CI1 : Développement durable et compétitivité des produits TD/TP

1

ère

STI2D

ET

Un rapport affirme que l'agrafeuse sans agrafes « Green Emma » est plus impactante pour l'environnement que l'agrafeuse « Skrebba », qui nécessite pourtant l'usage d'agrafes.

Cette affirmation a mis la société productrice de l’agrafeuse Green Emma dans l’embarras, car le slogan pour cette entreprise est justement de réaliser des produit peu impactant. De ce fait, la société vous demande d’étudier leur produit et d’envisager des pistes pour améliorer le bilan.

Peut-on reconcevoir l'agrafeuse Green Emma pour la rendre moins impactante pour l'environnement que sa concurrente ?

Ces deux agrafeuses sont fabriquées au même endroit, en Allemagne dans la ville de Lahr. Donc leur impact sur l’environnement du au transport est identique. Par contre, qu’en est-il pour les autres points du cycle de vie ? Il va être nécessaire de passer par les étapes qui suivent pour arriver à comparer les deux produits.

Remarque : Toutes les réponses sont à donner dans le document-réponse au format Word. Penser à sauvegarder ce document régulièrement dans votre espace de travail après l’avoir renommé à votre nom. Vous n’imprimerez qu’à la fin de cette séquence avec l’autorisation de votre enseignant.

Q1.

Afin de bien comprendre les termes utilisés dans l’analyse du cycle de vie de ce produit (et des autres aussi), relier ci-dessous les indicateurs à leurs définitions, en vous aidant du document « IndicateurCML.pdf ».

Quantité d'énergie fossile consommée -

MJ

Quantité de matière rare -

Kg Sb éq

Émission de gaz à effet de serre (GES) dans l'air -

CO 2 éq Kg

Quantification des produits qui diminuent la productivité des écosystèmes -

Kg SO 2 éq

Potentiel d'écotoxicité humaine -

Kg 1,4 DCB éq

Quantification de produits qui baissent la qualité des eaux -

Kg PO 4 éq

Potentiel d'écotoxicité dans l'eau douce -

Kg 1,4 DCB éq

1 ère STI2D Etude de l’impact environnementale TD/TP

Q2.

A l’aide du document « Document_ressource.pdf », compléter le tableau ci-dessous pour l’agrafeuse Skrebba. Ces valeurs permettront d’analyser l’impact environnemental de l’agrafeuse.

Sous-ensemble Matériau

Cartérisation Pièces acier Ressorts Rivet ABS Acier courant Acier courant faiblement allié Aluminium mix forgé européen Conditionnement Carton rigide blanchi

Total agrafeuse emballée

1000 Agrafes Acier courant 1 carton d'agrafes Carton rigide blanchi

Masse (g) Commentaires utilisateur

Ensemble des pièces plastiques (Socle, Levier, Guide ressort), Enclume, guide 4 ressorts du mécanisme Rivet d’enclume Emballage agrafeuse Agrafes Emballage d'agrafes vide

2. Etude comparative des impacts environnementaux.

L’objectif de cette partie va être de mener une étude comparative entre les deux agrafeuses à l’aide du logiciel « Bilan-produit » de l’agence Ademe.

La société productrice de l’agrafeuse Green Emma vous a transmis le bilan-produit de leur article (« AgrafeuseGreenEmma_1 ») ainsi qu’une ébauche de celui de l’agrafeuse Skrebba (« AgrafeuseSkrebba_1 »).

Veuillez exécuter le logiciel maîtrise de l’Energie).

de l’Ademe (Agence de l’Environnement et de la

2.1. Configuration du projet : Méthodologie.

L’objet de cette étape est de renseigner l'onglet « Méthodologie » afin d’initialiser le projet. Pour ce faire, suivre les étapes suivantes :  Activer les macros si nécessaire,  Lire la page affichée, puis cliquer sur

DEMARRER

.

 Cliquez sur

Charger une BdD

(base de données) puis ouvrir :    Cliquez sur

Ouvrir fichier

et ouvrir Compléter la date et indiquer vos noms.

