famille baisse la température de 20 °C à 19 °C. D’après l’ADEME, un degré de moins fait économiser environ 7 % de l’énergie de chauffage. La maison consomme 11 000 kWh par an pour se chauffer. Calcule l’économie en kWh, puis en euros (prix du kWh de gaz pris pour l’exercice : 0,10 €). Quelle cause de l’évolution des objets cet exemple illustre-t-il ?

Bon courage !

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Corrigé et barème – les objets techniques, leurs usages et le numérique — niveau ★★

Durée : 55 min – Calculatrice autorisée – Sur 20 points · Technologie 5ᵉ

Exercice 1 – Problème — la station météo du collège

(5 pts)

a)Personnes : les élèves du club (et ceux qui consultent l’ENT). Matériels : la station et ses capteurs, le serveur du collège. Logiciels : le logiciel du serveur qui ajoute les mesures et calcule les températures extrêmes, l’ENT. Données : les mesures (date, heure, température, pluie, vent). Règles : seuls les élèves du club peuvent modifier le fichier, les autres peuvent seulement le lire. (1 pt pour les cinq, 0,5 pt pour trois ou quatre) (1)
b)5 colonnes : date, heure, temperature, pluie, vent. Le point-virgule, parce que la virgule sert déjà dans les nombres décimaux (17,4) : avec des virgules, on ne saurait plus où finit une valeur. 17,4 − 16,3 = 1,1 °C de moins ; en même temps, la pluie a commencé (0,2 puis 1,4 mm) et le vent s’est renforcé (de 12 à 22 km/h) : une averse est arrivée. (0,5 pt pour les colonnes et le séparateur + 0,5 pt pour le calcul et l’observation) (1)
c)Une ligne toutes les 10 minutes, c’est 6 lignes par heure : 6 × 24 = 144 lignes par jour, soit 144 × 30 = 4 320 octets par jour. En un an : 4 320 × 365 = 1 576 800 octets = 1 576,8 ko ≈ 1,6 Mo. C’est l’ordre de grandeur d’une photo de smartphone (quelques Mo) : bien plus qu’une page de texte (quelques ko), bien moins qu’une vidéo. (0,5 pt pour 144 lignes et 4 320 octets + 0,5 pt pour 1 576,8 ko ≈ 1,6 Mo et la comparaison) (1)
d)IP64 : le 6 (premier chiffre) veut dire étanche à la poussière ; le 4 (second chiffre), protégée contre les projections d’eau : elle supporte la pluie et la poussière de la cour. Mais l’immersion n’est pas garantie : il faudrait un 7 en second chiffre. Au fond de la mare, l’eau pourrait entrer et l’abîmer : l’élève a tort. (0,5 pt pour la lecture des deux chiffres + 0,5 pt pour la mare) (1)
e)La source d’énergie est le Soleil : le panneau solaire convertit l’énergie lumineuse en énergie électrique. Le jour, une partie recharge la batterie, où l’énergie est stockée sous forme chimique ; la nuit, la batterie la rend sous forme électrique aux capteurs et à l’émetteur Wi-Fi. (0,5 pt pour la conversion du panneau + 0,5 pt pour le rôle de la batterie la nuit) (1)

Astuce — avant de multiplier, cherche combien de fois l’événement se répète : une mesure toutes les 10 minutes, c’est 6 par heure, donc 144 par jour.

Exercice 2 – Problème — un lave-vaisselle pour la famille Moreau

(5 pts)

