Structure, fonctionnement, comportement
Technologie · 3e
L’essentiel
Ce thème est le deuxième des trois du programme de technologie de 2024, le même en 4e et en 3e. Il couvre les chaînes d'énergie et d'information, les matériaux et procédés, le traitement des données, les réseaux et le dépannage. En 3e, l'accent est mis sur la caractérisation des chaînes d'information et d'énergie par leurs fonctions, sur l'usage de modèles pour intervenir sur un objet, et sur la numérisation des données et leur circulation sur Internet.
Chaîne d'énergie. Tout objet qui agit a besoin d'énergie, et cette énergie suit un parcours que l'on décrit par quatre fonctions. Alimenter : fournir l'énergie (pile, batterie, prise secteur, panneau solaire). Distribuer : laisser passer ou non l'énergie (interrupteur, relais, variateur). Convertir : changer la forme de l'énergie (moteur électrique, lampe, résistance chauffante). Transmettre : amener l'énergie mécanique jusqu'à l'organe qui agit (engrenages, courroie, chaîne de vélo, roues). Dans un vélo à assistance électrique, la batterie alimente, le contrôleur distribue, le moteur convertit l'électricité en mouvement, la chaîne transmet ce mouvement à la roue.
Chaîne d'information. En parallèle, l'objet reçoit, traite et envoie des informations, en trois fonctions. Acquérir : les capteurs mesurent une grandeur (température, luminosité, distance, position d'un bouton). Traiter : un circuit ou un microcontrôleur applique le programme et décide. Communiquer : l'ordre est envoyé vers la chaîne d'énergie, vers l'utilisateur (écran, voyant, haut-parleur) ou vers d'autres objets (wifi, Bluetooth). Le capteur entre l'information, l'actionneur agit (moteur, vérin, LED).
Matériaux et procédés. On classe les matériaux en familles : métalliques (acier, aluminium, cuivre), organiques (bois, papier, plastiques), céramiques (verre, porcelaine, béton), composites (fibre de carbone dans une résine). Le choix dépend de leurs propriétés (résistance, masse volumique, conductivité, recyclabilité) et du procédé de fabrication.
Numérisation des données. Un ordinateur ne manipule que des 0 et des 1 : le bit. Un octet regroupe 8 bits. Numériser, c'est transformer une information continue en une suite de nombres : une image devient une grille de pixels, chacun codé par des valeurs de rouge, vert et bleu ; un son est mesuré des milliers de fois par seconde.
Réseaux et Internet. Dans un réseau local, les appareils (clients) sont reliés par câble ou wifi à un commutateur ou à une box ; chaque appareil est identifié par une adresse IP. La box joue le rôle de routeur : elle fait sortir les données vers Internet, qui est un réseau de réseaux. Une page web est demandée par le client à un serveur, qui renvoie les fichiers ; les données voyagent découpées en paquets, qui empruntent des chemins variés et sont réassemblés à l'arrivée.
Dépannage. Devant un objet qui ne fonctionne plus, on ne remplace pas au hasard : on observe les symptômes, on isole la chaîne en cause (énergie ou information), on teste étape par étape (l'alimentation arrive-t-elle ? le capteur répond-il ?) avec un multimètre ou un programme de test, on identifie l'élément défaillant, puis on répare et on vérifie.
Repères
| Date | Événement |
|---|---|
| Chaîne d'énergie | alimenter, distribuer, convertir, transmettre |
| Chaîne d'information | acquérir, traiter, communiquer |
| Capteur / actionneur | entre une information mesurée / agit sur ordre (moteur, LED, vérin) |
| Bit et octet | un bit vaut 0 ou 1 ; 1 octet = 8 bits |
| Adresse IP | identifiant d'un appareil sur un réseau |
| Familles de matériaux | métalliques, organiques, céramiques, composites |
| Client / serveur | le client demande une ressource, le serveur la fournit |
Questions corrigées
1. Dans la chaîne d'énergie d'un vélo à assistance électrique, quel élément assure la fonction « convertir » ?
Réponse : Le moteur
Le moteur transforme l'énergie électrique en énergie mécanique. La batterie alimente, l'interrupteur distribue, la chaîne transmet.
2. Quelle fonction de la chaîne d'information un capteur de luminosité assure-t-il ?
Réponse : Acquérir
Le capteur mesure une grandeur et la fournit au système : c'est l'acquisition. Le traitement est fait par le microcontrôleur, et convertir appartient à la chaîne d'énergie.
3. Combien de bits contient un octet ?
Réponse : 8
Un octet regroupe 8 bits, ce qui permet 256 valeurs différentes. Le 1 000 (ou 1 024) intervient pour passer de l'octet au kilooctet.
4. À quoi sert une adresse IP ?
Réponse : À identifier un appareil sur un réseau
Comme une adresse postale, l'adresse IP permet d'acheminer les paquets de données au bon appareil, dans le réseau local comme sur Internet.
5. De quoi une image numérique est-elle composée ?
Réponse : De pixels, chacun codé par des nombres
Numériser une image, c'est la découper en une grille de pixels et coder la couleur de chacun, par exemple en rouge, vert, bleu. Plus de pixels, plus de détails et un fichier plus lourd.
6. À quelle famille de matériaux appartient une bouteille en plastique ?
Réponse : Organiques
Les plastiques, issus du pétrole, sont des matériaux organiques comme le bois et le papier. Le verre est une céramique, l'aluminium un métal.
7. Quel est le rôle d'un serveur quand tu consultes une page web ?
Réponse : Il fournit les fichiers de la page à ton appareil qui les a demandés
Ton appareil est le client : il envoie une requête ; le serveur répond en envoyant les fichiers, découpés en paquets, que ton navigateur assemble et affiche.
8. Un robot ne bouge plus. Quelle est la première chose à faire pour le dépanner ?
Réponse : Observer les symptômes et tester la chaîne d'énergie puis la chaîne d'information, étape par étape
Un dépannage est une démarche : symptômes, hypothèses, tests, localisation de la panne, réparation, vérification. Remplacer au hasard coûte cher et ne garantit rien.
S’entraîner
Des exercices neufs à chaque séance, avec correction, sur l’application du 3e (elle fonctionne sans connexion).
Ouvrir cette notion dans le cahier de 3e