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Contraintes

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Objectifs

• Dresser la liste des contraintes à respecter ;
• Pour quelques contraintes choisies, définir le niveau que doit respecter l'objet technique à concevoir ;
• Évaluer le coût d'une solution technique et d'un objet technique dans le cadre d'une réalisation au collège.

1. Qu'est-ce qu'une contrainte ?

Pour répondre à un besoin, un objet technique ne doit pas seulement assurer des fonctions (fonction d'usage, fonction principale et fonction d'estime) mais il doit aussi respecter des contraintes.

Ces contraintes sont de plusieurs natures et peuvent être liées :

• au fonctionnement de l'objet ;
• à l'esthétique et à l'ergonomie ;
• à la sécurité ;
• aux aspects économiques.

2. Contraintes liées au fonctionnement

Les conditions d'utilisation et l'environnement dans lesquels l'objet va fonctionner permettent de définir les contraintes de fonctionnements.

Les différents points à satisfaire par les concepteurs sont :

• une faible consommation d'énergie ;
• une maintenance aisée ;
• une fiabilité ;
• une facilité d'utilisation ;
• une résistance aux intempéries ;
• une résistance au vandalisme.

Exemple : diagramme des interacteurs d'un robot laveur de sol.

FP1 : doit permettre de laver le sol avec le produit lavant ;

FC1 : doit s'adapter à tous types de sols ;

FC2 : doit être facile d'utilisation ;

FC3 : doit être alimenté en énergie ;

FC4 : doit détecter et éviter les obstacles ;

FC5 : doit posséder une réserve de produit lavant suffisante.

Les contraintes FC1, FC2, FC3 et FC5 sont des contraintes liées au fonctionnement.

3. Contraintes liées à l'esthétique et à l'ergonomie

Pour qu'un objet technique soit adapté à l'usage et aux goûts de l'utilisateur, des contraintes d'esthétique et d'ergonomies doivent être respectées.

Exemple : diagramme des interacteurs d'un baladeur mp4.

FP1 : Doit permettre à l'utilisateur d'écouter de la musique.
FP2 : Doit permettre à l'utilisateur de regarder des vidéos.
FC1 : Doit être sécuritaire vis a vis du volume sonore.
FC2 : Doit être de forme et de couleur agréable à l'œil.
FC3 : Doit être de prise en main facile.
FC4 : Doit être relié à un casque.
FC5 : Doit pouvoir se connecter à un ordinateur pour échanger des données (son et vidéo).
FC6 : Doit être alimenté en énergie.
FC7 : Doit stocker de la musique (son).
FC8 : Doit stocker des vidéos.

* contraintes liées à l'esthétique et à l'ergonomie.

4. Contraintes liées à la sécurité

Le niveau de sécurité d'un objet technique est caractérisé par des normes ou des critères que se fixe le concepteur. Suivant où sera commercialisé le produit, on parlera de NF (normes françaises) ou de NE (normes européennes).

Pour l'exemple ci-dessus, la contrainte de sécurité correspond à la FC1 « doit être sécuritaire vis à vis du volume sonore ».

Pour s'assurer du respect des normes, des organismes spécialisés comme le laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) réalisent des tests.

5. Contraintes liées à l'économie

Les contraintes économiques d'un objet technique doivent tenir compte de deux éléments :

• Le coût pour un utilisateur tient compte du prix d'achat de l'objet mais aussi de toutes les dépenses annexes pour pouvoir l'utiliser et pour le faire fonctionner.

Exemple : acquisition d'un véhicule.

• Le coût pour un constructeur tient compte de la fabrication, de l'achat de certains composants, de la commercialisation et de la maintenance à assurer.

Exemple : la fabrication d'un véhicule.

Chacune de ces étapes doit être prise en compte pour calculer le coût pour le constructeur :
• la conception ;
• la fabrication et l'achat des pièces ;
• le contrôle qualité des pièces ;
• l'assemblage de ces pièces ;
• la livraison ;
• la vente ;
• la réparation.

L'essentiel

Une représentation fonctionnelle permet de décrire sous forme graphique les fonctions et les contraintes qu'un objet technique doit satisfaire. Cette représentation indique :

• les fonctions de service qu'un utilisateur attend d'un objet pour qu'il réponde à son besoin ;
• les contraintes qui sont imposées à un objet technique pour l'adapter à son usage.

Ces contraintes peuvent être liées :

• à l'esthétique et à l'ergonomie ;
• au fonctionnement de l'objet ;
• à la sécurité ;
• à son impact environnemental (recyclage) ;
• à ses aspects économiques (budget, coût).

► Mots-clés

Contrainte : obligation qu'un objet doit satisfaire pour répondre à un besoin.

Prix d'achat : valeur d'un objet disponible dans le commerce.

Commercialisation : mise en vente.

Maintenance : ensemble des opérations d'entretien d'un objet.

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