a)A est éliminé : 12 couverts, c’est moins que 13. D est éliminé : 689 € dépasse 600 €. Restent B et C. (0,5 pt par élimination justifiée) (1)
b)250 × 10 = 2 500 cycles, soit 25 fois 100 cycles. B : 84 × 25 = 2 100 kWh, qui coûtent 2 100 × 0,20 = 420 €. C : 64 × 25 = 1 600 kWh, qui coûtent 1 600 × 0,20 = 320 €. (0,5 pt pour les 25 fois 100 cycles + 0,5 pt pour les deux coûts) (1)
c)B : 449 + 420 = 869 €. C : 579 + 320 = 899 €. C coûte 899 − 869 = 30 € de plus en 10 ans : le vendeur a tort. Les 100 € d’énergie économisés (420 − 320) ne rattrapent pas les 130 € d’écart de prix d’achat (579 − 449). (0,5 pt pour les deux coûts totaux + 0,5 pt pour la conclusion avec l’écart) (1)
d)Pour B : il est le moins cher au total, de 30 € sur 10 ans. Pour C : il consomme 2 100 − 1 600 = 500 kWh de moins en 10 ans, il lave un couvert de plus et son indice de réparabilité est meilleur (7,9 contre 6,4) : il pourra plus facilement être réparé au lieu d’être remplacé. Toute conclusion justifiée est acceptée, par exemple : « Je choisis C parce que, pour 30 € de plus en dix ans, il consomme moins d’énergie et se répare plus facilement. » (0,5 pt pour un argument par modèle + 0,5 pt pour la phrase justifiée) (1)
e)Verrouillage des touches : sécurité, pour les jeunes enfants de la maison (ils ne peuvent ni lancer ni modifier un programme). Programme éco : développement durable, pour l’environnement (moins d’énergie et d’eau consommées). (0,5 pt par choix, avec domaine et interacteur) (1)

Erreur fréquente — comparer les modèles sur leur seul prix d’achat, ou multiplier les kWh de l’étiquette par 2 500 cycles alors qu’ils sont donnés pour 100 cycles : 2 500 cycles, c’est 25 fois 100 cycles.

Exercice 3 – Problème — mettre les souvenirs de famille à l’abri

(5 pts)

a)Photos : 18 000 × 4 = 72 000 Mo = 72 Go. Vidéos : 25 × 3 = 75 Go. En tout : 72 + 75 = 147 Go. (0,5 pt pour les photos converties en Go + 0,5 pt pour le total) (1)
b)Disque dur : les données sont enregistrées par aimantation de petites zones de plateaux qui tournent. SSD : elles sont gardées dans des puces de mémoire électronique, sans pièce mobile. Le SSD résiste mieux à une chute, car il n’a ni plateaux en rotation ni pièce mobile qu’un choc peut dérégler. (0,5 pt pour les deux principes + 0,5 pt pour le SSD justifié) (1)
c)Disque dur : 2 To = 2 000 Go, soit 20 fois 100 Go : 99 ÷ 20 = 4,95 € les 100 Go. SSD : 1 To = 1 000 Go, soit 10 fois 100 Go : 159 ÷ 10 = 15,90 € les 100 Go, un peu plus de 3 fois plus cher. La copie reste dans un tiroir et ne voyage pas : les chocs comptent peu. Le disque dur convient mieux : plus de place (2 To pour 147 Go, de quoi ajouter les photos des années à venir) pour bien moins cher. (0,5 pt pour les deux prix + 0,5 pt pour le conseil justifié par le besoin) (1)
d)147 Go ≤ 200 Go : oui. Avantage : la copie est sur un serveur, hors de la maison ; en cas de vol, d’incendie ou de panne de l’ordinateur, les souvenirs existent encore, et on peut les consulter de partout. Incidence : les serveurs des centres de données consomment de l’électricité jour et nuit pour garder ces fichiers, et l’envoi de 147 Go demande aussi de l’énergie. (0,5 pt pour la comparaison et l’avantage + 0,5 pt pour l’incidence) (1)
e)Photos : 2 500 × 4 = 10 000 Mo = 10 Go ; vidéos : 5 × 3 = 15 Go ; en tout 10 + 15 = 25 Go libérés (il reste 147 − 25 = 122 Go à copier). Le tri est utile : moins de données à copier, à stocker et à transmettre, donc moins d’électricité consommée par les appareils et les serveurs, et des fichiers plus faciles à retrouver. (0,5 pt pour 25 Go + 0,5 pt pour l’utilité) (1)

Méthode — pour comparer les prix d’appareils de capacités différentes, ramène-les à la même quantité (le prix de 100 Go) : comparer directement 99 € et 159 € ne veut rien dire.

