Notesd'études

secondaires

Sciences et technologie 316La technologie

Nom:

Prénom:

Groupe:

Date:

La communication humaine peut se faire par des gestes, par des mots ou par des dessins. Lorsqu’on veut communiquer comment construire un certain objet, par exemple, l’on utilise le dessin technique.

Les deux types de dessin technique les plus utilisés en technologie sont :o le dessin de fabrication;

o le schéma.

Pour que tous ceux qui regardent un même dessin comprennent la même chose, le dessin technique doit respecter certaines normes et conventions. Parmi ces normes, l’utilisation des lignes de base et des tracés géométriques est fondamentale.

1- Les lignes de baseLes lignes de base utilisées en dessin technique sont des lignes dont l’apparence et la signification sont régies par des conventions internationales.

Le tracé des lignes de base et leur utilité

Trait Grosseur du trait Ligne de base Symbole

Fort Lignes de contour visibleLignes d’axe de coupe

Moyen Lignes de contour caché

Fin Lignes de construction

Lignes d’axe

lignes de cote

lignes d’attache | |lignes de renvoi

hachure

1

Les tracés géométriquesLes tracés géométriques sont des figures dont l’exécution est basée sur les règles de la géométrie.L’on peut tracer ainsi :

o des droites horizontales parfaitement parallèles;o des droites verticales parfaitement parallèles;o des droites obliques;o des cercles et des ellipses qui possèdent des rayons définis.

Les trois façons de réaliser les dessins techniques

o À main levée, l’on obtient un croquis (idée grossière de l'objet)o À l’aide d’instrument de dessin technique, l’on obtient un dessin aux instruments;o À l’aide d’un logiciel de dessin, l’on obtient un dessin assisté par ordinateur ou

DAO.

Les projections

Le monde réel est caractérisé par trois dimensions :

– longueur– profondeur (ou largeur)– hauteur.

On perçoit toujours deux ou trois dimensions d’un objet, selon la position à partir de laquelle on l’observe.

1- Perspective: Elle donne l’impression de profondeur. Une perspective permet de représenter plusieurs faces d’un objet dans une seule vue.

2- Projection: Représentation d’un objet à trois dimensions sur une surface à deux dimensions en rendant compte des mesures réelles.

Les projections se distinguent les unes des autres par : la position de l’observateur par rapport à la surface de projection ; l’angle entre les rayons visuels (projetantes) et la surface de projection ; la position de l’objet par rapport à la surface de projection.

Voici une classification des projections utilisées en dessin technique.

2

Selon la position de l’observateur par rapport à la surface de projection, l’on distingue : Projections centrales (à gauche): L'observateur près du plan de projection Les rayons visuels qui arrivent à

l’observateur forment un cône (ne sont pas parallèles).

Certaines arrêtes de l’objet qui sont parallèles en réalité NE SONT PAS représentées par des arrêtes parallèles.

Projections parallèles (à droite) L'observateur est loin du plan de

projection Les rayons visuels sont parallèles. Toutes les arrêtes de l’objet qui sont

parallèles dans la réalité sont représentées par des arrêtes parallèles.

3

Projections

Centrales Parallèles

Linéaires Aériennes

À 1 point de fuite À 2 points de fuite

Obliques Orthogonales

Cavalières Axonométriques À vues multiples

Isométriques

Nous n'étudions que les projections parallèles.Selon l’angle entre les rayons visuels (projetantes) et la surface de projection (la feuille), l’on distingue :

des projections orthogonales : les rayons visuels qui partent de l’objet sont parallèles entre eux et perpendiculaires au plan de projection (la feuille) ;

de projections obliques : les rayons visuels qui partent de l’objet sont parallèles entre eux et obliques par rapport au plan de projection (la feuille) ;

La position de l’objet par rapport à la surface de projection peut être telle que :1) une des faces de l’objet est parallèle au plan de projection (dans la projection à

vues multiples et dans la projection oblique) ;2) aucune des faces n’est parallèle au plan de projection (dans la projection

isométrique).En dessin technique, l’on utilise surtout trois sortes de projections :

la projection à vues multiples la projection isométrique la projection oblique.

