Académie de Rouen . M. Krebs, M. Romagnoli , M. Berthaud , M. Lemesle

1. Retour d’expérience en STI2D spécialité ITEC 1. Proposition de progression pour la spécialité ITEC, en lien avec l’ET (Enseignement Transversal)2. Un exemple de mini projet en ITEC3. Un exemple de séquence en lien avec l’ET etl’ITEC4. Bilan de l’année en sti2D Académie de Rouen. M. Krebs, M. Romagnoli, M. Berthaud, M. Lemesle

2. Proposition de progression en première, spécialité ITEC

3. Proposition de progression en ITEC • Principes retenus pour établir la progression : • S’appuyer sur la progression de l’ET proposée par l’inspection générale. • Respecter une chronologie faisant de l’ITEC un approfondissement de l’ET. • Des séquences dont le modèle est calquée sur les préconisations de l’inspection. Cette progression a été proposée lors des réunions de formation organisées dans l’académie de Rouen afin que les collègues s’en emparent

4. Les progressions de l’ET et de l’ITEC et leur relation.  Présentation des finalités de la spécialité ITEC. Des exemples de projets industriels sur des produits innovants et éco conçus 1-les projets industriels •  Utilisation de progiciels tels que : • et Eco Audit sous CES EDU PACK • Sustantability sous Solidworks • "Bilan Produit" de l'ADEME 2- les produits et leur impact sur l'environne-ment 3- les produits innovants et leur représenta-tion  Les outils de représentation (croquis, DAO) Notion de design produit (découverte des démarches du Designer)

5. Les progressions de l’ET et de l’ITEC et leur relation. 4- le produit et sa réalisation • Découverte de 2 procédés d'obtention : • l’usinage par enlèvement de matière • l’ injection plastique Parcours de quelques étapes du cycle de conception d'un produit. Objectif : reconception d’une clé USB- Conception préliminaire - Conception détaillée - Prototypage par impression 3D 5- mini projet n°1 Exemple 1 5- mini projet n°1

6. Les progressions de l’ET et de l’ITEC et leur relation. 6- la modélisation de produit  Découverte de la modélisation cinématique d'un mécanisme. (Activités de démontage et utilisation de modeleur volumique sur des supports variés) Exemple 2  Poursuite de la modélisation du réel : étude des mouvements de solides. (Utilisation de logiciels de simulation afin de dominer rapidement les notions de bases de la cinématique). 7- Comporte- ment des mécanismes, aspect cinématique (première partie)

7. 8- comportement des mécanismes, aspect cinématique (deuxième partie) •  Les solutions de transformation de mouvements • l'étude du mouvement plan. • utilisation du logiciel de simulation 9- Comportement des mécanismes, aspect statique (première partie)  Etudes statiques multi positions sous logiciel de simulation

9. Le 1er mini projet en ITEC Exemple 1

10. Le 1er mini projet en ITEC Exemple 1 Etapes d’un projet • Principes retenus : • Les élèves ne parcourent que quelques étapes du cycle de projet • Le travail de conception est relativement limité • (4 pièces maximum) • La conception détaillée n’est pas menée jusqu’au bout (pas de choix de procédé, pas d’étude de résistance…)

11. Le 1er mini projet en ITEC (résumé des étapes) • Point de départ : • Un produit existant : • Une clé USB « basique » • (produite par la société Alliansys basée à Honfleur qui assemble des clés USB)

12. Le 1er mini projet en ITEC (résumé des étapes) • Un besoin : • revoir le design, • trouver une solution pour lier le bouchon au corps (guidage en rotation) • Eco conception. • => Formulation d’exigences (sysml) exigences

13. Le 1er mini projet en ITEC (résumé des étapes) Spécifications dans un tableau des exigences

14. Le 1er mini projet en ITEC (résumé des étapes) Une planification imposée

15. Le 1er mini projet en ITEC • Recherche des titres de propriété déposés • Recherche des brevets , dessins et modèles déposés (en lien avec la propriété industrielle abordée en enseignement transversal)

16. Le 1er mini projet en ITEC • Analyse du produit existant: • - Remplissage du diagramme des exigences de la clé existante, • Identification des solutions susceptibles d’être reprises sans modification.

