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C H A P I T R E 1

Pourquoi c"est fait comme ça?

1. Les objets techniques en domotique (pp. 10-11)

doc 1 Des exemples d"objets techniques informatisés et automatisés (p. 10)

1.Il est utile que l"appareil sportif enregistre les performances de la personne qui

l"utilise afin de suivre, dans le temps, l"évolution de sa forme physique.

2.Exemples d"objets de domotique dont le fonctionnement a été automatisé : le

réfrigérateur, le détecteur de fumée, l"ascenseur, le lave-vaisselle, etc.doc 2 Des exemples de services offerts par la domotique (p. 11)

1.Il est utile d"avoir un détecteur de fumée dans la cuisine afin de détecter un éven-

tuel début d"incendie dû à l"utilisation du feu.

2.La domotique peut permettre l"ouverture et la fermeture automatiques des

volets. doc 3 Un exemple de télécommande multifonction (p. 11)

1.L"utilisation d"une télécommande unique pour piloter plusieurs services simpli-

fie la prise en main par l"utilisateur, car la logique d"utilisation reste la même.

2.L"intérêt de pouvoir programmer le chauffage est de pouvoir réguler la tempéra-

ture en fonction de l"heure de la journée, que l"on soit chez soi ou pas.2. La représentation fonctionnelle (pp. 12-13)

doc 1 Les fonctions que doit assurer un portail automatique (p. 12)

1.Le portail résiste aux conditions atmosphériques grâce à la qualité des matériaux

de construction utilisés et à sa structure.

2.L"énergie disponible pour le portail est de l"énergie électrique.

3.Représentation fonctionnelle d"un téléphone portable :Téléphone

portable

ÉnergieUtilisateur

Environnement

Autres

personnes

Sadapter

à l"énergie.

Résister

à l"environnement.Permettre à l"utilisateur

d"échanger des conversations avec les autres personnes.5 © NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit.

161022_Livre du prof 3/04/09 8:22 Page 5

Contraintes liées au fonctionnementContraintes liées à lesthétisme Lire les informations stockées sur un DVD.Plaire à lutilisateur.

Être relié à la télévision.

Sadapter au meuble qui contiendra

le lecteur DVD.

Être relié aux enceintes.

Sadapter à lénergie disponible.

Recevoir les ordres de lutilisateur.

© NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit. doc 2 Les solutions techniques retenues sur un portail automatique (p. 13)

1.La fonction d"un moteur électrique est de transformer l"énergie électrique en

énergie mécanique.

2.C"est l"antenne qui reçoit les signaux.

3.C"est le vantail qui permet de répondre à la fonction "bloquer ou non le

passage».

4.Pour un téléphone portable :

3. Le respect des contraintes (pp. 14-15)

doc 1 Les contraintes à respecter pour un lecteur DVD (p. 14) 1.

FONCTION

FONCTIONS

TECHNIQUESSOLUTIONS

TECHNIQUES

Permettre à

l"utilisateur d"échanger des conversations avec les autres personnes

Émettre

du son

Haut-parleur

Recevoir

les consignesClavier

MicrophoneEnregistrer

le son émis

Antenne

Vérin

Vantail

Moteur électrique

Unité de traitement

6

161022_Livre du prof 3/04/09 8:22 Page 6

Couleur de caractéristiquesContrainte

OrangeÊtre relié à la télévision.

RoseÊtre relié aux enceintes.

JauneLire les informations stockées sur un DVD. Vert

Sadapter au meuble qui contiendra

le lecteur DVD. 2. doc 2 Le choix d"une solution technique (p. 15) 1.

2.Trois solutions techniques ont été retenues sur le modèle 2 pour satisfaire la

contrainte "être relié à la TV».

3.Le modèle le plus cher est le modèle 3, car il possède le plus de caractéristiques

techniques et offre l"encombrement le plus faible.

4.La réponse dépend du goût des élèves.

Si les constructeurs proposent plusieurs couleurs, c"est pour répondre à la contrain- te "plaire à l"utilisateur».

