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Création et Innovation Technologiques
La découverte et l’analyse d’innovations technologiques
Thématiques
Études de cas
Les transports
Les dispositifs de sécurité
(Les véhicules individuels) actifs et passifs dans les parechocs.
Questions de société
Comment assurer la sécurité
dans l’automobile ?
Les systèmes d’éclairage.
La communication
Les dispositifs de pointage
pour ordinateur
(la souris).
L’habitat
(la domotique)
Les systèmes d’alarme.
Comment signaler un danger
dans l’habitat ?
Les transports
Le vélo urbain
Comment améliorer l’éco
mobilité en milieu urbain?
Création et Innovation Technologiques
Étude de cas n°1: Les dispositifs de sécurité actifs et passifs
dans les pare-chocs
Comment protéger la structure
du véhicule et limiter les
dommages corporels subis par
un piéton lors d’un choc ?
Pare-chocs en
plastique
Comment
prévenir
le
conducteur
Comment deprévenir
la proximité
le
conducteur
d’un
obstaclede
? la proximité
d’un obstacle ?
Pare-chocs à
absorption d’énergie
Bouclier + Absorbeur de choc
Comment ajuster la vitesse
automatiquement afin d'éviter
la collision ?
Radar de recul
Régulateur de
vitesse intelligent
Grille de caractérisation de l’étude de cas
Étude de cas n°1: Les dispositifs de sécurité actifs et passifs
dans les pare-chocs
Loi d’évolution Loi 4: Loi d’accroissement de la fonction idéale
Support
Pare-chocs à
absorption d’énergie
Champ
technologique
Innovation
principale
Intégration
Matériau et
d’une structure
structure
déformante
Solution
technologique
Principe physique
Expérimentations associées / piste de
projet
Absorbeur
d’énergie
Résistance
mécanique des
matériaux
Simulation
numérique
de
la
déformation de l’absorbeur d’énergie
Phase stationnement Loi Loi 4: Loi d’accroissement de la fonction idéale
d’évolution Loi 8: Loi d’accroissement du dynamisme du système
Radar de recul
Information
Comment prévenir
Phase
roulage
Loi d’évolution
la proximité
d’un
obstacle ?
Régulateur de
vitesse intelligent
Détection
d’obstacles
Radar de recul
(capteurs
ultrasons)
Emission,
Dispositif de détection d’obstacles
propagation et
utilisant le principe de la détection des
détection des
ondes ultrasonores.
ondes ultrasonores
Loi 4: Loi d’accroissement de la fonction idéale
Loi 8: Loi d’accroissement du dynamisme du système
Adaptation
automatique de la
Information vitesse en fonction
du véhicule
précédent
Capteur Laser
Mise en œuvre d’un dispositif de
détection d’obstacles utilisant le
Le télémètre Laser
principe du télémètre Laser.
LES INNOVATIONS
ACTIVITES - Etude de cas n°1: Les dispositifs de sécurité actifs et passifs
dans les pare-chocs
Découvrir et Analyser
- Décrire les étapes de l’évolution des dispositifs de sécurité,
- Précisez les innovations et les solutions technologiques apportées.
- Préciser les normes liées à la sécurité dans l’automobile (protection des piétons et de la structure
des véhicules).
- Consulter sur le site de l’INPI les brevets n°FR2927865 et FR2920725. Compléter une fiche
LES INVENTIONS
descriptif des brevets, décrire les inventions.
Absorbeur d’énergie
N°FR2927865
Protection des piétons
N° FR2920725
ACTIVITES - Etude de cas n°1: Les dispositifs de sécurité actifs et passifs
dans les pare-chocs
Simuler et Interpréter :
Expérimenter et Interpréter
- Identifier le principe associé à l’innovation , l’observer
A l’aide de documents techniques sur le capteur Laser,
à l’aide d’une simulation numérique.
- Identifier la solution technique associé à l’innovation ,
- Décrire le comportement de l’absorbeur d’énergie et du le reproduire à l’aide d’un dispositif expérimental
PRINCIPES PHYSIQUES
dispositif de protection des piétons.
(maquettes, expérience,…) :
- Décrire le principe du télémètre laser.
Création et Innovation Technologiques
Étude de cas n°2: Les systèmes d’éclairage
Comment améliorer l’efficacité
lumineuse des phares ?
Phares en plastique,
Autres pistes d’innovation:
Le ‘Design’
Comment décharger le
conducteur de l’allumage
des phares ?
Lampe au Xénon
phares à LED
Comment augmenter la
visibilité
dans
les
virages ?
Allumage
automatique
L’éclairage
dynamique en
Virage
Grille de caractérisation de l’étude de cas
Étude de cas n°2: Les systèmes d’éclairage
Loi d’évolution Loi 4 : Loi d’accroissement de la fonction idéale
Support
Champ
technologique
Lampe au Xénon
phares à LED
Energie
Comment prévenir
la proximité d’un
obstacle ?