17. Le 1er mini projet en ITEC • Répartition des taches • - En fonction des exigences à traiter

18. Le 1er mini projet en ITEC • Recherche de designs • Application des techniques de croquis apprises en ET et en ITEC (perspective et vues projetées) Consultation de la base de dessins et modèles sur le site de l’INPI

19. Le 1er mini projet en ITEC Exigence • Recherche de solutions • Remplissage d’une fiche de conception: Titre de la solution Croquis ou schéma annoté + Des ressources Fiche de conception Une revue de projet pour fixer les solutions Analyse critique

20. Le 1er mini projet en ITEC • Première définition de la géométrie des pièces sous modeleur volumique • On privilégie le mode de conception dans l’assemblage • (Les pièces sont créées en s’appuyant sur la géométrie de la mémoire flash)

21. Le 1er mini projet en ITEC Choix de matériau compatible avec le procédé et respectant les exigences • Travail sur la boucle d’optimisation Procédé imposé : l’injection plastique Matériau Procédé Affinage des formes en lien avec les limites du procédé Formes géométriques Contraintes Non validées (sera fait en terminale après la séquence sur la RDM)

22. Le 1er mini projet en ITEC • Simulation des mouvements • Résolution des problèmes d’interférence etc…

23. Le 1er mini projet en ITEC • Résultat final • Vues photoréalistes, éclatées, mise en plan…

24. Le 1er mini projet en ITEC • Prototypage • Préparation de la maquette en vue du prototypage rapide : mise en place du jeu réel sur la maquette virtuelle pour tenir compte des limites de la machine de prototypage • Il s’agit que une fois assemblé le guidage en rotation puisse se faire sans trop de frottement ni trop de jeu. • Export des fichiers au format STL • Importation des fichiers sur la machine. • Lancement du prototypage. • Nettoyage • Intégration des pièces • Qualification • On confronte l’assemblage au cahier des charges : on valide le design, l’ergonomie, le montage

25. Un exemple de séquence en lien avec l’ET et l’ITEC Exemple 2

26. Un exemple de séquence en lien avec l’ET et l’ITEC Exemple 2 En enseignement transversal Séquence - Structure et matériaux des systèmes mécatroniques Connaissances visées Etude de dossier + démarche d’investigation en ilot (1 heure) Objectif : faire découvrir aux élèves l’intérêt du schéma cinématique L’enseignement sur les schémas se limite au mode lecture et interprétation sur des systèmes ou sous-systèmes simples En spécialité ITEC Séquence - Modélisation des produits Activité pratique + Démarche d’investigation (6 h) Objectif : faire pratiquer la démarche de modélisation des liaisons à travers l’étude de mécanismes réels (et de leur maquette numérique)

27. Un exemple de séquence en lien avec l’ET et l’ITEC En enseignement transversal Séquence - Structure et matériaux des systèmes mécatroniques 1- Le choix de la situation problème 2- L’investigation 3- L’échange argumenté autour des propositions 4- L’acquisition et la structuration des connaissances 5- La mobilisation des connaissances On présente un ou des mécanisme(s) en fonctionnement + maquette numérique « Comment transmettrel’idée ou le principe de solutions retenues par le constructeur pour mettre en mouvement l’arceau de parking ? »

28. Un exemple de séquence en lien avec l’ET et l’ITEC En enseignement transversal Séquence - Structure et matériaux des systèmes mécatroniques 1- Le choix de la situation problème 2- L’investigation 3- L’échange argumenté autour des propositions 4- L’acquisition et la structuration des connaissances 5- La mobilisation des connaissances

29. Un exemple de séquence en lien avec l’ET et l’ITEC En enseignement transversal Séquence - Structure et matériaux des systèmes mécatroniques Présentation des recherches de chaque ilot à l’ensemble de la classe 1- Le choix de la situation problème 2- L’investigation 3- L’échange argumenté autour des propositions 4- L’acquisition et la structuration des connaissances 5- La mobilisation des connaissances • Mise en évidence de problèmes : • des schémas différents; • des schémas pas toujours très compréhensibles de tous. => Nécessité d’utiliser un schéma normalisé : Le schéma cinématique