La projection à vues multiples: Une projection à vues multiples 6 points de vue possible:- Face - Arrière- Gauche - Droite- Dessus - Dessous

4

Pourtant 3 vues suffissent pour représenter un objet :

– face - dessus - droite.

Convention en Amérique du Nord: Placées en « L :Face dans le coin inférieur gaucheDroite dans le coin inférieur droitDessus dans le coin supérieur gauche.

La vue de face la vue qui décrit mieux l’objet et qui présente le plus de détails.

La projection à vues multiples:Représente toutes les mesures (vraies grandeurs ou à l’échelle).les angles sont exacts. Utilisée dans les dessins de fabrication. Offre une représentation sans l’illusion de la perspective Accompagnée, dans le coin supérieur droit d’une projection isométrique( vue d’ensemble).

5

La projection isométrique :

Représentation en deux dimensions d’un objet tridimensionnel

Dans une seule vue pour créer l’impression de perspective.

Disposées selon trois axes isométriques (angles de 120° entre eux).

Dessiner sur du papier « isométrique » ou « pointé », formé de droites verticales et obliques se croisant à 60°. Pas d’arêtes horizontales ni de faces parallèles à la feuille.

Avantages: Mesures de toutes les arrêtes parallèles aux axes isométriques sont exactes ou à l’échelle.

Inconvénients: Les angles ne sont pas respectés.

Dans certains cas, l’image est plus ou moins réaliste (les cercles deviennent ovales).

La projection oblique (la perspective oblique)

Une face de l’objet est parallèle à la feuille.

La profondeur est représentée par des obliques parallèles entre elles.

Avantage: La projection oblique permet de présenter la longueur et la hauteur dont les mesures et les angles sont exacts.Inconvénient: Ni les mesures ni les angles de la troisième dimension (la profondeur) ne sont conformes à ceux de l’objet.

6

La projection oblique est utilisée surtout dans les dessins à main levée (croquis), lorsqu’on veut donner rapidement une image de l’objet sans recourir aux instruments de dessin.Le papier quadrillé ordinaire convient pour tracer une projection oblique.

L’utilisation des projections dans les dessins de fabricationLes dessins de fabrication les plus utilisés sont :

le dessin d’ensemble ; le dessin d’ensemble éclaté ; le dessin de détail.

Le dessin d’ensemble est un dessin présentant l’allure générale d’un objet.

Les projections utilisées pour le réaliser sont la projection à vues multiples et la projection isométrique.

Dessin d’ensemble éclaté: Dessin sur lequel les diverses pièces d’un objet sont dissociées les unes des autres.

Projection utilisée: Projection isométrique.

Utilisé: Lorsque l’objet contient de nombreuses pièces. Accompagné du nom et de la quantité de chaque pièce et des matériaux nécessaires pour la fabriquer.

Dessin de détail: Dessin qui précise tous les détails utiles à la fabrication d’une pièce.

7

Projection utilisée: Projection à vues multiples.

Les renseignements fournis par les dessins de fabrication

Un dessin de fabrication fournit des renseignements concernant :o les dimensions de l’objet, à l’aide des cotes et des tolérances;o les détails à l’intérieur de l’objet, à l’aide des coupes et des sections.

Les dimensions

Un objet peut rarement être représenté avec ses véritables mesures. On utilise une représentation agrandie ou réduite. Ce procédé de représentation s’appelle « dessin à l’échelle » :

o Agrandissement de toutes les mesures d’un objet d’un même facteur, on dit qu’on utilise une « échelle d’agrandissement » (10 :1)

o Réduit toutes les mesures d’un objet d’un même facteur, on dit qu’on utilise une « échelle de réduction » (1 : 50)

o Utilise mesures réelles d’un objet, on dit qu’on le représente à une « échelle vraie grandeur ». (1:1)

L’échelle est le rapport entre les mesures de l’objet sur le dessin et ses mesures réelles.