Innovation
principale
Solution
technologique
Principe physique
Expérimentations associées
Principe de
Dispositif d’éclairage intégrant une
Amélioration
l’allumage
des
Lampe au xénon
lampe au xénon et un éclairage à
de l’efficacité
lampes
à
décharge
LEDs
LEDs
lumineuse
Eclairage à LEDs
Loi d’évolution Loi 8: Loi d’accroissement du dynamisme du système
Allumage
automatique
Automatisation
information
de l’éclairage
Capteur de
luminosité
Détection du
niveau de
luminosité
Dispositif de détection du niveau de
luminosité
Loi d’évolution Loi 2: Loi de conductibilité énergétique du système
L’éclairage
Dynamique en
Virage
L’éclairage
Information
Dynamique en
Energie
Virage
Bloc pivotant
Transmission de
mouvements
Conversion
d’énergie
Dispositif d’éclairage dynamique en
virage.
PRINCIPES PHYSIQUES
LES INVENTIONS
LES INNOVATIONS
ACTIVITES - Etude de cas n°2: Les systèmes d’éclairage.
Découvrir et Analyser:
- Décrire les étapes de l’évolution des systèmes d’éclairages,
- Précisez les innovations et les solutions technologiques apportées.
- Préciser les normes relatives aux dispositifs d’éclairage.
- Consulter sur le site de l’INPI le brevet du système d’éclairage avec une lampe au xénon n°FR2627628.
- Compléter une fiche descriptif du brevet, décrire la qualité principale de cette invention.
Expérimenter et Interpréter
A l’aide de 2 dispositifs d’éclairage (lampe halogène et lampe au xénon)
expérimentaux,
- Identifier le principe physique et la solution technique associé à l’innovation à
partir d’une étude sur l’efficacité lumineuse des dispositifs d’éclairage.
LES PISTES DE PROJET
-l’éclairage adaptatif (adapter la portée et la largeur du faisceau en fonction de la vitesse du véhicule)
-dispositif informant le véhicule qui suit du non respect des distances de sécurité.
Création et Innovation Technologiques
Étude de cas n°3: Les dispositifs de pointage pour ordinateur
(la souris)
Comment
améliorer le
contrôle du déplacement du
pointeur à l’écran?
Clavier
Comment supprimer
l’entretien de la souris ?
Souris filaire à
boule
Comment s’affranchir de
la liaison filaire ?
Souris filaire
optique
Comment adapter l’interface
de communication à une
utilisation sur tableau blanc ?
Souris optique
sans fil
Tableau blanc
interactif
Grille de caractérisation de l’étude de cas
Étude de cas n°3: Les dispositifs de pointage pour ordinateur (la souris)
Loi d’évolution Loi 4 : Loi d’accroissement de la fonction idéale
Champ
technologique
Support
Innovation
principale
Solution
technologique
Codeur
Amélioration
incrémental
information du contrôle du entrainé par une
pointeur
sphère en
prévenir
rotation
Souris filaire à
boule
Comment
la proximité d’un
obstacle ?
Loi d’évolution
Souris filaire
optique
information
Principe physique
Acquisition
numérique de la
position
Expérimentations associées
Dispositif d’acquisition de la position
du pointeur par codeur incrémental.
Loi 4 : Loi d’accroissement de la fonction idéale
Loi 1: Loi d’intégralité des parties du système
Diminution de
Détecteur optique
l’entretien
Émission et
réception d’une
onde lumineuse
par réflexion
Détection de mouvement par capteur
optique.
Loi d’évolution Loi 4 : Loi d’accroissement de la fonction idéale
Souris optique
sans fil
Suppression du Communication
Information
fil
radiofréquence
Émission et
Transmission radio HF avec un module
réception d’ondes
radio intégré.
électromagnétiques
Grille de caractérisation de l’étude de cas
Étude de cas n°3: Les dispositifs de pointage pour ordinateur (la souris)
Loi d’évolution
Support
Champ
technologique
Tableau blanc
interactif
information
Comment prévenir
la proximité d’un
obstacle ?
Loi 1 : Loi d’intégralité des parties du système
Loi 4 : Loi d’accroissement de la fonction idéale
Innovation
principale
Contrôle du
pointeur sur
tableau blanc
Solution
technologique
Caméra
Infrarouge
Principe physique
Expérimentations associées
Détection des
coordonnées du Mise en œuvre d’un TBI basé sur une
pointeur par
manette WII et d’un crayon IR.
caméra infrarouge
LES PISTES DE PROJET
- Modification du crayon IR qui ne comporte qu’un bouton latéral afin qu’il déclenche le signal IR lors d’un appui de
sa pointe sur un tableau blanc.
