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por Élyse Brodeur 7 anos atrás

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SCT-3061-1 Le corps humain et la technologie

L'utilisation appropriée des instruments de mesure est essentielle en laboratoire et en atelier, qu'il s'agisse de mesures précises avec une règle ou un rapporteur d'angles, ou de la surveillance électrique avec un ampèremètre.

SCT-3061-1 Le corps humain et la technologie

En laboratoire ou en atelier

Fabrication

Montage et démontage

Dans le cas de circuits électriques, repérer et rassembler les composants électriques.


Choisir et agencer les composants électriques en fonction du schéma du circuit.


Relier les composants à l’aide de fils, de connecteurs ou de soudures.


Effectuer les opérations requises pour le démontage d’un circuit électrique (ex.: utiliser une poire à dessouder pour enlever une soudure).

Effectuer les opérations requises pour le démontage d’un circuit électrique.

Ex.: Utiliser une poire à dessouder pour enlever une soudure.

Relier les composants à l’aide de fils, de connecteurs ou de soudures.

Fer à souder

Choisir et agencer les composants électriques en fonction du schéma du circuit.

Lampe

Diode

Exemple, sans la diode

Interrupteur

Pile

Dans le cas de circuits électriques, repérer et rassembler les composants électriques.

Utiliser des outils de façon sécuritaire (ex.: couteau à lame rétractable, marteau, tournevis, pinces).

Pinces
Tournevis
Marteau
Couteau à lame rétractable

Manipulation

Utilisation sécuritaire du matériel

Utiliser le matériel de laboratoire de façon sécuritaire (ex.: laisser refroidir une plaque chauffante, utiliser une pince à bécher).


Manipuler les produits chimiques de façon sécuritaire (ex.: prélever à l’aide d’une spatule, aspirer avec une poire à pipette).

Ex.: Aspirer avec une poire à pipette.
Ex.: Prélever à l'aide d'une spatule.
Ex.: Utiliser une pince à bécher.
Ex.: Laisser refroidir une plaque chauffante.

Mesure

Utilisation des instruments de mesure

Utiliser de façon adéquate un instrument de mesure (ex.: règle, rapporteur d’angles, ampèremètre).

Ampèremètre
Rapporteur d'angles
Règle

Langage graphique

Schématisation

Choisir la vue la plus explicite de l’objet technique à décrire.


Inscrire toutes les informations nécessaires pour expliquer le fonctionnement ou la construction d’un objet.

Représentation graphique à l'aide d'instruments

Utiliser des instruments pour réaliser une représentation graphique

(ex.: projection orthogonale à vues multiples).

Projection orthogonale isométrique
Projection orthogonale à vues multiples
Utilisation d'échelles

Réduire ou multiplier les dimensions d’un objet technique en

tenant compte de son échelle.

Univers technologique

Ingénierie mécanique

La conception ou l’analyse d’un objet technique ou d’un système technologique repose sur l’appropriation de concepts fondamentaux liés à la mécanique, et sur des pratiques de conception et d’analyse propres à l’ingénierie.


En mécanique, ces concepts font référence aux fonctions mécaniques élémentaires (liaisons et guidage) et complexes (transmission et transformation du mouvement). Les modèles familiers de liaison et de guidage ainsi que les mécanismes permettant un mouvement de rotation ou de translation sont à l’étude.


Un tel bagage technique permet de justifier l’utilisation de formes et de matériaux, d’appliquer ou d’expliquer des principes de fonctionnement et d’exploiter ou de faire ressortir des solutions de construction.

Changements de vitesse

Utiliser des mécanismes permettant des variations de vitesse dans la conception d’objets techniques. 


Systèmes de roue et de vis sans fin

La roue dentée est 14 fois plus lente que la vis sans fin.

Systèmes de roues de friction ou de courroie et de poulies

Ex.: Diminution de vitesse

Systèmes d'engrenage ou de chaine et de roues dentées

Ex.: Augmentation de vitesse

Systèmes de transformation du mouvement

Repérer des systèmes de transformation du mouvement dans des objets techniques (ex. : vis et écrou, came et galet, bielle et manivelle, pignon et crémaillère).


Décrire les fonctions des composants d’un système de transformation du mouvement (ex. : dans un tire-bouchon à double levier, le pignon est l’organe moteur et la crémaillère est l’organe récepteur).


Décrire la variation de vitesse ou la réversibilité d’un système de transformation du mouvement (ex. : l’ensemble came et galet constitue un système de transformation du mouvement non réversible). 