Exercice 4 – Le thermostat, d’hier à aujourd’hui

(5 pts)

a)Fonction d’usage : « garder la pièce à la température choisie ». Solution technique : la lame faite de deux métaux (un bilame). Principe technique : la dilatation ; quand la pièce chauffe, les deux métaux s’allongent, mais pas autant : la lame se courbe et s’écarte du contact, ce qui ouvre le circuit et arrête la chaudière ; quand la pièce refroidit, la lame revient et referme le circuit. (0,5 pt pour la fonction d’usage + 0,5 pt pour la solution et le principe) (1)
b)Une innovation : il réunit des techniques qui existaient déjà (thermostat programmable, capteur électronique, Wi-Fi, application de smartphone) dans un objet amélioré, vendu et adopté par les familles ; il ne crée pas une fonction qui n’existait pas. Siècles : 1985 au XXe siècle ; 2005 et 2024 au XXIe siècle (qui a commencé en 2001). (0,5 pt pour l’innovation justifiée + 0,5 pt pour les trois siècles) (1)
c)Alors : allumer la chaudière ; sinon : éteindre la chaudière (ou la laisser éteinte). L’instruction 1 vient d’abord, car on ne peut comparer qu’une température déjà mesurée : dans un algorithme, l’ordre compte. (0,5 pt pour « alors » et « sinon » + 0,5 pt pour l’ordre) (1)
d)Usager : Jade. Données : la température choisie (et la météo annoncée). Autres objets : le smartphone, la box Internet, la chaudière. Environnement : le soleil. Le soleil chauffe directement le thermostat : il mesure une température plus haute que celle de la pièce et arrête la chaudière trop tôt ; la pièce reste froide. Il faut le déplacer sur un mur à l’ombre, loin de la fenêtre (et des radiateurs). (0,5 pt pour le classement + 0,5 pt pour la gêne et la solution) (1)
e)11 000 × 7 ÷ 100 = 770 kWh économisés par an ; 770 × 0,10 = 77 € par an. Cause : le développement durable (économiser l’énergie), avec aussi le confort de régler le chauffage à distance. (0,5 pt pour les deux calculs + 0,5 pt pour la cause) (1)

Piège — pour trouver le siècle, on ajoute 1 au nombre formé par les deux premiers chiffres de l’année, sauf pour les années « rondes » : 2005 est au XXIe siècle, mais 2000 appartient encore au XXe.

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Sujet et corrigé prêts à imprimer.

Niveau ★★★ pour aller plus loin · Durée 55 min · Noté sur 20

55:00

benprofparticulier.frTechnologie · 5ᵉ

Devoir surveillé – les objets techniques, leurs usages et le numérique — niveau ★★★

Durée : 55 min – Calculatrice autorisée – Sur 20 points · Technologie 5ᵉ

Nom : Date : Note : / 20

Les réponses doivent être rédigées et justifiées. Soigne l'orthographe et la présentation.

Exercice 1 – Corriger une copie

(5 pts)

Hugo a répondu à des questions sur son enceinte portable. Fiche technique : coque en plastique, grille en aluminium ; batterie rechargeable par un câble USB-C ; autonomie 12 h ; indice de protection IPX7 ; lecteur de carte microSD ; elle reçoit la musique d’un smartphone par Bluetooth (une liaison sans fil). Pour chaque réponse, dis si elle est juste. Si elle est fausse, explique l’erreur et écris la bonne réponse.

a)Question : « Peut-on emporter l’enceinte au bord de la piscine ? » Réponse de Hugo : « Non : le X de IPX7 veut dire qu’elle n’est pas protégée contre l’eau. »
b)Question : « Range le smartphone et la musique dans les familles d’interacteurs. » Réponse de Hugo : « Ce sont deux autres objets : le smartphone envoie la musique, qui arrive dans l’enceinte. »
c)Question : « La carte microSD de 32 Go contient déjà 9 400 Mo. Combien de chansons MP3 de 4 minutes peut-on encore y mettre ? » Réponse de Hugo : « 32 − 9,4 = 22,6 Go de libre. Une chanson de 4 minutes pèse environ 4 Mo, donc 22,6 ÷ 4 = 5,65 : on peut ajouter 5 chansons. »
d)Question : « L’enceinte portable est-elle une invention ou une innovation ? » Réponse de Hugo : « Une invention, parce qu’elle est vendue partout et que presque tout le monde en a une. »
e)Question : « Ton ancienne enceinte ne marche plus et ne peut pas être réparée. Que faire ? » Réponse de Hugo : « Ne pas la jeter avec les ordures ménagères (pictogramme de la poubelle barrée) : la rapporter en magasin ou en déchetterie, pour que sa batterie et ses matériaux soient recyclés. »