5.C"est le modèle 3 qui respecte le mieux la fonction "s"adapter au meuble qui

contiendra le lecteur DVD», car il possède l"encombrement le plus réduit.

4. Les contraintes économiques (pp. 16-17)

doc 1 Le coût d"une télévision, pour un utilisateur (p. 16)

1.L"utilisateur peut faire des économies sur le bouquet de chaînes TV et sur l"assu-

rance.

2.L"achat d"un appareil, sa réparation éventuelle, l"assurance et le forfait télé-

phonique (à régler chaque mois) sont autant de frais à prendre en charge par l"utilisateur de téléphone portable.

3.Pour un utilisateur dont l"ordinateur est relié à Internet, l"électricité et l"abon-

nement Internet représentent deux postes de dépenses.

Lecteur

DVDUtilisateur

Informations

stockées sur un DVD

Disque dur

externe

Énergie Meuble

Télévision

Enceintes

Sadapter à l"énergie

disponible.S"adapter au meuble qui contiendra le lecteur DVD.Plaire à l"utilisateur.

Être relié

aux enceintes.Être relié à la télévision. Lire les informations stockées sur le disque dur externe.Lire les informations stockées sur un DVD.

Recevoir

les ordres de l"utilisateur. 7

Chapitre 1 - Pourquoi c"est fait comme ça?

© NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit.

161022_Livre du prof 3/04/09 8:22 Page 7

© NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit. doc 2 Le coût d"une télévision, pour un constructeur (p. 17)

1.Avant de commercialiser l"objet technique, il est important de contrôler la

qualité des pièces afin de vérifier leur conformité avec ce qui était attendu.

2.Un constructeur doit prévoir le recyclage des télévisions en fin de vie.

doc 3 L"impact des contraintes environnementales sur le coût d"un produit (p. 17)

1.Le recyclage permet de récupérer les déchets pour les insérer dans un nouveau

cycle de production.

2.Le coût des mesures que l"on peut prendre en faveur de l"environnement sera

supporté à la fois par l"utilisateur (par exemple viala taxe sur le recyclage, l"in- citation fiscale, une fonctionnalité moins consommatrice d"énergie, etc.) et à la fois par le constructeur (par exemple viale choix de matériaux non dangereux, le choix de matériaux issus du recyclage, etc.).

3.Le gouvernement peut favoriser l"achat d"objets qui respectent l"environnement

en mettant en place des incitations fiscales.

5. La chaîne d"énergie d"un objet technique

(pp. 18-19) doc 1 Quelques énergies utilisées en domotique (p. 18)

1.L"ordinateur est un autre exemple d"application pour lequel l"électricité élec-

trique est utilisée.

2.La calculatrice et certains lampadaires sont des exemples d"objets techniques qui

peuvent utiliser l"énergie solaire. doc 2 Le schéma de principe de la chaîne d"énergie (p. 19)

1.La chaîne d"énergie est composée de quatre blocs fonctionnels.

2.Il s"agit de l"électricité.

3.L"action d"un système poulie/courroie est associée au bloc fonctionnel

"Transmettre». doc 3 La chaîne d"énergie dans la borne escamotable (p. 19)

1.Alimenter : raccord au réseau

Distribuer : contacteur

Convertir : moteur électrique

Transmettre : vérin

2.Les deux liaisons représentées sur le document sont la liaison pivot et la liaison

hélicoïdale. flux d"énergie

Blocs fonctionnels

Alimenter

Action

souhaitée

Source

dénergie

DistribuerConvertirTransmettre

8

161022_Livre du prof 3/04/09 8:22 Page 8

Objet techniqueFonction

Système anti-incendie Détecter et éteindre un incendie.

Four programmable

Chauffer de la bonne manière et au bon

moment des aliments.

Ballon deau chaude programmable

Chauffer de leau aux instants souhaités

et la distribuer.

Système darrosage automatique

Distribuer automatiquement de leau

dans le jardin. Store automatiqueProtéger automatiquement du soleil.