8

On indique les mesures à l’aide de la cotation. Elle correspond toujours aux mesures réelles de l’objet, exprimées en millimètres.La cotation est une indication des dimensions réelles et de la position des divers éléments d’un objet.

Pour la cotation, l’on utilise :o les lignes de cote o les lignes d’attacheo quelques symboles : ( diamètre); R (rayon d’un cercle); (valeur d’un

angle).

Une coupe est une vue de l’intérieur d’un objet permettant de rendre visibles ses détails cachés.

Réalisation d’une coupe :o choisir la dimension de l’objet qui sera contenue dans le plan de coupe : le plan de

coupe sera parallèle à la longueur, à la hauteur ou à la largeur; Dans une projection à vues multiples, le plan de coupe est représenté à l’aide d’une ligne d’axe de coupe

o représenter la partie de l’objet situé du côté pointé par les flèches de la ligne d’axe de coupe. Les surfaces coupées par le plan de coupe sont hachurées.

Les schémasUn schéma est une représentation simplifiée d’un objet ou d’une de ses parties permettant de comprendre son fonctionnement ou sa construction.

Quelques règles :o L’objet est représenté généralement en deux dimensions.

o Les traits peuvent être faits à la main.

o Deux pièces différentes qui se touchent sont représentées par des couleurs différentes.

o Les mesures des pièces doivent respecter les proportions, sans être exactes ou à l’échelle.

o La cotation n’est pas obligatoire, mais lorsqu’on l’utilise, elle suit les mêmes règles que dans les dessins de fabrication.

De nombreux symboles sont utilisés pour représenter :o les forces et les contraintes subies par un objet;

9

o les mouvements des pièces mobiles;

o certaines pièces (vis, écrou, etc.);

o certains guidages (en translation, en rotation);

o les composantes des circuits électriques (pile, ampoule, interrupteur, etc.).

Voir quelques symboles utilisés dans les schémas à la page 357 du manuel « Observatoire ».

Quelques types de schémas :o le schéma de principe;

o le schéma de construction;

o le schéma électrique.

Schéma de principe: Dessin simplifié qui représente un ou plusieurs principes de fonctionnement d’un objet (forces et mouvements).Il faut inscrire les noms des forces ainsi que les noms des pièces illustrées.

Schéma de construction: Dessin simplifié qui représente les formes et la nature des matériaux à utiliser, la façon d’assembler les pièces, les formes de guidage, les organes de liaison, le nom et la quantité des pièces illustrées.

Schéma électrique: Dessin simplifié réalisé à l’aide de symboles, montrant comment relier entre elles les différentes composantes d’un circuit électrique.

Symboles des représentation fréquentes en technologie

10

Les symboles des forces

Lorsqu'on fabrique des objets à l'aide de ces matériaux et qu'on les utilisent, ces objets sont soumis à des forces qui les usent.

Nom de la force Symbole DescriptionCisaillement Tend à écraser les matériaux

Compression Tend à étirer les matériaux

Flexion Tend à tordre les matériaux

Torsion Tend à courber les matériaux

Traction Tend à découper les matériaux

Les symboles des mouvements

Mouvements SymbolesTranslation unidirectionnelle

Translation bidirectionnelle

Rotation unidirectionnelle

Rotation bidirectionnelle

Mouvement hélicoïdalbidirectionnelle

11

Schéma des pièces principales

Pièces Symbole Pièces SymboleBielle Manivelle

Came Pignon

Crémaillère Ressort à tension

Écrou Secteur dentée

Galet Vis

Liaisons types des pièces mécaniques

Fonction mécaniques

Nous connaissons 4 fonctions mécaniques.

a) Liaison: Façon donc les pièces sont maintenues ensembles.