Création et Innovation Technologiques
Étude de cas n°4: Les systèmes d’alarme
Comment
zone?
Alarme filaire
périmétrique
surveiller une
Comment simplifier
l’installation de l’alarme?
Alarme filaire à
détecteurs IR
Comment prévenir l’habitant
par SMS d’une intrusion ou
d’un incendie ?
Alarme sans fil
Alarme PLUS avec
transmetteur
GSM
Grille de caractérisation de l’étude de cas
Étude de cas n°4: Les systèmes d’alarme
Loi d’évolution Loi 1: Loi d’intégralité des parties du système
Support
Alarme filaire à
détecteurs IR
Champ
technologique
Innovation
principale
information
Surveillance
d’une zone
Solution
technologique
Principe physique
Détecteurs IR
Détection du
rayonnement
infrarouge passif
Expérimentations associées
Détection de mouvement par capteur
pyroélectrique.
Comment prévenir
la proximité d’un
obstacle ?
Loi d’évolution Loi 4: Loi d’accroissement de la fonction idéale
Alarme sans fil
Suppression du Communication
information
câblage
radiofréquence
Émission et
réception d’ondes Dispositif de Transmission radio HF.
électromagnétiques
Loi d’évolution Loi 8: Loi d’accroissement du dynamisme du système
Alarme PLUS avec
transmetteur GSM
Suppression du
Information
fil
Transmetteur
GSM
Détecteur de
fumée
Émission et
réception d’une
onde lumineuse
Détection de fumée par capteur
optique.
Transmission GSM
Création et Innovation Technologiques
Étude de cas n°5 : L’évolution des vélos urbains
Comment adapter la puissance
de pédalage en fonction de la
route?
Comment assister la
puissance de pédalage
fournie par le cycliste?
Dérailleurs
avant/arrière
Comment augmenter
l’autonomie et réduire le
poids du VAE?
Vélo à assistance
électrique
Batterie + moteur électrique
VAE alu
Grille de caractérisation de l’étude de cas
Étude de cas n°5: L’évolution des vélos urbains
Loi d’évolution Loi 4 : Augmentation du niveau d’idéalité
Support
Dérailleur
Champ
technologique
Innovation
principale
Solution
technologique
Principe physique
Matériau
et
structure
Adaptation
de la
puissance
de pédalage
Dérailleurs
avant et arrière
Réduction du
couple
Loi d’évolution
Loi 4 : Augmentation du niveau d’idéalité
Assistance
électrique
Moteur
électrique
+
Batterie au
plomb
Conversion
d'énergie
électrique en
énergie mécanique
Comment prévenir
Loi d’évolution Loi 4 : Augmentation du niveau d’idéalité
la proximité d’un
Propriétés de
obstacle ?
Structure en
VAE alu lithium
Matériau
structure
énergie
Expérimentation sur la puissance de
pédalage du cycliste.
Loi 2 : Conductibilité énergétique du système
VAE batterie au plomb
Energie
Expérimentations associées
alliage alu
-Cadre aluminium
Batterie au
lithium
-Batterie au lithium
l’aluminium
Stockage de
l'énergie
électrique
Expérimentation sur l’assistance
électrique fournie à la puissance de
pédalage du cycliste.
Relation produit procédé matériau
Expérimentation sur les
caractéristiques des dispositifs de
stockage d’énergie électrique
Découvrir et analyser
Expérimenter et interpréter
- Décrire les étapes de l’évolution des vélos urbains,
A l’aide de documents techniques et d’un dispositif
- Précisez les innovations et les solutions technologiques
expérimental,
apportées.
- Identifier les principes associés aux innovations
-Préciser les normes relatives aux vélos à assistance
(dérailleurs, VAE)
électrique.
- Décrire le comportement du vélo à assistance dans
- Consulter sur le site de l’INPI et décrire l’invention.
différentes configurations (au démarrage, sur le plat…)
LES INVENTIONS
LES INNOVATIONS
ACTIVITES - Etude de cas n°5: Les évolutions des vélos urbains
Dispositif de tension et de guidage de la chaîne d'un
système d'entraînement avec un jeu de pignons et
également un jeu de plateaux N° FR2750668
ACTIVITES - Etude de cas n°5: Les évolutions des vélos urbains
Simuler et interpréter
A l’aide d’une simulation numérique (modèle 3D) .
- Identifier la principe associé à l’innovation à l’aide
- Observer et décrire les caractéristiques des éléments
d’une étude technique « rapport énergie/masse des
(masse) du VAE en fonction de sa structure et des
batteries»
matériaux .
Pistes de projet
- Modifications du support de batterie et d’entrainement moteur