Lire entièrement la page et passer à l’étape suivante en cliquant sur

Suivant

.

2.2. Coefficient d’Unité fonctionnelle.

L’unité fonctionnelle représente une quantification de la fonction d’un produit. C’est à partir de cette unité qu’il sera possible de comparer des scénarios de produits a priori différents.

2.2.1.

Comparaison des 2 agrafeuses sur leur durée de vie respective.

L’étude va porter sur l’hypothèse où la durée d’utilisation correspond à 2 000 agrafages. Ainsi, le

coefficient d'unité fonctionnelle

sera de

1

pour chacune des agrafeuses.

 Vérifier que le coefficient d’unité fonctionnelle saisi est bien

1

.

 Valider en cliquant sur «

Suivant

» afin d’aller sur la feuille nommée « Phase de Production ».

TP_Agrafeuses_Sujet_Eleve.docx

Lycée Jules Ferry – Versailles 2/8

1 ère STI2D Etude de l’impact environnementale TD/TP

2.3. Phase de production.

Maintenant, il faut terminer de renseigner l'onglet «

Phase de Production

» afin d’indiquer au logiciel les différents éléments constituants le produit.

 Pour ce faire, utiliser le tableau de la question 2 et remplir les cases jaunes vides (attention aux unités).

 Afin de valider, cliquer sur «

Suivant

», ce qui vous amène à la feuille «

Phase de Transports

».

2.4. Phase de transports.

  Renseigner les cases jaunes de l'onglet « décimales (0,9 et non 0.9).

Phase de Transports

». Pour ce faire, utiliser les caractéristiques de l'agrafeuse et saisir la masse transportée, l’unité et la distance. Le résultat sera calculé automatiquement. Attention, veiller à utiliser la virgule et non le point pour les Une fois saisie l’intégralité des phases de transport, valider en cliquant sur «

Suivant

», ce qui vous amène à la feuille «

Utilisation

».

2.5. Utilisation.

  L’étude étant réalisé pour 2 000 agrafages, renseigner les cases jaunes de l'onglet «

Utilisation

en vous aidant des caractéristiques de l'agrafeuse.

Valider en cliquant sur «

Suivant

», ce qui vous amène à la feuille «

Fin de vie

».

»

2.6. Fin de vie.

    Cliquer sur le bouton « Fin de vie » : Choisir le scénario « Déchets ménagers » et valider par « OK ».

Enregistrer dans votre espace élève sous le nom « AgrafeuseSkrebba_1 ».

Cliquer sur le bouton «

Suivant

» de la feuille « Fin de vie », ce qui vous amènera à la feuille «

Résultats

»

2.7. Résultats.

 Cliquer sur le bouton «

Calculer des impacts

» pour générer le rapport du bilan d’impact environnemental.

Les impacts environnementaux sur les différents graphiques sont donnés en proportion de l’impact d’un Européen (ce calcul est fait sur la moyenne des européens)

Q3.

Q4.

Le logiciel a généré divers résultats. D'après le graphe d'impact par phase de vie, quels sont les deux impacts les plus importants de cette agrafeuse ? Insérer ce graphe (à l’aide de l’outil capture de Windows) dans le document-réponse.après avoir répondu à la question.

D'après le graphe de phases de production, quels sont les 2 phases de production les plus impactantes ? Insérer ce graphe dans le document-réponse.après avoir répondu à la question.

Q5.

D'après le graphe de Fin de vie, quelle est la matière qui a un effet négatif sur l'environnement ?

2.8. Comparaison des 2 agrafeuses.

Q6.

 Dans l'onglet « Résultat », cliquer sur le bouton « Comparer », puis ajouter les deux fichiers « AgrafeuseGreenEmma_1» et. « AgrafeuseSkrebba_1 ». Valider par « OK ».

Insérer le graphe « Comparaison par cas »dans le document-réponse. Quelle constatation peut-on faire ?