12

Caractéristiques des liaisons:

Caractéristiques Liaisons entre les piècesDirecte Tiennent ensemble sans organe de liaisonIndirecte Nécessite un organe de liaison pour tenir ensembleRigide Surfaces liées ou l'organe de liaison est rigideÉlastique Surfaces liées ou l'organe de liaison déformableDémontable Séparation se fait sans dommage matérielIndémontable Séparation des pièces fait du dommage matérielTotale Possibilité de mouvement des pièces liées l'une par rapport à l'autrePartielle Impossibilité de mouvement des pièces liées l'une par rapport à l'autre

b) Guidage: Dirige la pièce mobile dans une direction précise.

Guidage Symbole Guidage SymbolePièce libre en rotation et liée en translation

Articulation sphérique

Pièce libre en translation et liée en rotation

Système vis et écrou

Articulation cylindrique en porte-à-faux

Pièce libre en rotation et translation

Articulation cylindrique à chape

Liaison complète

c) Étanchéité: Retient un fluide à l'intérieur du système ou empêche un fluide d'entrer dans le système

d) Lubrification: Permet le glissement en réduisant le frottement

13

Avec ces informations vous devez être en mesure:

- D'associer les fonctions types à certaines parties d'un objet- D'expliquer le choix d'un types de liaison

Fonction, composante et utilisations d'un système de transformation du mouvement.

Transformation du mouvement: Changement d'un mouvement vers un autre type de mouvement (rotation vers translation...)

Symboles reliés à la transformation des mouvements

Nom SymboleCame et galet

Came et poussoir

Manivelle bielle-manivelle

Système vis et écrou

Vous devez être en mesure d'identifier les système de transformation du mouvement dans un objet sur un schéma.

Composantes un système de transformation du mouvement

Transformation de mouvement: Le mouvement est communiqué d'une pièce à une autre mais change de nature

1) L'organe moteur: Qui initie le mouvements

14

2) L'organe récepteur: Qui subit le mouvements

Fonction composantes et utilisation des systèmes de transmission du mouvement

Transmission du mouvement: Le mouvement est communiqué d'une pièce à une autre sans changeant de nature.

Symboles reliés à la transmission des mouvements

Pièces Symbole Variation de vitesse RéversibilitéEngrenage V1/V2 = D2/D1 Oui

Poulie et courroie

V1/V2 = R2/R1 Oui

Roue de friction

V1/V2 = R2/R1 Oui

Roue de friction (V+H)

V1/V2 = R2/R1 Oui

Roue dentée et chaîne

V1/V2 = D2/D1 Oui

Roue et vis sans fin

V1/V2 = D2/D1 Oui

La variation de vitesse entre 2 roues de friction ou 2 engrenages tournant ensembles peuvent se visualiser ainsi:

V roues1 = Diamètre roue2 ou Vitesse engrenages 1 = Nombre de dent engrenage 2V roues2 Diamètre roue1 Vitesse engrenages 2 = Nombre de dent engrenage 1

15

Légendes: R=rayon, V = vitesse, D = nombre de dents

Notez bien que si deux engrenages ou 2 roues de friction sont reliés lors du mouvement, la deuxième roue ou le 2ème engrenage tournera dans le sens contraire des premiers.

MatériauxIl existe différents types de matériaux qui nous servent au quotidien:

1) Les bois durs et les bois mous (Érable, pin...)2) Les bois modifiés (Mélamine, contre-plaqué)3) Les métaux purs (Fer, cuivre...)4) Les alliages ferreux et non ferreux (Acier, laiton...)5) Les plastiques aussi appelés polymère ou résine (PVC, polycarbonate...)

Chaque matériaux a des propriétés qui décrivent le comportement du matériau lorsqu'il est soumis à des contraintes.

Ces propriétés sont:

Propriété DescriptionDureté Résister à la pénétration.Élasticité Reprendre sa forme après avoir été soumis à une contrainte.Résilience Résister au choc.Ductilité S'étirer en faisant un fil sans briser.Malléabilité S'aplatir ou se déformer sans se rompreTénacité Résister à la traction sans se déformer.Résistance à la corrosion

Ne s'oxyde pas et n'est pas dégradé en présence d'autres substances chimiques (Eau, acide...)