Détecteur de présence anti-effraction

Prévenir lutilisateur de la présence

dune personne non souhaitée.

6. La chaîne d"information d"un objet technique

(pp. 20-21) doc 1 Un exemple de traitement d"information (p. 20)

1.L"intérêt des lampadaires qui s"éteignent la nuit est d"économiser de l"énergie.

2.C"est le capteur qui mesure la luminosité.

3.Les deux rôles de la carte de commande sont : traiter les informations et don-

ner les ordres. doc 2 Le schéma de principe de la chaîne d"information (p. 21)

1.Il s"agira d"un signal de nature électrique.

2.Dans un ordinateur, c"est souvent le microprocesseur qui réalise la fonction

"Traiter». doc 3 Des exemples de solutions pour que l"utilisateur puisse indiquer ses consignes (p. 21)

1.Exemples d"objets techniques à qui l"on donne une consigne : le clavier d"un

téléphone, des boutons sur une gazinière, un bouton dans un frigo, etc.

2.Il est intéressant de pouvoir régler le temps et la puissance de cuisson sur un four

pour tenir compte des différents types de cuisson des aliments.

Corrigé des exercices (pp. 23-24)

1 Les fonctions qu"assurent les objets techniques de domotique (p. 23)

9

Chapitre 1 - Pourquoi c"est fait comme ça?

© NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit.

161022_Livre du prof 3/04/09 8:22 Page 9

© NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit.

2 La représentation fonctionnelle (p. 23)

1.et 2.

3.Les contraintes à respecter sont : "stocker les saletés», "plaire au propriétaire»,

"s"adapter à l"énergie disponible», "s"adapter à la piscine» et "respecter les nor- mes de sécurité».

4.Les contraintes liées au fonctionnement sont : "stocker les saletés», "s"adapter

à l"énergie disponible» et "s"adapter à la piscine». La contrainte liée à la sécurité est : "respecter les normes de sécurité». La contrainte liée à l"esthétisme est : "plaire au propriétaire».

3 Les fonctions et les solutions techniques (p. 24)

1.et 2.

FONCTIONSOBJET

TECHNIQUE

SOLUTIONS

TECHNIQUES

Ensemble

home cinéma

Afficher

les images

Écran

Émettre

du sonEnceintes

Lecteur DVDLire les films

sur des supports numériques

Recevoir

les consignesTélécommande

Robot nettoyeur

de piscine

Eau de

la piscine

Saletés

Propriétaire

Énergie

NormesPiscine

Stocker

les saletés.

Enlever les saletés

de l"eau de la piscine.Plaire au propriétaire.

S"adapter

à la piscine.S"adapter

à l"énergie disponible.

Respecter les normes

de sécurité. 10

161022_Livre du prof 3/04/09 8:22 Page 10

4 La chaîne d"information et la chaîne d"énergie (p. 24)

1.Les deux composants qui réalisent la fonction "Acquérir» de la chaîne d"infor-

mation sont les boutons et le contacteur. Celui qui permet de recevoir un ordre de l"utilisateur est le bouton.

2.Le relais réalise la fonction "Distribuer» de la chaîne d"énergie.

3.C"est la poulie munie de ses câbles qui transmet le mouvement du moteur à la

cabine. La poulie est en rotation, et les câbles, quand ils n"enroulent pas la poulie, sont en translation.

4.La fonction du moteur est de convertir l"énergie électrique en énergie méca-

nique. 11

Chapitre 1 - Pourquoi c"est fait comme ça?

© NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit.

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C H A P I T R E 2

Avec quoi c"est fait?

1. Les propriétés des matériaux (pp. 26-27)

doc 1 Quelques propriétés de matériaux utilisés en domotique (p. 26)

1.On peut relier le matériau à une pile et une ampoule. Si l"ampoule s"éclaire, le

matériau conduit l"électricité.