2.9. Comparaison des 2 agrafeuses au service rendu.

TP_Agrafeuses_Sujet_Eleve.docx

Lycée Jules Ferry – Versailles 3/8

1 ère STI2D Etude de l’impact environnementale TD/TP Ici nous allons nous rapprocher plus de la réalité, c'est à dire que chaque produit aura un coefficient d'unité fonctionnelle différent.

Le service rendu est pour rappel : Elles sont utilisées dans un bureau par une personne travaillant à temps complet pendant toute sa carrière soit 5 jours par semaine, 47 semaines par an et pendant 40 ans. Elle agrafe en moyenne 2 fois par jour.

Q7.

Compte tenu de la durée de vie des agrafeuses et du scénario d'utilisation, calculer les coefficients d'unité fonctionnelle.

Q8.

   Modifier le coefficient d'unité fonctionnelle du fichier « AgrafeuseGreenEmma_1 » : o Onglet « Pour commencer » : Cliquer sur « DEMARRER ».

o Cliquer sur le bouton « Ouvrir fichier » et ouvrir « AgrafeuseGreenEmma_1 ».

o Onglet « Unité fonctionnelle » : Entrer un CUF de 19 (correspondant au scénario étudié).

o o Onglet « Résultats » : Cliquer sur le bouton « Calcul des impacts ».

Cliquer sur le bouton « Enregistrer » et le nommer « AgrafeuseGreenEmma_19 ».

Faire de même avec un CUF de 10 pour l'agrafeuse Skrebba, en enregistrant sous le nom « AgrafeuseSkrebba_10».

Dans l'onglet « Résultat », cliquer sur le bouton « Comparer », puis ajouter les deux fichiers « AgrafeuseGreenEmma_19» et. « AgrafeuseSkrebba_10 ». Valider par « OK ».

Insérer le graphe « Comparaison par cas »dans le document-réponse. Conclure sur ce que disait le rapport (But de cette étude).

TP_Agrafeuses_Sujet_Eleve.docx

Lycée Jules Ferry – Versailles 4/8

1 ère STI2D Etude de l’impact environnementale Pour diminuer les impacts de l'agrafeuse Green-Emma, l’on souhaite augmenter sa durée de vie.

L'une des possibilités est de réduire l'usure de la pièce « fond » au niveau de la lumière de passage du « poinçon ». En effet, lorsque les feuilles sont agrafées, le « poinçon » métallique frotte sur le « fond » en plastique qui s’use ainsi prématurément.

Pour cela on se propose d'interposer une plaque en acier afin que la découpe de la feuille se fasse entre le poinçon et cette dernière.

+ =

TD/TP  

Q9.

 Ouvrir le fichier « fond.sldprt ».

Faire

Outils / Propriétés de masse...

Relever la masse de la pièce.

Fermer la fenêtre Propriétés de masse.

L’on va modifier la pièce pour pouvoir y loger une plaque de dimensions 25 x 10 x 1,5.

 Afin de créer une nouvelle esquisse,

cliquer droit

sur la partie supérieur de la pièce /

Esquisse.

   Pour obtenir une orientation de vue de l'arrière du modèle : Créer un segment de construction : o Esquisse / Ligne  Orientation : Horizontale

Barre d'espace / Ctrl+2

.

 Options : Pour la construction Cliquer à l'extrémité gauche puis à l'extrémité droite de la lumière de passage du poinçon.

Créer le rectangle « empreinte » de la plaque :

1 ère STI2D Etude de l’impact environnementale   o o

Esquisse / Rectangle par son centre Cliquer

au centre du segment que vous venez de créer et dessiner un rectangle englobant la lumière de passage du poinçon.