Exercice 2 – Qui a raison ? — l’eau chaude du club thé

(5 pts)

Le club du foyer prépare du thé chaque semaine. Pour chauffer 1 litre d’eau de 20 °C jusqu’à l’ébullition, il a mesuré l’énergie électrique consommée avec un compteur d’énergie, en recommençant avec la même quantité d’eau à chaque fois : bouilloire électrique (une résistance chauffante dans le fond) : 0,11 kWh ; casserole en acier (un aimant colle sur son fond) sur une plaque à induction : 0,12 kWh ; la même casserole sur une plaque vitrocéramique : 0,15 kWh. Le club chauffe 150 litres d’eau par an ; prix du kWh pris pour l’exercice : 0,20 €. Pour chaque affirmation, dis si l’élève a raison et justifie par un calcul ou une règle du cours.

a)Inès : « L’induction est la technique la plus récente, donc c’est la meilleure sur tous les critères. »
b)Yanis : « La bouilloire et la plaque vitrocéramique utilisent le même principe technique. »
c)Léna : « Si le club remplace la plaque vitrocéramique par la bouilloire, il économisera plus de 10 € par an. »
d)Noé : « Il aurait fallu faire chauffer 1 litre dans la bouilloire et 2 litres dans la casserole : on aurait mieux vu la différence. »
e)Malik : « L’arrêt automatique de la bouilloire quand l’eau bout est un choix d’ergonomie : il évite seulement d’appuyer sur le bouton. »

Exercice 3 – Problème — l’ordinateur du club journal

(5 pts)

Le collège achète un ordinateur portable pour le club journal, qui filme ses reportages. Cahier des charges : un SSD (l’ordinateur voyage dans un sac) ; assez de stockage pour garder toute l’année 30 heures de vidéo en 4K (environ 7 Go par heure) et 400 photos de 5 Mo, en plus des 60 Go déjà pris par le système et les logiciels ; 1,5 kg au plus ; 700 € au plus. Voici les fiches techniques de cinq modèles. Le modèle E est reconditionné : un ordinateur d’occasion vérifié, remis en état et revendu.

	A	B	C	D	E
Stockage	SSD 256 Go	disque dur 1 To	SSD 0,5 To	SSD 512 Go	SSD 512 Go
Masse	1,3 kg	1,8 kg	1 450 g	1,6 kg	1,4 kg
Prix	549 €	499 €	700 €	529 €	579 €
État	neuf	neuf	neuf	neuf	reconditionné

a)Calcule l’espace de stockage nécessaire, en Go.
b)Élimine les modèles qui ne respectent pas le cahier des charges, en justifiant chaque élimination, puis vérifie que les modèles gardés le respectent bien.
c)Pour un ordinateur, la fabrication représente environ 80 % de l’empreinte carbone. À quelle étape du cycle de vie l’achat du modèle E agit-il surtout ? Explique.
d)Conclus : quel ordinateur le collège doit-il acheter ? Rédige une phrase « Je choisis… parce que… » appuyée sur au moins deux critères.
e)Un professeur propose de garder les vidéos dans un espace de stockage en ligne loué par le collège plutôt que sur l’ordinateur. Donne un avantage et un inconvénient de ce stockage à distance pour le club. Puis calcule la place gagnée si le club ne garde que les 6 heures de reportages montés au lieu des 30 heures filmées.

Exercice 4 – Enquête — l’horodateur de la rue du Marché

(5 pts)

La ville installe un nouvel horodateur. L’automobiliste tape la plaque d’immatriculation de sa voiture sur un clavier, choisit une durée et paie par carte bancaire ; aucun ticket n’est imprimé : le paiement est enregistré sur le serveur de la ville, qui calcule l’heure de fin. Les agents qui contrôlent le stationnement lisent sur leur tablette la liste des plaques en règle. Avant la mise en service, 10 testeurs ont payé une heure de stationnement.

