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Les auteurs Abdellatif BEN HAMADOU Ridha BOUHAHA Amor BEN MESSAOUD Inspecteur p

Les auteurs Abdellatif BEN HAMADOU Ridha BOUHAHA Amor BEN MESSAOUD Inspecteur principal Inspecteur Inspecteur Maher ABDENNADHER Moktar SHILI H-C Professeur principal Professeur principal Les évaluateurs Abdellaziz GARGOURI Abdelwaheb DOUGUI Ali KHOUDJA Inspecteur Général professeur universitaire Inspecteur principal Centre National Pédagogique Génie Mécanique 3ème année de l’enseignement secondaire Sciences Techniques TECHNOLOGIE Manuel de cours REPUBLIQUE TUNISIENNE MINISTERE DE L’EDUCATION © Tous droits réservés au Centre National Pédagogique Avant-Propos Ce manuel est consacré à l’enseignement de la génie mécanique aux éléves de 3ème année de la section SCIENCES TECHNIQUES. Cet enseignement s’appuie essentiellement sur une approche concrète fondée sur l’observation, l’expérimentation des systèmes pluri technologiques, sous systèmes ou maquettes et sur la production de documents pour décrire ou valider des solutions constructives. Le manuel comporte trois parties : • PARTIE A : ANALYSE FONCTIONNELLE • PARTIE B : ANALYSE STRUCTURELLE • PARTIE C : ANALYSE COMPORTEMENTALE Il a été élaboré afin d’(e) : - aider les élèves à organiser et structurer leurs connaissances ; - constituer une ressource pour l’élaboration des activités. Certaines leçons sont traitées sous forme d’activités. Les systèmes techniques, ou les parties de systèmes constituent des études de cas : ils servent à présenter une leçon, ou à servir de base de travail pour la plupart des exercices, existant dans les laboratoires. Au début de chaque leçon, les objectifs visés et les connaissances nouvelles sont affichés. En fin de la leçon, un document de synthèse (à retenir) résume l’essentiel des connaissances. Des exercices corrigés et des apllications, (Consolider et Evaluer mes acquis) sont proposés visant à parfaire les compétences attendues. Nous serons très attentifs aux critiques et aux suggestions de celles et ceux qui auront utilisé ce manuel. Les auteurs 3 Buts du manuel Moyens proposés Recueil des connaissances définies par le programme Présentation du manuel Traitement des différents chapitres selon les recommandations du programme Répartition des chapitres conforméments au programme Exercices d’application pour chaque leçon Documents ressources pour la conduite des activités de travaux pratiques Outil personnel d’appropriation des connaissances Partie A Analyse fonctionnelle 1 seul chapitre Partie B Analyse structurelle 3 chapitres Partie C Analyse comportementale 3 chapitres Organisation d’une leçon Organisation du manuel Se rappeler Acquérir des connaissances Consolider mes acquis Evaluer mes acquis A retnir Savoir plus 4 Sommaire hapitre 1 Analyse fonctionnelle externe d’un produit C Avant Propos Présentation du manuel PARTIE A : ANALYSE FONCTIONNELLE PARTIE B : ANALYSE STRUCTURELLE 5 Leçon 1 : Analyse fonctionnelle externe d’un produit hapitre 2 Définition des éléments d’un produit C Leçon 2 : Lecture d’un dessin d’ensemble Leçon 3 : Tolérances dimensionnelles et géométriques Leçon 4 : Contation fonctionnelle Leçon 5 : Dessin de définition hapitre 3 Les liaisons mécaniques C Leçon 6 : Schéma cinématique Leçon 7 : Guidage en translation Leçon 8 : Guidage en rotation hapitre 4 Transmission de mouvement C Leçon 9 : Poulies et courroies Leçon 10 : Roues de friction Leçon 11 : Pignons et chaînes 3 4 Sommaire 5 9 28 59 75 86 98 128 148 181 187 191 hapitre 5 Comportement du solide indéformable C Leçon 12 : Statique graphique hapitre 6 Comportement du solide déformable C Leçon 13 : Flexion plane simple hapitre 7 Obtention des pièces C Leçon 14 : Obtention des pièces par enlèvement de la matière Leçon 15 : Obtention des pièces par moulage Leçon 16 : Métrologie dimensionnelle et géométrique. PARTIE C : ANALYSE COMPORTEMENTALE 209 227 247 256 269 6 ANALYSE FONCTIONNELLE Partie A OBJECTIFS CONNAISSANCES NOUVELLES CHAPITRE 1 ANALYSE FONCTIONNELLE EXTERNE D’UN PRODUIT Leçon 1 : Analyse Fonctionnelle Externe D’un Produit - Critères d’appréciations d’une fonction de service ; - Niveau d’un critère ; - Flexibilité d’un niveau. Le CdCF (cahier des charges fonctionnel) est l’instrument fondamental entre le demandeur et le concepteur. Il décrit précisément le produit en termes de fonctions de services. - Recenser les fonctions de service ; - Caractériser les fonctions de service ; - Hiérarchiser les fonctions de service ; - Compléter la rédaction d’un cahier des charges fonctionnel. Partie A ANALYSE FONCTIONNELLE 8 9 CHAPITRE 1 ANALYSE FONCTIONNNELLE EXTERNE D’UN PRODUIT Idée Perception d’un marché Analyse du besoin Etude de la faisabilité Cahier des charges fonctionnel Conception Définition Dossier industriel Dossier projet Postes et outillages Dossier de qualification Produit de présérie Dossier de gestion Dossier de suivi Déchets Industrialisation Homologation Production Commercialisation Utilisation du produit Idée Perception d’un marché Besoin