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Evolution des objets techniques

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Causes et conséquences

Facteurs d'évolution

Au fil des années, les objets qui assurent le confort des êtres humains, ont évolué en fonction des moyens disponibles :

  • Les énergies
  • Les matériaux
  • Les procédés de fabrication
  • Les progrès scientifiques (inventions et innovations technologiques)

L'esthétique et l'ergonomie ont aussi évolué pour mieux s'adapter aux besoins des utilisateurs.

  • L'esthétique d'un objet dépend des goûts, des modes et des styles d'une époque.
  • L'ergonomie consiste à faciliter l'utilisation d'un appareil avec le maximum de confort, d'efficacité, de sécurité et avec le minimum de fatigue ou d'efforts.

Etapes technologiques

Machine de Watt

Avant la révolution industrielle (machine de Watt, 1769), les énergies utilisées ne pouvaient pas être stockées ou transportées. Pour fonctionner, les objets techniques utilisaient la force des hommes, des animaux, du vent ou de l'eau.

L'invention des énergies thermiques puis électriques, ainsi que la possibilité de les transporter et de les stocker, ont permis de remplacer la force musculaire des utilisateurs. Les objets deviennent mécanisés mais l'utilisateur conserve le contrôle en temps réel des actions du système.

Interconnexions

L'automatisation des objets techniques consiste à intégrer des éléments de commande pour accomplir différentes tâches à la place de l'utilisateur. Le système peut ainsi accomplir des actions de manière autonome selon un programme donné.

Grâce à l'invention du transistor (1947) puis du circuit intégré (1958), l'électronique et l'informatique permettent une miniaturisation des systèmes, un traitement plus réactif des données et une interconnexion des équipements.

Classification des systèmes

Dans un système manuel :
  • L'énergie d'entrée est musculaire.
  • L'objet est simple (sans mécanisme).
  • L'objet est entièrement contrôlé par l'utilisateur.
Dans un système mécanique :
  • L'énergie d'entrée peut être variée : musculaire, mécanique, hydraulique, pneumatique, thermique, rayonnante...
  • L'objet comporte un mécanisme (pièces en mouvement) appelé partie opérative.
  • L'objet est contrôlé par l'utilisateur.
Dans un système électrique :
  • L'énergie d'entrée est électrique.
  • L'objet comporte un mécanisme électrique (moteur, résistance, ampoule, haut-parleur...).
  • L'objet est contrôlé par l'utilisateur.
Dans un système automatique :
  • L'énergie d'entrée peut être variée mais très souvent électrique.
  • L'objet comporte une partie opérative.
  • L'objet est ontrôlé par une partie commande (carte électronique programmée) qui remplace l'utilisateur.
Dans un système informatique :
  • L'énergie d'entrée est électrique.
  • L'objet comporte une partie opérative.
  • L'objet est contrôlé par une unité centrale connectée (réseau, téléphone, Internet...).
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Exercice - Les téléphones fixes


A gauche Téléphone Picart Lebas - Combiné "queue de billard" (1911)

Dans ce combiné suspendu sur une fourche à bascule, le microphone et l'écouteur
sont dos à dos. La liaison avec le correspondant se faisait manuellement par une
opératrice située dans un standard téléphonique.




Téléphone Ericsson - Modèle U43 (1943) A droite

Ce téléphone "crapaud", fabriqué en bakélite
moulée sous pression et officiellement choisi par
les PTT français, sera utilisé pendant plus de 30 ans.
La numérotation se fait par un cadran rotatif à impulsions.





A gauche Téléphone Philips - Série SE7 (2010)

La série SE7 de Philips dispose de nombreuses fonctions comme le répondeur.
Avec une portée maximale de 300 mètres, le combiné sans fil offre la possibilité
de se déplacer et son haut-parleur intégré permet de garder les mains libres.


Ressources

Pour vous aidez à répondre aux questions de cet exercice, vous disposez des ressources suivantes :

Questions

Q.1. Dans un tableau récapitulatif, comparez les matériaux, les évolutions esthétiques et ergonomiques (du socle, du cordon et du combiné) puis les innovations technologiques de ces 3 téléphones.

Q.2. Nommez d'autres objets techniques usuels ayant une apparence identique au téléphone Philips.

Pouce

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Vous pouvez ranger votre fiche ainsi que sa correction dans la partie
"C.I.1 - Evolution des objets techniques" de votre classeur.