Came et galet

Soupapes dans un moteur

Machine à coudre

Pignon et crémaillère

Trépied pour appareil photo

Funiculaire

Mécanismes d'ajustement de certains microscope

Tendeur de filet de badminton

Directions d'automobile

Bielle et manivelle

Meule

Rouet

Ancienne machine à coudre

Locomotives à vapeur

Respirateurs en médecine

Pompes

Moteurs à essence et à diesel

Vis et écrou

Tabouret de piano

Ajustement de jumelles

Serre en C

Tendeur de câble

Pince-étau

Cric pour les voitures

Systèmes de transmission du mouvement

Reconnaître des systèmes de transmission du mouvement dans des objets techniques (roues de friction, poulies et courroie, engrenage, roues dentées et chaîne, roue et vis sans fin).


Décrire les fonctions des composants d’un système de transmission du mouvement (ex.: dans un vélo, la roue dentée d’un pédalier est l’organe moteur, la roue dentée de la roue arrière est l’organe récepteur et la chaîne est l’organe intermédiaire).


Décrire la variation de vitesse ou la réversibilité d’un système de transmission du mouvement (ex.: une roue dentée menée qui est remplacée par une roue plus petite ou une roue qui compte moins de dents fait augmenter la vitesse de rotation). 


Roues et vis sans fin

Clé d'ajustement des cordes d'une contrebasse

Roues dentées et chaines

Dérailleur d'une bicyclette

Engrenage

Engrenage dans une montre de poche

Poulies et courroie

Courroie de transmission d'un moteur

Remonte-pente

Roues de friction

Dynamo pour lumière de vélo

Presse à imprimer

Liaisons types des pièces mécaniques

Décrire les avantages et les inconvénients de différents types de liaisons.


Reconnaître les types de liaisons présents dans un objet technique (ex.: un couvercle vissé est lié au pot par une liaison hélicoïdale). 

Avantages et inconvénients
Fonctions types

Définir les fonctions types (liaison, guidage, étanchéité et lubrification).


Associer une fonction type à certaines parties d’un objet technique. 


Lubrification

La fonction de lubrification est la fonction mécanique élémentaire jouée par un organe qui permet de réduire le frottement entre deux pièces.

Revêtement Téflon

L'huile à moteur

Étanchéité

La fonction d'étanchéité est la fonction mécanique élémentaire jouée par un organe qui empêche un élément liquide, solide ou gazeux de s'échapper de son contenant.

Ruban de téflon utilisé en plomberie

Guidage

La fonction de guidage est la fonction mécanique élémentaire jouée par un ou plusieurs organes qui permettent à un autre élément de se déplacer d'une façon précise, soit en rotation, en translation ou les deux à la fois.

Roulette guidée par le moyeu

Liaison

La fonction de liaison est la fonction mécanique élémentaire jouée par tout organe qui lie ensemble différentes pièces d'un objet technique.

Organes de liaison:

Vis, clou, colle, goupille, ressort

Ingénierie électrique

La conception ou l’analyse d’un objet technique ou d’un système technologique repose sur l’appropriation de concepts fondamentaux liés à l’électricité et sur des pratiques de conception et d’analyse propres à l’ingénierie.


Ces concepts prescrits concernent les divers composants électriques et leurs fonctions (alimentation, conduction, isolation, protection et commande). La connaissance de leurs caractéristiques permet de les choisir et de les agencer de manière appropriée.

Fonction de commande

Définir la fonction de commande comme étant la capacité de contrôler le passage du courant électrique.

Décrire divers types d’interrupteurs (levier, poussoir, bascule, commande magnétique). 


Types d'interrupteurs

Commande magnétique

Bascule

Poussoir

Levier

Fonction de conduction, d’isolation et de protection

Définir la fonction de conduction comme étant la capacité à laisser passer le courant électrique.


Distinguer les conducteurs des isolants électriques dans un objet technique.


Décrire le rôle d’un composant de protection dans un circuit (fusible, disjoncteur). 


Protection

Disjoncteur

Comment ça marche?

Fusible

Conduction et isolation

Isolants

Pièce en céramique

Ruban isolant électrique

Gaine de plastique

Conducteurs

Circuits imprimés

Fils électriques

Fonction d'alimentation

Définir la fonction d’alimentation comme étant la capacité à générer un courant électrique.