2.Exemples d"objets de domotique qui utilisent les propriétés thermiques des

matériaux qui les constituent : le radiateur, le frigo (pour ses propriétés d"isola- tion thermique), etc. doc 2 Le choix d"un matériau sur ses propriétés électriques ou mécaniques (p. 27)

1.On a choisi l"acier pour la fabrication de la chaîne, car elle doit laisser passer le

courant et offrir une certaine résistance mécanique.

2.Le PVC est le matériau le plus isolant électriquement.

doc 3 Le choix d"un matériau sur ses propriétés thermiques (p. 27)

1.On a choisi le verre pour la fabrication de la porte, car c"est le matériau qui

répond au mieux aux critères souhaités : il résiste bien aux hautes températures et il ne transmet pas la chaleur.

2.L"acier est le matériau le plus conducteur de chaleur.

2. La mise en forme des matériaux (pp. 28-29)

doc 1 La mise en forme d"un capot de four à micro-ondes (p. 28)

1.Les matériaux métalliques peuvent être mis en forme selon les procédés repré-

sentés sur le document. 2.

Cisaillage Emboutissage

Poinçonnage Usinage

doc 2 Le choix des matériaux pour les capteurs solaires de piscine (p. 29)

1.Une matière plastique noire permet de capter l"énergie solaire.

2.Les capteurs solaires sont plats pour pouvoir capter les rayons du soleil sur toute

leur surface. 43
21
13 © NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit.

161022_Livre du prof 3/04/09 8:22 Page 13

Matériau

Isolation

électriqueIsolation

thermique

Mise en forme

en grandes plaquesRésistance aux grandes températures

Acier... ...... ...+ ++ +

Fonte+... ...... ...+ +

Vitrocéramique+ ++ ++ ++ +

Plastique+ +++ +...

© NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit.

3.Les ingénieurs ont sélectionné le verre, la matière plastique noire et un isolant

thermique. Ce choix a été fait pour récupérer au maximum l"énergie du soleil sur une grande surface, et la transmettre de façon optimale à l"eau de la piscine.

3. Les aspects économiques et écologiques (pp. 30-31)

doc 1 Évolution du prix du silicium (p. 30)

1.L"intérêt de lire le prix du silicium par unité de puissance est de comparer le prix

avec la fonction à satisfaire, et de voir l"effet des innovations technologiques sur le coût du matériau.

2.Jusqu"en 2007, la hausse des prix du silicium est due à une forte demande.

3.Les constructeurs ont développé des panneaux solaires plus performants, néces-

sitant moins de silicium. doc 2 Faire face à la pénurie des matériaux : un exemple d"action (p. 31)

1.Les bobinages de cuivre sont réalisés en matériaux métalliques.

2.Il est important de recycler les matériaux pour faire face à une pénurie.

doc 3 La gestion des télévisions en fin de vie (p. 31)

1.Les intervenants impliqués dans le recyclage des télévions sont les constructeurs,

les consommateurs, les mairies et les entreprises spécialisées. Ils agissent chacun à des niveaux différents, selon leurs compétences.

2.En 2013, on espère recycler 70% des 5,5 millions de télévisions qui arrivent en

fin de vie, soit 3,85 millions.

Corrigé des exercices(pp. 33-34)

1 La mise en forme des matériaux (p. 33)

Cisaillage : 1

Pliage : 3

Poinçonnage : 2

2 Le choix d"un matériau pour les plaques à induction(p. 33)

1.

2.La vitrocéramique répond aux critères souhaités concernant l"isolation élec-

trique, l"isolation thermique, la mise en forme de grandes plaques et la résis- tance aux grandes températures. c b a 14

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3 Les contraintes économiques(p. 34)

1.En 2008, la part du prix des matières premières dans le coût de fabrication d"une

pièce en matière plastique est d"environ 70 %.

2.Si le prix des matières premières devenait trop excessif, les fabricants pourraient

être amenés à créer des innovations technologiques.

4 La valorisation des équipements électroniques (p. 34)

1.Non, certains appareils hors d"usage sont réparés.

2.Non, une batterie est systématiquement traitée.