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Exercice - Les aspirateurs

Aspirateur 1904

Aspirateur Spangler - Série Baby Daisy (1904) A droite

Le Daisy Vacuum Cleaner est le premier modèle d'aspirateur inventé par James Spangler.
Les soufflets étaient actionnés par une personne grâce au manche en bois.
Une seconde personne balayait le sol avec un tuyau flexible équipé d'un embout en forme de T.


Aspirateur 1972


A gauche Aspirateur Electrolux - Série AP100 (1972)

Dans cet aspirateur traineau conçu par Electrolux, la poussière est aspirée
par un moteur électrique et recueillie dans un sac.

Aspirateur 2007


Aspirateur iRobot - Série Roomba 3 (2007) A droite

Le Roomba d'iRobot est le premier aspirateur automatique.
Il nettoie le sol d'une pièce et se recharge sur sa station sans intervention humaine.

Ressources

Pour vous aidez à répondre aux questions de cet exercice, vous disposez des ressources suivantes :

Questions

Q.1. Identifiez les énergies qui permettent le fonctionnement de ces 3 aspirateurs.

Q.2. Pour chaque aspirateur, recherchez le nombre de personnes nécessaires à son utilisation et précisez leur fonction.

Q.3. Pour chaque aspirateur, repérez les évolutions apportées par rapport à l'objet précédent (matériaux, esthétique, ergonomie et innovations technologiques pour son fonctionnement).

Q.4. Complétez le schéma suivant en précisant l'énergie d'entrée puis proposez un type de système pour chaque objet technique.

Aspirateurs

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Exercice - Les lave-linges

Fonctionnement et énergies

Lavoir Lessiveuse
(1860)
Lave-linge
à manivelle
(1890)
Lave-linge
à moteur
(1910)
Lave-linge
à brasseur
(1950)
Lave-linge
à tambour
(1960)
Lavoir Lessiveuse Lave-linge Lave-linge Lave-linge Lave-linge
Ressources

Pour vous aidez à répondre aux questions de cette partie de l'exercice, vous disposez des ressources suivantes :

Questions

Q.1. Expliquez un lavage par les lavandières puis le principe de fonctionnement de la lessiveuse et des 4 lave-linges.

Q.2. Précisez les énergies nécessaires pour l'utilisation (lavage et essorage) de ces 6 objets techniques.

Innovations technologiques

Dyson
Contrarotator
Haier
WasH2O
LG
TrueSteam
Miele
Allwater
Brandt
Dose-e
J. Phedyaeff
L'Increvable
C. Prévost
La Lavandière
Lave-linge Lave-linge Lave-linge Lave-linge Lave-linge Lave-linge Lave-linge
Ressources

Pour vous aidez à répondre à la question de cette partie de l'exercice, vous disposez des ressources suivantes :

Question
Q.3. Expliquez les innovations technologiques des 7 évolutions de lave-linge.
Pouce

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Exercice - Les tondeuses

Faux Tondeuse
hélicoïdale
Tondeuse
électrique
Tondeuse
autotractée
Tondeuse
robot hybride
Faux Tondeuse Tondeuse Tondeuse Tondeuse
Questions

Q.1. Identifiez les énergies qui permettent le fonctionnement de ces 5 objets techniques et déduisez-en le type de système.

Q.2. Expliquez les innovations technologiques des 4 tondeuses.

Pouce

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Exercice - L'éclairage

Lampe à huile Bougeoir
à poussoir
Lampe
à pétrole
Applique
avec liseuse
Applique
à leds
Lampe Bougeoir Lampe Applique Applique
Question
Dans un tableau récapitulatif, précisez les innovations technologiques, l'énergie utilisée et le type de système de ces 5 éclairages.
Pouce

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"C.I.1 - Evolution des objets techniques" de votre classeur.

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Exercice - Les volets

Volet
à battants
Volet à lamelles
sur enrouleur
Volet roulant
motorisé
Volet roulant
programmable
Volet commandé
à distance
Volet Volet Volet Volet Volet
Question
Dans un tableau récapitulatif, précisez les innovations technologiques, l'énergie utilisée, le type de système et les problèmes d'utilisation de ces 5 volets.
Pouce

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Evaluations

icoqcmEnergie d'entrée et type de système (1)

icoqcmEnergie d'entrée et type de système (2)

icoqcmEnergie et structure des systèmes

icoqcmEvolution technologique des volets

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