Coter (donner les dimensions) le rectangle : o

Esquisse / Cotation intelligente

.

o

Cliquer

du rectangle  sur le coté supérieur

Cliquer

dessus pour positionner la cote légèrement au o  Entrer la dimension voulue (25 mm) et valider

Cliquer

 sur le coté droit du rectangle

Cliquer

cote légèrement à droite pour positionner la  Entrer la dimension voulue (10 mm) et valider Réaliser l’empreinte en enlevant de la matière : o

Fonctions / Enlèv. de matière extrudé

o o o  De : Plan d'esquisse  Direction 1 : Borgne ;  D1 = 1.50mm

Valider TD/TP TP_Agrafeuses_Sujet_Eleve.docx

Lycée Jules Ferry – Versailles 6/8

1 ère STI2D Etude de l’impact environnementale

3.3. Connaître la masse de la pièce « fond » modifiée.

 Faire Outils / Propriétés de masse...

Q10.

Relever la masse de la pièce.

 Fermer la fenêtre Propriétés de masse.

3.4. .Créer la pièce « plaque ».

 Créer un assemblage possédant la pièce précédente : o

Fichier / Créer un assemblage à partir de la pièce

o Valider   Pour obtenir une orientation de vue de l'arrière du modèle :

Barre d'espace / Ctrl+2

.

Créer la nouvelle pièce « plaque » dans cet assemblage : o

Insérer des composants / Nouvelle pièce

o Cliquer sur la pièce "fond".

TD/TP    Dessiner le contour extérieur de la plaque : o

Cliquer droit

dessiné.

sur le coté droit du rectangle précédemment o Cliquer sur

sélectionner la boucle

.

o

Cliquer

sur le rond jaune qui vient d'apparaître o Puis faire

Esquisse / Convertir les entités

o Le rectangle devient noir .

Dessiner le contour intérieur de la plaque : o

Cliquer droit

sur le coté droit de la lumière de passage du poinçon o o o o Cliquer sur

Cliquer sélectionner la boucle

.

sur le rond jaune qui vient d'apparaître Puis faire

Esquisse / Convertir les entités

La lumière de passage du poinçon devient noir Extruder l’esquisse : .

TP_Agrafeuses_Sujet_Eleve.docx

Lycée Jules Ferry – Versailles 7/8

1 ère STI2D Etude de l’impact environnementale  o

Fonctions / Base/Bossage extrudé

o o  De : Plan d'esquisse  Direction 1 : Jusqu'à la surface  puis

Cliquer

sur la surface comprise entre le rectangle noir et la lumière de passage du poinçon.

o Valider Pour obtenir une orientation de vue isométrique du modèle :

Barre d'espace / Ctrl+7

.

3.5. Connaître la masse de la nouvelle pièce « plaque ».

 o Indiquer la matière de la pièce « plaque » :

Cliquer

à droite sur la nouvelle pièce.

o Sélectionner

Matériau / Acier Allié Inoxidable

TD/TP   

Cliquer

sur la nouvelle pièce.

Faire

Outils / Propriétés de masse...

Q11.

Relever la masse de la pièce.

Fermer la fenêtre Propriétés de masse.

Q12.

Faire une capture d'écran de son travail.

 Enregistrer votre travail.

4. Validation de la reconception.

  

Q13.

Revenir sur le logiciel« bilan produit ».

Ouvrir le fichier « AgrafeuseGreenEmma_19 ».

Les modifications effectués sur l’agrafeuse Green-Emma triple sa durée de vie.

Indiquer son nouveau CUF, et remplir la case prévue à cet effet sur « Bilan produit ».

  

Q14.

Ajouter la plaque d'acier supplémentaire ainsi que la diminution de masse d'ABS pour le carter dans les phases de production et de transport.

Recalculer les impacts.

Enregistrer sous le nom « AgrafeuseGreenEmma_7_reconcue ».

Insérer un graphique comparatif des 3 agrafeuses : « AgrafeuseGreenEmma_19 », « AgrafeuseGreenEmma_7_reconcue » et « AgrafeuseSkrebba_10 ».

Q15.

Conclure sur l'utilité de l'opération.

TP_Agrafeuses_Sujet_Eleve.docx

Lycée Jules Ferry – Versailles 8/8