3.Lorsqu"on sélectionne un matériau pour fabriquer un appareil électronique,

il faut prendre en compte sa capacité de valorisation.

4.Non, un appareil électronique en fin de vie doit être traité conformément aux

recommandations des professionnels de la valorisation. 15

Chapitre 2 - Avec quoi c"est fait?

© NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit.

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C H A P I T R E 3

Avec quoi ça fonctionne?

1. Les besoins en énergie (pp. 36-37)

doc 1 Ordres de grandeur de consommation (p. 36)

1.L"ampoule fluorescente a la plus basse consommation.

2.La différence de consommation entre les deux moniteurs s"explique par l"utilisa-

tiond"une technologie différente pour chacun.

3.L"énergie consommée par :

- l"ampoule à filament est de 60 Wh; - l"ampoule fluorescente est de 15 Wh.

On économise donc : 60 - 15 = 45 Wh.

De plus, ×100 = 75 %.

L"économie réalisée avec une ampoule fluorescente par rapport à une ampoule

à filament est donc de 75%.

4.Sur une durée de 10 h 00 :

- un écran CRT consomme : 10 ×100 = 1000 Wh; - un écran LCD consomme : 10 ×10 = 100 Wh.

De plus, 1000 - 100 = 900 Wh.

L"économie réalisée en utilisant un moniteur plat est donc de 900 Wh. doc 2 Moyennes des consommations d"énergie par type d"appareil (p. 37)

1.L"unité utilisée est le kWh/an.

2.Les appareils qui consomment plus de 500 kWh/an sont le réfrigérateur américain,

le réfrigérateur-congélateur et le congélateur.

3.Sur une année, l"appareil le moins " vorace » en énergie est le fer à repasser.

doc 3 Les classes d"efficacité énergétique (p. 37)

1.Cette étiquette-énergie est celle d"un réfrigérateur-congélateur.

2.Cet appareil est de classe A.

3.D"après l"échelle d"efficacité énergétique, il fait partie des appareils qui consom-

ment le moins d"énergie.

2. La nature des énergies utilisées en domotique (pp. 38-39)

doc 1 L"énergie électrique en domotique (p. 38)

1.C"est de l"énergie électrique qui est utilisée pour le fonctionnement des objets

techniques de la domotique.

2.Confort : climatisation, chauffage, porte de garage, hi-fi, portail.

Sécurité : alarme, digicode.

doc 2 La technologie solaire thermique (p. 39)

1.C"est le panneau solaire qui capte l"énergie du soleil.

45
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17 © NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit.

161022_Livre du prof 3/04/09 8:22 Page 17

© NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit. 18

ObjetAmpoule Écran Unité centrale

Joule (J)144003600001260000

Wattheure (Wh)4100350

2.Non, le liquide chauffé n"est pas directement utilisé dans le circuit secondaire.

3.Les énergies utilisées par ce système de chauffage sont :

- l"énergie calorifique du soleil pour chauffer l"eau; - l"énergie électrique pour la circulation dans les différents circuits. doc 3 La géothermie (p. 39)

1.Les capteurs enterrés permettent de récupérer la chaleur renouvelée sans cesse

par le soleil.

2.Le générateur permet de valoriser et transformer la chaleur récupérée par les

capteurs, afin de la rendre utilisable dans la maison sous forme de chauffage.

3.Les deux avantages de cette technologie de chauffage sont :

- l"utilisation d"une énergie renouvelable; - la gratuité de cette énergie.

3. La gestion et la régulation de l"énergie (pp. 40-41)

doc 1 La commande "tout ou rien» (p. 40)

1.L"élément qui permet au lecteur d"allumer l"ampoule est l"interrupteur.

2.L"ampoule utilise de l"énergie électrique.

3.Il faut d"abord brancher le programmateur dans la prise électrique puis le lave-

vaisselle dans le programmateur.

4.Pour faire des économies avec un compteur "jour - nuit», il faut régler le pro-

grammateur pour un fonctionnement de l"appareil électrique entre 22 h 00 etquotesdbs_dbs44.pdfusesText_44

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