Déterminer la source de courant dans des objets techniques comportant un circuit électrique (ex. : pile chimique, pile solaire, alternateur, thermocouple, piézoélectrique). 

Thermocouple

Appareil de mesure de température à l'aide de thermocouple, etc.

Piézoélectrique

Microphone de contact, haut-parleurs pour téléphone portable, sonar, échographie, détecteur de pression des pneus, pèse-personne, etc.

Alternateur

Automobile, machinerie industrielle, centrale de production électrique, etc.

Pile solaire

Éclairage de jardin, calculatrice, satellites, parcomètre, maison solaire, voiture solaire, etc.

Pile chimique

Baladeur MP3, montre, télécommande, jouets pour enfant, etc.

Matériaux

Le fait qu’il soit possible d’agir sur les propriétés des matériaux s’avère un important incitatif pour en faire l’exploration et l’exploitation. L’utilisation appropriée d’un matériau suppose une bonne connaissance des éléments liés à ses caractéristiques fonctionnelles et à sa structure, ce qui permet d’avoir une idée juste de son comportement quand il est utilisé.

Types et propriétés

Associer l’usage de différents types de matériaux à leurs propriétés respectives :


Associer l’usage des matières plastiques à leurs propriétés respectives (ex. : les thermoplastiques sont utilisés pour la fabrication de prothèses en raison de leur résistance à la corrosion et de leur légèreté).


Associer l’usage de bois et de bois modifiés à leurs propriétés respectives (ex. : le chêne utilisé pour les planchers est un bois dur qui résiste aux chocs et à l’usure). 


Bois et bois modifiés
Matières plastiques (thermoplastiques)
Métaux et alliages non ferreux
Alliages à base de fer

Fonte

Contraintes

Décrire les contraintes auxquelles sont soumis divers objets techniques : traction, compression, torsion (ex.: la partie supérieure d’une poutre subit des contraintes de compression). 


Torsion

Du linge qu'on essore.

Des fils électriques que l'on torsade pour en faire un cable.

Un pont qui se tord sous l'effet de forts vents.

Compression

Une canette que l'on écrase.

Les ressorts d'un matelas qui se compriment sous notre poids.

Une suspension de vélo qui amortit les chocs.

Traction

Du cuivre qu'on étire pour en faire du fil.

Le cable d'une grue mécanique qui s'étire lorsqu'il soulève du poids.

Deux équipes qui tirent sur une corde lors d'une souque à la corde.

Propriétés mécaniques

Décrire des propriétés mécaniques de matériaux variés (ex. : dureté, ductilité, élasticité, malléabilité, résistance à la corrosion). 


Résistance à la corrosion

Résister à l'action de substances corrosives qui peuvent provoquer, entre autre, la formation de rouille.

Malléabilité

S'aplatir ou de se courber sans se rompre (ex.: l'aluminium).

Élasticité

Se déformer puis de reprendre sa forme initiale par la suite.

Ductilité

S'étirer sans se rompre.

Dureté

Résister à la pénétration d'un autre matériau.

Langage des lignes

Fondé sur des modes de représentation géométrique conventionnels et relativement indissociable de l’invention et

de l’innovation, le dessin technique est un langage qui permet de préciser, de fixer et de matérialiser sa pensée. Les informations

fournies sur un dessin technique sont généralement associées à la géométrie, aux échelles et à différentes formes de représentation. La projection orthogonale facilite, entre autres, le dessin de détail et la représentation isométrique. Conformément aux règles relatives à la représentation, certains dessins renferment aussi des informations en rapport avec les standards de l’industrie.

Standards et représentations

Choisir le type de schéma approprié à la représentation souhaitée (ex. : utiliser un schéma de construction pour représenter des solutions d’assemblage, un schéma de principes pour représenter le fonctionnement d’un objet).


Représenter les mouvements liés au fonctionnement d’un objet (mouvement de translation rectiligne, de rotation et hélicoïdal) à l’aide des symboles appropriés. 


Symboles

Mouvement hélicoïdal

Mouvement de rotation

Mouvement de translation rectiligne

Bidirectionnel

Unidirectionnel

Schémas

Schéma électrique

Schéma de construction

Informations nécessaires à la fabrication des pièces

Schéma de principe

Représente le fonctionnement d'un objet

Projections orthogonales

Associer les types de projections (orthogonale à vues multiples et projection isométrique) à leur utilité respective.

Interpréter des dessins représentant des pièces en projection orthogonale à vues multiples.