Étape	1. Taper la plaque	2. Choisir la durée	3. Payer	4. Confirmer
Testeurs qui se sont trompés	6	1	0	2
Durée moyenne de l’étape	48 s	12 s	15 s	9 s

Remarques notées : « Je ne savais pas s’il fallait taper les tirets de la plaque. » (Mme Petit, 74 ans) ; « En plein soleil, je ne lisais rien sur l’écran. » (M. Ruiz) ; « Sans ticket, je ne suis pas sûr d’avoir bien payé. » (Léo, 19 ans)

a)Le fabricant n’a le temps d’améliorer qu’une étape avant la mise en service : laquelle doit-il choisir ? Justifie à l’aide des deux lignes du tableau. Calcule ensuite la durée moyenne d’un paiement complet, en minutes et secondes.
b)Choisis deux des trois remarques. Pour chacune, propose un choix de conception qui y répond, en une phrase « … pour que … », et nomme son domaine.
c)Voici l’algorithme écrit par un stagiaire : « 1. L’usager tape sa plaque et choisit une durée. 2. Le serveur enregistre la plaque comme “en règle”. 3. L’usager présente sa carte bancaire. 4. Si le paiement est accepté, alors l’écran affiche “Stationnement payé jusqu’à …”. » Repère ses deux erreurs et réécris-le correctement.
d)Dans ce système d’information, le serveur stocke les plaques en règle. Dis ce qui collecte, ce qui traite et ce qui diffuse les données. Pourquoi l’agent peut-il lire la liste des plaques, mais pas la modifier ?
e)Le premier parcmètre a été installé à Oklahoma City (États-Unis) le 16 juillet 1935 : on y glissait une pièce de 5 cents pour une heure de stationnement. Calcule le temps écoulé jusqu’en 2026 et donne le siècle de 1935. Puis donne deux causes de l’évolution vers l’horodateur sans ticket.

Bon courage !

Voir le corrigé et le barème

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Corrigé et barème – les objets techniques, leurs usages et le numérique — niveau ★★★

Durée : 55 min – Calculatrice autorisée – Sur 20 points · Technologie 5ᵉ

Exercice 1 – Corriger une copie

(5 pts)

a)Fausse. Le X est le premier chiffre : il concerne la poussière et veut dire « non testé ». C’est le second chiffre qui concerne l’eau : 7 = elle supporte une immersion temporaire jusqu’à 1 m. Elle peut donc aller au bord de la piscine, et même tomber dans l’eau peu profonde un court moment, mais pas rester au fond. (0,5 pt pour l’erreur repérée + 0,5 pt pour la bonne lecture du 7) (1)
b)Fausse pour la musique. Le smartphone est bien un autre objet, mais la musique est une donnée : une information que l’enceinte reçoit, pas un objet. Bonne réponse : « autre objet : le smartphone ; donnée : la musique », et l’interaction s’écrit « Le smartphone envoie la musique à l’enceinte par Bluetooth. » (0,5 pt pour l’erreur repérée + 0,5 pt pour la famille « données ») (1)
c)Fausse. Le début est juste (9 400 Mo = 9,4 Go, et 32 − 9,4 = 22,6 Go de libre), mais Hugo divise des Go par des Mo. Il faut tout écrire dans la même unité : 22,6 Go = 22 600 Mo, et 22 600 ÷ 4 = 5 650 chansons environ. (0,5 pt pour l’erreur d’unité + 0,5 pt pour 5 650) (1)
d)Fausse. « Vendue et adoptée par les utilisateurs » est justement la définition d’une innovation. L’enceinte portable réunit et améliore des techniques qui existaient déjà (haut-parleur, batterie, liaison sans fil) : c’est une innovation ; une invention crée ce qui n’existait pas. (0,5 pt pour l’erreur repérée + 0,5 pt pour la bonne définition) (1)
e)Juste. L’enceinte est en fin de vie ; le réemploi (la réparer, la donner) est impossible puisqu’elle ne marche plus et ne se répare pas, donc le recyclage est la meilleure solution qui reste ; la poubelle barrée interdit les ordures ménagères. (0,5 pt pour « juste » + 0,5 pt pour la justification par l’ordre réemploi puis recyclage) (1)

Astuce — une copie à corriger peut contenir des réponses justes : vérifie chaque réponse avec la règle du cours, et explique aussi pourquoi une réponse juste est juste.