30. Un exemple de séquence en lien avec l’ET et l’ITEC En enseignement transversal Séquence - Structure et matériaux des systèmes mécatroniques Présentation du schéma cinématique Première synthèse 1- Le choix de la situation problème 2- L’investigation 3- L’échange argumenté autour des propositions 4- L’acquisition et la structuration des connaissances 5- La mobilisation des connaissances

31. Un exemple de séquence en lien avec l’ET et l’ITEC En enseignement transversal Séquence - Structure et matériaux des systèmes mécatroniques 1- Le choix de la situation problème 2- L’investigation 3- L’échange argumenté autour des propositions 4- L’acquisition et la structuration des connaissances 5- La mobilisation des connaissances Exercices de décodage de schémas cinématiques

32. Un exemple de séquence en lien avec l’ET et l’ITEC En spécialité ITEC Séquence - Modélisation des produits Comment obtenir le schéma cinématique d’un mécanisme donné ? 1- Le choix de la situation problème 2- L’investigation 3- L’échange argumenté autour des propositions 4- L’acquisition et la structuration des connaissances 5- La mobilisation des connaissances

33. Un exemple de séquence en lien avec l’ET et l’ITEC En spécialité ITEC Séquence - Modélisation des produits Conditions de mise en œuvre de l’investigation Mécanisme réel Maquette numérique 1- Le choix de la situation problème 2- L’investigation 3- L’échange argumenté autour des propositions 4- L’acquisition et la structuration des connaissances 5- La mobilisation des connaissances Ressources Cadrage de l’investigation par un document numérique à remplir

34. Un exemple de séquence en lien avec l’ET et l’ITEC En spécialité ITEC Séquence - Modélisation des produits 1- Le choix de la situation problème 2- L’investigation 3- L’échange argumenté autour des propositions 4- L’acquisition et la structuration des connaissances 5- La mobilisation des connaissances Présentation au vidéo projecteur des recherches de chacun Classement des liaisons : Découverte des différentes solutions pour réaliser une liaison pivot, une liaison glissière etc… => Bibliothèques de solutions

35. Un exemple de séquence en lien avec l’ET et l’ITEC En spécialité ITEC Séquence - Modélisation des produits 1- Le choix de la situation problème 2- L’investigation 3- L’échange argumenté autour des propositions 4- L’acquisition et la structuration des connaissances 5- La mobilisation des connaissances Synthèse Exercices de modélisation des liaisons

36. Bilan de l’année

37. Bilan de l’année • Des difficultés parfois à coordonner l’ET (Enseignement Transversal) avec les autres spécialités. Equation à résoudre : comment faire en sorte que la spécialité soit bien un approfondissement de l’ET (c’est l’esprit de la sti2D) , sachant que les 3 spécialités demandent à l’ET de commencer à aborder des connaissances différentes. • Manque de temps et de recul pour mettre en place les nouvelles pédagogies. (une approche pas toujours inductive) • Manque de temps pour se concerter entre collègues

38. Bilan de l’année • Manque de recul ou de ressources sur certains points du programme : • le design d’un produit, • des exemples de phasage de projets industriels sur des produits éco conçus, • la notion d’éco conception, • le langage Sysml. (problème relatif à l’écriture des ressources : par exemple écriture du cdcf) • (tentation d’utiliser les anciens outils de l’analyse fonctionnelle : méthode APTE etc…) • Intérêt des collègues pour les nouvelles notions à aborder

39. Bilan de l’année • Retour d’expérience sur la démarche d’investigation • Points forts : • - Forte implication des élèves pour l’investigation sous forme d’expérimentation • Synthèse plus interactive et assimilable • Points faibles : • - Chronophage • Pendant la phase de restitution, des erreurs sont énoncées devant les élèves • Des élèves très motivés : par les mini projets et dans les activités pratiques. • Des collègues satisfaits d’aborder certains champs de connaissances « nouveaux » (eco conception…)

40. Fin

41. Annexes

42. Proposition de progression en terminale, spécialité ITEC