validé Besoin non validé Abondon Elimination du produit Informations technico-commerciales Matiére d’oeuvre réutilisable 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 2 - ANALYSE DU BESOIN L’analyse du besoin se fait en trois étapes : Saisie du besoin Enoncé du besoin Validation du besoin MATIERE D’OEUVRE Se rappeler : 1 - CYCLE DE VIE D’UN PRODUIT 10 CHAPITRE 1 ANALYSE FONCTIONNNELLE EXTERNE D’UN PRODUIT 1 - ANALYSE FONCTIONNELLE : L'analyse fonctionnelle est le cœur de la démarche de conception, elle s'applique à la création ou à l'amélioration d'un produit, elle se fait en deux étapes : - Une présentation générale du problème. - Une expression fonctionnelle du besoin. La rédaction de ces deux étapes sera faite sur un cahier que l'on appelle cahier des charges fonctionnel (CdCF). Ce dernier est un document par lequel le demandeur exprime son besoin en terme de fonctions de service. Pour chacune d'elles, sont définies des critères d'appréciation et leurs niveaux, chacun de ces niveaux est assorti d'une flexibilité. Pour illustrer ce qui précède, prenons l'exemple d’une valve de chambre à air de bicyclette Analyse fonctionnelle Idée Insatisfactions Cahier des charges fonctionnel (CdCF) Chambre à air Acquérir des connaissances : Valve 11 VALVE EN PERSPECTIVE D’UNE MODÉLISATION EN 3D COUPÉ AU 1/4 VUE ECLATEE 12 CHAPITRE 1 ANALYSE FONCTIONNNELLE EXTERNE D’UN PRODUIT 2- PRESENTATION DU THEME D’ETUDE : LA VALVE DE CHAMBRE A AIR étudiée est montée sur des chambres à air de bicyclette afin de pouvoir les dégonfler manuellement ou les gonfler à l'aide d'une pompe ceci permettant de régler la pression de l'air comprimé contenu dans la chambre à air. 2-1 - Présentation du produit et de son marché ➣Il s'agit de concevoir un objet permettant à un cycliste de gonfler ou dégonfler suivant la situation la chambre à air de bicyclette. ➣La fixation sur la jante sera manuelle et aisée. ➣La fixation sur la chambre à air sera efficace et étanche ➣Le montage et le démontage du flexible de la pompe seront manuels et aisés. Débouchés prévus, situation existante ➣Une production de 1000 valves de chambre à air. ➣Prix de vente 400 millimes. ➣L'objectif visé par l'étude est une réduction de coût par rapport au produit existant. Cette réduction du coût ne devra pas altérer les performances du mécanisme. ➣Actuellement le dispositif est constitué de quatre parties principales : une fixation à la jante, un mécanisme d'ouverture et de fermeture du clapet, un mécanisme d’étanchéité et une fixation à la chambre à air. 2- 2 - Expression fonctionnelle du besoin L'expression fonctionnelle du besoin est le résultat d'une analyse fonctionnelle. Elle constitue l'essentiel du CdCF. Elle est nécessaire à la bonne compréhension par le concepteur- réalisateur de ce qui est souhaité par le demandeur. 2-2-1 Les fonctions de service Une fois le besoin est validé, il faut essayer d'exprimer toutes les fonctions que l'utilisateur attend du produit. C'est-à-dire le service à rendre pour le satisfaire. On trouve : ➣Des fonctions principales qui sont la raison d'être du produit. ➣Des fonctions complémentaires : toute fonction autre que principale est une fonction complémentaire. 2-2-2 Les contraintes Les contraintes sont des limitations impératives à la liberté de choix du concepteur réalisateur d’un produit. Ces contraintes sont imposées par le demandeur. On cite par exemple : ➣Sécurité ; ➣Respect de l’environnement ; ➣Délai pour l’étude ; ➣Interchangeabilité ; ➣Respect des normes,… 2-2-3 Recensement des fonctions de service Le recensement nécessite la définition d’une frontière entre le produit et son milieu environnant . Pour déterminer les fonctions de service, il faut établir les relations existantes entre le produit et son environnement. On peut, dans ce cas, utiliser l’outil «diagramme d’interaction» comme suit : 13 CHAPITRE 1 ANALYSE FONCTIONNNELLE EXTERNE D’UN PRODUIT 14 F.S EXPRESSION DES FONCTIONS DE SERVICE FP1 Permettre le gonflage FP2 Permettre le dégonflage. FC1 Résister au milieu extérieur. FC2 S'adapter à la jante . FC3 S'adapter à la chambre à air. Valve Pompe Ambiance extérieure Utilisateur 2-2-4 Caractérisation des fonctions de service C'est la caractérisation des fonctions qui constitue le noyau du cahier des charges fonctionnel. Cette phase doit exprimer les performances attendues par l'utilisateur de chacune des fonctions de service. Pour cela, il faut définir pour chaque fonction de service des critères d'appréciation. Ces critères permettent d'apprécier la manière dont une fonction doit être respectée. Ces critères sont formulés de façon à faire apparaître le niveau d'exigence souhaité par l'utilisateur. Chaque niveau doit être affecté d'une indication de flexibilité. F.S EXPRESSION CRITERES D’APPRECIATIONS NIVEAU FLEXIBILITE FP 1 Permettre le gonflage. Etanchéité Rapidité Pas de fuite tolérée Moins de 4 mn FP 2 Permettre le dégonflage. Débit important FC 1 Résister au milieu extérieur. Solidité Corrosion uploads/Management/ cours-mecanique-3eme-1.pdf