L'évolution des objets techniques

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

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.

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 sauf électrique : 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 élément électrique (moteur, résistance, ampoule, haut-parleur...) dans la partie opérative.
L'objet est contrôlé par l'utilisateur.

Dans un système automatique :

L'énergie d'entrée peut être variée mais le plus souvent électrique.
L'objet comporte une partie opérative (mécanisme et élément électrique).
L'objet est contrôlé 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...).

Exercice - Les aspirateurs

Aspirateur Spangler - Série Baby Daisy (1904)

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 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 iRobot - Série Roomba 3 (2007)

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 :

Icone Spangler Daisy (Position 1) - Spangler Daisy (Position 2)

Icone iRobot Roomba (Fonctionnement) - iRobot Roomba (Antichute) - iRobot Roomba (Recharge)

Questions :

Q.1. Pour chaque aspirateur, recherchez le nombre de personnes nécessaires à son utilisation et précisez leur fonction.

Q.2. Identifiez les énergies qui permettent le fonctionnement de ces 3 aspirateurs.

Q.3. Pour chaque aspirateur, précisez 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

Exercice - Les téléphones fixes

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)

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.

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 :

Icone Chronologie du téléphone - Standard téléphonique - Bakélite - Cadran - Répartiteur

Icone Opératrices (Vers 1900)

Icone Téléphone Philips (SE765)

Questions :

Q.1. Comparez les matériaux, les évolutions esthétiques, ergonomiques et technologiques de ces 3 téléphones (cordon, socle, combiné, numérotation, options).

Q.2. Listez d'autres objets techniques usuels ayant une apparence identique au dernier téléphone (Philips).

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)

Ressources :

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

Icone Lavandière - Lessiveuse - Lave-linge

Icone Historique de Miele

Icone Conord Cadette (Vers 1955)

Icone Gamme Conord (Vers 1960)

Icone Thermor (Utilisation)

Questions :

Q.1. Expliquez la méthode de 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

Ressources :

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

Icone Dyson Contrarotator - Haier WasH2O - LG TrueSteam - Miele Allwater - Brandt Dose-e

Icone L'Increvable de Julien Phedyaeff (Concept) - Linge blanc et planète propre (Projets)

Question :

Q.3. Expliquez les innovations technologiques des 7 évolutions de lave-linges.

Exercice - Les tondeuses


Faux	Tondeuse hélicoïdale	Tondeuse électrique	Tondeuse autotractée	Tondeuse robot hybride

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.

Exercice - L'éclairage


Lampe à huile	Bougeoir à poussoir	Lampe à pétrole	Applique avec liseuse	Applique à leds

Question :

Dans un tableau récapitulatif, précisez les innovations technologiques, l'énergie utilisée et le type de système de ces 5 éclairages.

Exercice - Les volets


Volet à battants	Volet à lamelles sur enrouleur	Volet roulant motorisé	Volet roulant programmable	Volet commandé à distance

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.