Représenter des formes simples en projection orthogonale à vues multiples.


Représenter des formes simples en projection isométrique. 


Isométriques

Papier isométrique

À vues multiples
Formes de représentation

Représenter des objets simples par des croquis (dessins à main levée) en utilisant diverses formes de représentation.


Définir la perspective et la projection oblique. 


Projection oblique
Perspective

À deux points de fuite

À un point de fuite

Croquis
Échelles

Associer les échelles à leur usage (représentation d’un objet en grandeur réelle, en réduction ou en agrandissement).


Choisir une échelle d’utilisation simple pour réaliser un dessin

(ex.: 1 : 1, 1 : 2, 5 : 1). 


Tracés géométriques

Associer un dessin à une combinaison de tracés géométriques (ex.: le tracé du coin arrondi d’une table est un raccordement d’un arc de cercle aux deux côtés d’un angle droit). 


Lignes de base

Nommer les lignes de base présentes dans un dessin (ligne de contour visible, de contour caché, d’axe, d’attache, de cote).


Associer, dans un dessin, les lignes de base aux contours et aux détails d’une pièce simple. 

Ligne d'attache
Ligne de cote
Ligne d'axe
Ligne de contour caché
Ligne de contour visible

SCT-3061-1 Le corps humain et la technologie

Dans ce cours, l’adulte analyse et conçoit des objets techniques et il cherche des solutions à des problèmes technologiques. Ainsi, il acquiert des connaissances particulières et des techniques qui l’amènent à mieux comprendre les objets de ce type et les facteurs en cause dans différents problèmes technologiques impliquant le langage des lignes, les matériaux et l’ingénierie, et à juger des solutions proposées pour les résoudre. Ces connaissances, combinées à celles de l'univers matériel - les substances pures et les mélanges en particulier -, lui permettent d’étudier la relation entre la composition des matériaux, leurs usages et leurs propriétés. De même, l’adulte peut faire des parallèles entre des fonctions mécaniques et électriques et le fonctionnement du système musculosquelettique en associant ces connaissances à celles de l’univers vivant.


(Tiré du programme de la FBD, Science et technologie)


Une SAÉ a été déposée sur le site d'Alexandrie FGA:


Pour la partie pratique de l'évaluation (40%), l ’adulte doit résoudre un problème qui nécessite la fabrication d’un prototype en rapport avec le système musculosquelettique, à l’aide d’une démarche de conception qui inclut une représentation au moyen d’un dessin technique, un cahier des charges rempli et la fabrication du prototype en tout ou en partie sous supervision. L’accès à des outils de base ou à des machines-outils, tels qu’une perceuse à colonne, est à prévoir.

Univers matériel

Organisation de la matière

La matière circule de l’inerte vers le vivant, et inversement. Qu’elle soit inerte ou vivante, la matière est constituée d’atomes qui se combinent selon leurs affinités et qui forment des molécules d’éléments ou de composés plus ou moins complexes. Dans l’environnement et dans l’organisme humain, la matière est le plus souvent présente sous forme de mélanges de plusieurs molécules, d’éléments et de composés. On identifie une substance pure à partir de ses propriétés caractéristiques. Les propriétés d’un mélange sont différentes de celles de ses constituants, chacun conservant ses propriétés caractéristiques.

Mélanges homogènes et hétérogènes

Décrire des mélanges homogènes et des mélanges hétérogènes présents dans les matériaux (ex. : acier, plastique, panneau de fibre). 


Panneau de fibre

Fibres de bois mélangées avec une colle.

Plastique

Un plastique est un matériau synthétisé à partir de polymères.

Acier

L'acier est un alliage ferreux, donc un mélange homogène de fer et de carbone.

Substance pure (composé, élément)

Définir une substance pure comme étant celle formée d’une seule sorte d’atomes ou de molécules.


Distinguer un élément (ex. : fer, dioxygène, sodium) d’un composé (ex. : eau, gaz carbonique, glucose). 


Tableau périodique

Décrire le tableau périodique comme un répertoire organisé des éléments. 


Univers vivant

Système musculosquelettique

Le système musculosquelettique contribue à la régulation des fonctions corporelles internes, mais aussi aux comportements des individus, leur permettant d’entrer en relation avec le milieu extérieur et de s’y adapter.