Il faut être en mesure d'associer l'usage de différents types de matériaux à leur propriétés respectives

Biotechnologie

On utilise parfois des êtres vivants naturels ou génétiquement modifiés, ou encore des produits chimiques provenant d'un être vivant, comme outils dans la réalisation d'un procédé. Il s'agit de virus, de bactéries ou d'enzymes. C'est ce qu'on nomme biotechnologie.

Lorsqu'on utilise la biotechnologie pour réaliser un produit on nomme l'étape un procédé.

Voici 2 procédés connus:

1) La pasteurisation: Il s'agit de chauffer le lait cru (provenant directement de l'animal) à

16

78.8°C pendant 6 secondes pour tuer toutes les bactéries qui peuvent se retrouver dans le lait.

On profite ainsi d'un lait : - moins dangereux pour la santé.- qui se conserve plus longtemps- qui retient ses propriétés nutritives.

2) La fabrication d'un vaccin: Quand on fabrique un vaccin vivant, on cultive les agents infectieux et on les traite à l'aide de produits chimiques pour les affaiblir. Si l'agent infectieux est très dangereux, on fait d'abord une transformation génétique pour le rendre moins dangereux. On les mélange ensuite à des produits de conservations pour le préserver et le rendre stable pour une longue période de temps. Il contient des organismes vivants.

Pour les vaccins dit inertes, on introduit la partie du code génétique de l'agent infectieux dans une bactérie. Il s'agit de la partie reconnue par les anticorps. La bactérie sécrète alors cette partie qu'on recueille, qu'on isole et qu'on traite avec des produits chimiques pour la rendre inoffensive. Ce vaccin ne contient pas d'organismes vivants mais il renferme des formes de protéines reconnues comme ennemi par notre corps qui fabrique alors les anticorps spécifiques.

Procréation médicalement assisté

Certains couples ont un problème de fertilité qui les empêche de fonder une famille. La médecine a étudiée certaines techniques qui peuvent aider les couples à procréer.

Ces traitements ont recours à des produits fabriqués par le corps humain.

1) Stimulation ovarienne: Si les médecins ont des preuves que l'infertilité est due à un manque de production des ovules chez la femme, on donnera une hormone qui produit la maturation des ovules. De cette façon le médecins s'assure qu'il y a des ovules lors de l'accouplement. Par contre on ne peut prévoir combien d'ovules la femme produira.

2) Insémination artificielle: Si le problème vient du fait que les spermatozoïdes ne se rendent pas à la trompe de Faloppe parce qu'ils ne sont pas assez nombreux ou trop faible, on prélève des spermatozoïdes du conjoint et on les injecte directement dans l'utérus le jour de l'ovulation. On augmente les chances de rencontre entre le spermatozoïde et l'ovule.

On pratique aussi l'insémination artificielle chez les animaux car on choisit le sperme du mâle le plus profitable pour l'éleveur et on le met dans une femelle qui a aussi les caractéristiques désirées. Ceci permet d'éliminer les caractéristiques qui ne seraient pas rentables chez les animaux. Par contre on réduit la diversité génétique.

17

3) Fécondation in vitro: On prélève le sperme du conjoint et des ovules de la conjointe, après avoir utilisée la stimulation ovarienne. On met le sperme et les ovules en présence, ce qui a pour effet de former des embryons. Après 2-7 jours on implante les embryons (2 à 4) dans l'utérus afin de pouvoir avoir la croissance normale d'un bébé . Le problème est qu'on a plusieurs embryons qui peuvent former des bébés. On doit choisir ceux qu'on utilise.

