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Situation problème Oh ! Non, les piles de mon hydroglisseur sont encore vides ! Il faut que je résolve le problème !

Explication du problème posé Comment peut-on multiplier par deux l’autonomie de l’hydroglisseur ? La solution technique retenue ne devra pas : Diminuer l’esthétique de l’objet, Avoir un prix supérieur au double de la solution précédente, Avoir un poids qui nuirait à la flottaison de l’ensemble. Problème technique à résoudre

Idées élèves : Diminuer le poids de l’hydroglisseur, Améliorer l’hydrodynamisme de l’hydroglisseur, Améliorer le système de propulsion de l’hydroglisseur.

Contraintes et niveaux Niveau de réponse attendu

Correction Problème : Définition de l’autonomie : Comment peut-on multiplier par deux l’autonomie de l’hydroglisseur ? Définition de l’autonomie : Pour un appareil ou une machine autonome, l’autonomie est sa durée d’utilisation, en exploitant ses sources d'énergie internes ou une énergie tirée de l'environnement naturel (énergie solaire...), sans recours à des sources d’énergie externes (recharge sur le réseau électrique ou ravitaillement en carburant).

Contraintes et niveaux Niveau de réponse attendu Augmenter l’autonomie Doubler l’autonomie Ne pas diminuer l’esthétique Conserver la forme et les couleurs d’origine Avoir un prix acceptable Inférieur au double du prix de la solution actuelle Avoir un poids acceptable Ne doit pas nuire à la flottaison de l’hydroglisseur

Correction Type de résolution possible : Résolution possible Méthode retenue Diminuer le poids de l’hydroglisseur Non, travail sur les matériaux + conception Non, travail sur les matériaux + conception Améliorer l’hydrodynamisme de la coque Non, difficile à traiter au collège Non, difficile à traiter au collège Améliorer la performance du système de propulsion Solution retenue Solution retenue

Correction Les éléments intervenants sont : Piles Coupleur de pile Fils Interrupteur Moteur électrique Hélice

Correction La chaîne de l’énergie est donc la suivante : Alimentation Stockage Commande Distribution Motorisation Transformation Transmission Adaptation Coupleur de pile Pile Interrupteur, Fils Moteur électrique Hélice

Correction Les possibilités d’amélioration sont : choisir des piles de plus grande capacité (Type LR14), augmenter le nombre de piles (ajout d’un coupleur de pile + pile), choisir un moteur moins gourmand en énergie, ajoutant des panneaux solaires et des accumulateurs.

Correction Test des solutions techniques : Solution testée Autonomie Prix (en €) Poids (en g) Choisir des piles de plus grande capacité (Type LR14) X3,11 4,5+1,1 41 Augmenter le nombre de piles (coupleur + 2 piles LR06) x2 4,95/2+0,6 46 Choisir un moteur moins gourmand en énergie (FC130) 3,40 18 Ajout d’un panneau solaire et d’accumulateur illimité 22,90€ 40

Correction Choix de la solution : L’ajout de panneaux solaire et d’accumulateur ne permet pas de respecter la contrainte de coût (panneau solaire 7,90€ ; 2 accumulateurs 7.5€). Il n’existe pas de moteur moins gourmand en énergie à un prix acceptable. L’augmentation de nombre de piles est une solution acceptable mais l’achat d’un coupleur supplémentaire est nécessaire. L’utilisation d’un type de pile de plus grande capacité est plus économique si l’on soustrait le prix du coupleur et des piles précédentes.