Exercice 2 – Qui a raison ? — l’eau chaude du club thé

(5 pts)

a)Inès a tort. Ici, la bouilloire consomme moins que l’induction (0,11 kWh contre 0,12) ; et l’induction ne chauffe que les casseroles dont le fond contient du fer (un aimant doit y coller). Un principe plus récent n’est pas meilleur sur tous les critères : on compare critère par critère, selon le besoin. (0,5 pt pour « tort » + 0,5 pt pour un critère chiffré ou une limite de l’induction) (1)
b)Yanis a raison. Dans les deux, une résistance chauffe quand le courant électrique la traverse : dans la bouilloire, elle chauffe l’eau à travers le fond ; sous la vitre, elle chauffe la vitre, qui chauffe la casserole. L’induction utilise un autre principe : une bobine crée un champ magnétique qui chauffe directement le fond de la casserole. (0,5 pt pour « raison » + 0,5 pt pour le principe nommé) (1)
c)Léna a tort. Écart : 0,15 − 0,11 = 0,04 kWh par litre ; 0,04 × 150 = 6 kWh par an ; 6 × 0,20 = 1,20 € par an, bien moins que 10 €. La plaque consomme pourtant environ 1,4 fois plus que la bouilloire (0,15 ÷ 0,11) : l’économie existe, mais elle est petite, car le club chauffe peu d’eau. (0,5 pt pour 6 kWh + 0,5 pt pour 1,20 € et la conclusion) (1)
d)Noé a tort. Pour comparer deux principes, ils doivent rendre le même service : la même quantité d’eau, chauffée de la même température de départ jusqu’à l’ébullition. Avec 2 litres, la casserole consommerait plus simplement parce qu’elle chauffe plus d’eau : la comparaison ne voudrait plus rien dire. (0,5 pt pour « tort » + 0,5 pt pour la règle du même service) (1)
e)Malik a tort. L’arrêt automatique est d’abord un choix de sécurité : la bouilloire ne continue pas à chauffer quand l’eau bout, l’eau ne déborde pas et l’appareil ne chauffe pas à vide. Il évite aussi de gaspiller de l’énergie, mais le domaine principal est la sécurité. (0,5 pt pour « tort » + 0,5 pt pour la sécurité justifiée) (1)

Méthode — pour comparer deux principes techniques, on leur fait rendre le même service, puis on compare critère par critère : une différence pour une économie, un quotient pour « combien de fois plus ».

Exercice 3 – Problème — l’ordinateur du club journal

(5 pts)

a)Vidéos : 30 × 7 = 210 Go. Photos : 400 × 5 = 2 000 Mo = 2 Go. Total : 210 + 2 + 60 = 272 Go. (0,5 pt pour les photos converties en Go + 0,5 pt pour le total avec le système) (1)
b)A : 256 Go < 272 Go, pas assez de stockage. B : un disque dur, pas un SSD (et 1,8 kg > 1,5 kg). D : 1,6 kg > 1,5 kg. C est gardé : 0,5 To = 500 Go ≥ 272 Go ; 1 450 g = 1,45 kg ≤ 1,5 kg ; et 700 € respecte « 700 € au plus », car la valeur limite est acceptée. E est gardé : 512 Go, 1,4 kg, 579 €. (0,5 pt pour les trois éliminations + 0,5 pt pour C gardé malgré les unités et la valeur limite) (1)
c)Acheter E évite de fabriquer un ordinateur neuf : on économise l’extraction des matières premières et la fabrication, les étapes qui pèsent le plus (environ 80 % de l’empreinte carbone). C’est un réemploi : un objet qui sert encore au lieu d’arriver en fin de vie. (0,5 pt pour l’étape de la fabrication + 0,5 pt pour le réemploi) (1)
d)« Je choisis E parce qu’il respecte tout le cahier des charges, qu’il coûte 700 − 579 = 121 € de moins que C, et que, reconditionné, il évite la fabrication d’un ordinateur neuf, l’étape qui pèse le plus sur l’environnement. » Un autre choix n’est accepté que s’il respecte le cahier des charges et s’appuie sur deux critères. (0,5 pt pour un choix cohérent + 0,5 pt pour deux critères, dont un chiffré) (1)
e)Avantage : les élèves du club ouvrent les vidéos de chez eux, chacun selon ses droits, et elles restent intactes si l’ordinateur tombe ou est volé. Inconvénient : il faut Internet pour les envoyer et les ouvrir, l’envoi de grosses vidéos prend du temps, et les serveurs consomment de l’électricité jour et nuit. Place gagnée : 6 × 7 = 42 Go au lieu de 210 Go, soit 210 − 42 = 168 Go de moins. (0,5 pt pour l’avantage et l’inconvénient + 0,5 pt pour 168 Go) (1)