4) Fécondation par micro-injection: Les premières étapes utilisées sont les mêmes que la fécondation in vitro. Par contre on s'assure que l'ovule rencontre le spermatozoïde en l'implantant directement dans l'ovule à l'aide d'un instrument. De cette façon on est certain que l'ovule est fécondée. Cette technique est utilisé lorsqu'on a très peu de spermatozoïdes. Parfois on est même obligé de les prélever directement dans les testicules ou l'épididyme.

Ces méthodes permettent aux couples infertiles d'avoir des enfants mais elles sont contrebalancées par les risque de grossesses multiples, les coûts élevés du traitement, la production d'embryons qui seront rejetés.

Culture cellulaire

En prenant une cellule du corps et en la mettant dans le milieu nutritif approprié, on peut faire en sorte qu'elle croisse et qu'elle se multiplie. La croissance est appelé culture cellulaire et la multiplication la croissance cellulaire. On peut faire la culture d'être unicellulaire (bactérie, champignon, levure...) ou d'une cellule provenant d'un tissus d'un être pluricellulaire (peau...).

La technique est assez facile:

1) On prélève un échantillon2) On isole les cellules de l'échantillon3) On incube (chauffe ) aux conditions favorables4) On obtient des cellules

Il ne faut qu'un milieu de culture bien balancé. On contrôle donc la quantité d'eau, de minéraux, de nutriments, de O2 et de CO2, la température, l'acidité et la quantité de lumière selon l'espèce de cellule qu'on fait croitre.

Il faut aussi stériliser le matériel afin de ne pas avoir un autre type de cellule (bactérie, levure...) qui pousse en même temps dans l'échantillon sinon notre expérience est foutue.

Transformation génétique

Tous les êtres vivants portent un code génétique qui les définit. Ce code a été sélectionné selon les règles de l'adaptation et de l'évolution. Les meilleurs individus ont survécu et ont laissé leur caractéristiques à leurs descendants.

18

Grâce à la nouvelle technologie et aux poussées scientifiques on peut maintenant étudier et isoler certains gènes du code génétique des vivants. On peut même greffer une information du code génétique d'un vivant à un autre pour faire en sorte que le nouveau code résiste à un stimulus qui fait normalement périr l'hôte.

Par exemple, on fait des tomates avec un gène du code génétique d'une araignée pour qu'il y ait la présence d'une substance chimique poison pour les insectes qui attaquent la tomate mais inoffensive pour l'homme.

On peut aussi modifier un code génétique pour que l'animal produise une substance utile pour l'homme. On a transformé des bactéries de notre intestin (Euscherichia Coli) à l'aide du gène qui permet la fabrication de l'insuline humain. Les bactéries dégagent donc de l'insuline comme déchet.

On peut purifier les déchets et extraire l'insuline. On a fait la même chose avec des animaux plus gros comme la chèvre et la vache. La chèvre a été altérée avec un gène d'araignée pour produire des protéines de toiles afin de confectionner des gilets pare-balles tandis que la vache produit un médicament. Nous sommes encore au stade des balbutiements en ce qui concerne ces techniques.

On peut aussi prendre un ovule à une femelle en chaleur, extraire son noyau et le remplacer par le noyau d'une cellule non sexuel de l'animal. La nouvelle cellule contient alors le bagage génétique complet de l'animal. On implante l'ovule dans l'utérus de la femelle.

Cette dernière reproduit la cellule et le bagage génétique complet et on obtient un bébé avec le même bagage que le donneur de la cellule. On vient de cloner un être vivant. Les célèbres clones sont Dolly la brebis et Starbuck le taureau. Les être transformés génétiquement s'appelle OGM (Organisme Génétiquement Modifié)

Avec les transformations génétiques nous sommes certains d'avoir le produit que nous désirons ce qui est un avantage incontestable. Par contre nous ne savons pas les effets à long termes sur l'environnement et la sélection naturelle. Nous devons donc restreindre l'accès à ces animaux ou ces plantes afin de les empêcher de se reproduire avec les espèces non modifiées ce qui coûte très cher et prend beaucoup de ressource.

19