Le squelette assure le soutien et la protection du corps. Il joue un rôle essentiel dans le mouvement grâce à l’action des muscles qui agissent sur lui en se contractant. Certains os sont fusionnés tandis que d’autres sont reliés par des articulations permettant une certaine liberté de mouvement.


Les difficultés liées à un dysfonctionnement du système

musculosquelettique peuvent être réduites par une application technologique. L’utilisation de prothèse pour la hanche ou le genou ou le recours à un fauteuil roulant parfois motorisé sont des exemples d’objets permettant d’offrir une meilleure qualité de vie aux personnes handicapées ou aux malades qui ont de la difficulté à se déplacer.

Types de mouvements articulaires

Décrire des types de mouvements (ex. : flexion, rotation) permis par les articulations. 


Adduction

Abduction

Extension

Rotation

La rotation consiste à déplacer un membre autour d'un axe.

Exemple : Dire non avec la tête.


Flexion

La flexion consiste à rapprocher 2 os d'une articulation.

Exemple : Plier le coude.


Types de muscles

Associer les types de muscles (lisses, squelettiques, cardiaque) aux tissus dans lesquels on les trouve. 


Fonction des os, des articulations et des muscles

Nommer les principales parties du squelette (tête, thorax, colonne vertébrale, membres inférieurs et supérieurs).


Décrire les fonctions des principales parties du squelette (ex.: la colonne vertébrale protège la moelle épinière et permet des mouvements du tronc).


Expliquer le rôle du système musculosquelettique.


Décrire le fonctionnement des paires de muscles antagonistes (ex.: biceps et triceps).


Décrire les fonctions des articulations (liaison des os entre eux et mobilité). 

Articulations

Fonctions des articulations

Offrir une forme de protection mécanique

Conférer une mobilité au squelette

Lier les os entre eux

Muscles

Les muscles antagonistes

On appelle muscles antagonistes les muscles qui ont des effets opposés tels que le biceps et le triceps au niveau du bras. Lorsque le biceps se contracte, le triceps se relâche ce qui permet la flexion du bras. À l'inverse, si le biceps se relâche, le triceps se contracte ce qui permet l'extension du bras. (Tiré d'Allô prof)

Squelette

Le squelette assure le soutien et la protection du corps. Il joue aussi un rôle dans le mouvement.

Membres inférieurs

Les membres inférieurs soutiennent le poids du corps et permettent le déplacement de l'humain.

Membres supérieurs

Les mains permettent la préhension d'objet.

Colonne vertébrale

La colonne vertébrale protège la moelle épinière et permet des mouvements du tronc.

Thorax

La cage thoracique protège plusieurs organes, tels que le coeur et les poumons, contre les chocs et les blessures.

Tête

Le crâne protège l'encéphale, donne la forme au visage et soutient les organes des sens.

Repères culturels

Événement
Expo-sciences
Prix Nobel
Science-fiction
Expositions universelles
Imprimerie (imprimante 3D)
Intervention humaine
Interventions médicales à l’aide de la fibre optique
Culture de tissus
Greffes et transplantations d’organes
Recherche spatiale
Domotique
Manipulations génétiques
Matières plastiques
Ressources du milieu
Facultés de sciences et de génie
Clubs de loisirs scientifiques
Musées à caractère scientifique et technologique
Directions régionales de la santé publique
Organisation mondiale de la santé
Centre de recherche industrielle du Québec
Institut de recherche en électricité du Québec
Écoles et facultés de génie
Invention Québec
Hommes et femmes de science
René Descartes

Lois sur la réfraction de la lumière

Le plan cartésien

Le doute méthodique « Je pense, donc je suis. »

Joseph John Thomson

Invention de la spectrométrie de masse

Découverte de l'électron

Les frères Lumière (ingénieurs)

170 brevets dans le domaine de la photographie

Dimitri Mendeleïev

Classification périodique des éléments

Jonas Salk

Vaccin contre la poliomyélite (paralysie spinale infantile)

Antoni van Leeuwenhoek (Biologiste, scientifique, inventeur, physicien)

Microscope

John Dunlop (inventeur)

Pneumatique

Henri Bessemer (inventeur)

Convertisseur Bessemer (fonte en acier)

Objets techniques, systèmes technologiques, procédés et produits
Orthèse, prothèse, fauteuil roulant

Bicyclette

Outils manuels

Machine agricole

Machine à excaver

Machine-outil

Système mécanique

Système électrique

Objets utiitaires:

Pompe

Meuble

Robinet

Serrure

Appareil électroménager