Piège — « 1,5 kg au plus » et « 1 450 g » : convertis avant de comparer (1 450 g = 1,45 kg) ; et une valeur égale à la limite (700 € pour « 700 € au plus ») est acceptée.

Exercice 4 – Enquête — l’horodateur de la rue du Marché

(5 pts)

a)L’étape 1 : 6 testeurs sur 10 s’y sont trompés (le plus d’erreurs), et elle dure 48 s en moyenne, plus que les trois autres étapes réunies (12 + 15 + 9 = 36 s). Durée d’un paiement : 48 + 12 + 15 + 9 = 84 s = 1 min 24 s. (0,5 pt pour l’étape justifiée par les deux lignes + 0,5 pt pour 1 min 24 s) (1)
b)Tirets : afficher un exemple de plaque et ajouter les tirets automatiquement, pour que l’usager sache quoi taper : ergonomie. Soleil (un élément de l’environnement qui gêne) : un écran plus lumineux, protégé par une visière, pour qu’il reste lisible en plein jour : ergonomie. Sans ticket : afficher un message de confirmation et allumer un voyant vert, ou envoyer un reçu par SMS, pour que l’usager soit sûr d’avoir payé : ergonomie. (0,5 pt par choix, avec son domaine) (1)
c)Erreur 1 : l’ordre ; la plaque est enregistrée « en règle » avant le paiement : un automobiliste dont la carte est refusée serait quand même en règle. Erreur 2 : il manque le « sinon » (que se passe-t-il si le paiement est refusé ?). Correction : « 1. L’usager tape sa plaque et choisit une durée. 2. Il présente sa carte bancaire. 3. Si le paiement est accepté, alors le serveur enregistre la plaque comme “en règle” jusqu’à l’heure de fin et l’écran affiche “Stationnement payé jusqu’à …” ; sinon, l’écran affiche “Paiement refusé” et rien n’est enregistré. » (0,5 pt pour les deux erreurs + 0,5 pt pour l’algorithme corrigé) (1)
d)Collecter : l’horodateur (clavier et lecteur de carte) saisit la plaque, la durée et le paiement. Traiter : le logiciel du serveur calcule l’heure de fin et dit si une plaque est encore en règle. Diffuser : la tablette des agents affiche la liste. L’agent a le droit de lecture, pas le droit d’écriture : il contrôle, mais il ne doit pas pouvoir mettre une voiture « en règle » ni l’effacer ; seules les personnes qui en ont le droit modifient les données. (0,5 pt pour les trois fonctions + 0,5 pt pour les droits) (1)
e)2026 − 1935 = 91 ans ; 1935 est au XXe siècle (de 1901 à 2000). Causes : le développement durable (plus de ticket en papier imprimé puis jeté) ; de nouvelles techniques et un nouveau mode de vie (paiement par carte, serveur et réseau, tablettes des agents qui contrôlent plus vite). (0,5 pt pour les calculs + 0,5 pt pour deux causes) (1)

Erreur fréquente — dans un algorithme, faire l’action avant d’avoir vérifié la condition dont elle dépend (ici, le paiement) ; et oublier le « sinon », qui dit ce qui se passe quand la condition n’est pas remplie.

Les chapitres de ce devoir 4 chapitres

Avant le devoir : relis le cours, refais les exercices et le devoir surveillé de chaque chapitre.

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