L’enseignement d’exploration « Création et Innovation technologique » IGEN STI Avril 2010

Deux approches possibles Verticale pour découvrir comment un produit répond à un besoin et comment il fonctionne Transversale pour découvrir comment et pourquoi un produit technique évolue Deux approches possibles Sciences de l’Ingénieur Pour une analyse au cœur des systèmes Création et Innovation Technologique Pour une découverte des lois d’évolutions des systèmes

Des thématiques sociétales communes Thèmes généraux Exemples d’études La mobilité Les véhicules individuels et les transports collectifs, les énergies utilisées, le pilotage et la sécurité, … Le sport Les sports de glisse, mécaniques, etc, les matériaux et vêtements techniques, la mesure de performance, … La santé L’imagerie, l’investigation physiologique, l’observation non invasive, l’assistance à l’intervention médicale, … L’habitat La performance énergétique, la maison à énergie positive passive, la domotique, … L’énergie Les énergies renouvelables, le stockage et la distribution, … La communication La téléphonie, les interfaces de communication, les réseaux… La culture et les loisirs Le son et l’image, les jeux vidéo, les musées en ligne, … Les infrastructures Les viaducs, les tours, les tunnels… La bionique Prothèses, robots humanoïdes, drones, solutions techniques recopiant le vivant,… La dématérialisation des biens et des services Monnaie; réservation en ligne, bureau virtuel, …

CIT : Principe général Pour comprendre comment la créativité et l’innovation sont les moteurs de l’évolution technologique Création et Innovation Technologique L’enregistrement HIFI L’enregistrement magnétique La conversion Analogique Numérique La diode Laser La mémoire Flash La compression numérique Solution innovante Principes et lois d’évolution

CIT : Stratégie globale Création et Innovation Technologique Découvrir les lois d’évolution des systèmes… …et découvrir l’intérêt de l’innovation en réalisant un projet technologique simple

Les objectifs généraux Création et Innovation technologique Les objectifs généraux Découvrir concrètement l’innovation technologique et ses enjeux Découvrir la créativité technologique par le projet Explorer les 3 champs technologiques des bacs STI Activités d’analyses de supports technologiques innovants. 1/2 à 2/3 des 54 heures Activités de projet de créativité. 1/2 à 1/3 des 54 heures Pour satisfaire à cette stratégie générale et aux objectifs généraux, qui sont de : découvrir concrètement l’innovation technologique et ses enjeux, découvrir la créativité technologique par le projet en explorant les 3 champs technologiques des bacs STI2D des pièces et des supports ( approche matière et structure), le traitement de l’information (approche information) ou la maîtrise de l’énergie (approche énergie), les activités, passionnantes et porteuses de sens, proposées doivent être de l’ordre de l’analyses de supports technologiques innovants pour ½ à 2/3 des 54 heures et 1/3 à ½ des 54 heurs pour les activités de projet de créativité. Les activités d’analyses d’innovations s’appuient sur des études de cas concrètes associées à des produits existants. Activités passionnantes porteuses de sens…

Des objectifs associés Création et Innovation technologique Des objectifs associés La prise en compte de l’orientation La découverte de l’innovation et de la propriété industrielle L’ouverture vers les entreprises et les métiers L’ouverture de l’enseignement à des experts d’autres domaines (économie, design, industrie..)

CIT : Innovations et entreprises locales Site OSEO régional OSEO Direction Régionale Lorraine 10, route de l’aviation, technopole de Nancy-Brabois 54602 VILLERS-LES-NANCY http://www.oseo.fr

CIT : Innovations et propriété industrielle Site INPI régional INPI Lorraine Rue du Faubourg des 3 maisons 54064 NANCY http://www.inpi.fr

Trois approches didactiques de l’innovation technologique CIT : Approches didactiques Trois approches didactiques de l’innovation technologique L’approche par les produits L’approche par une innovation L’approche d’un système global

CIT : Approche « Produit » Walkman Produit 2 iPod Produit 3 iPhone Evolutions Evolutions Principes scientifiques et technologiques, solutions techniques et principes d’innovation et lois d’évolution Evolutions scientifiques et techniques : Traitement : Numérisation Stockage : Mémoires statiques Utilisation : Interface tactile Non évolution : restitution par oreillettes Principes d’innovation : Remplacement du système mécanique Changement de paramètre (champs) Universalité Lois d’innovation Transition vers le micro : le baladeur miniaturisé Transition vers le super système : le téléphone mobile

CIT : Approche « Innovation » Innovation : accéléromètre de technologie MEMS Principes, réalisation, utilisations Produit 1 iPhone Produit 2 Segway Produit 3 WII Innovation, Principes scientifiques et technologiques Evolution Solutions techniques Principes d’innovation et lois d’évolution des téléphones Principes d’innovation et lois d’évolution des systèmes de transport individuels Principes d’innovation et lois d’évolution des systèmes de jeux vidéo

Thème global d’innovation : la mobilité du futur et la sécurité CIT : Approche « Globale » Thème global d’innovation : la mobilité du futur et la sécurité Radars et sécurité GPS et éco conduite Pare chocs à absorption d’énergie Innovation, Principes scientifiques et technologiques Evolution Solutions techniques Principes d’innovation et lois d’évolution des capteurs de détection de présence Principes d’innovation et lois d’évolution des systèmes de positionnement GPS Principes d’innovation et lois d’évolution des systèmes d’absorption de l’énergie d’un choc

Principes d’innovation et lois d’évolution CIT : Principes et lois d’innovation Principes d’innovation et lois d’évolution Equivalent aux lois d’évolutions en biologie, extraits de la théorie TRIZ, sans mise en œuvre des outils méthodologiques associés. Identification possible : À partir d’une liste réduite de principes d’innovation (par exemple, de 20 principes sur les 40 formalisés) À partir d’une liste de 8 lois d’évolution

Principe 35 « Changement de paramètre » Principe 14 « Sphéricité » CIT : Lois d’innovation Lois et de principes d’innovation identifiées sur la fonction « mesurer » associée à des supports simples Loi d’innovation n°8 (Dynamisme et contrôlabilité) Loi d’innovation n°2 (Flux d’énergie) Mètre de menuisier Principe 16 « Mobilité » Principe 35 « Changement de paramètre » Réglet Télémètre laser ou ultrasons Principe 14 « Sphéricité » Mesurer une distance Mètre à ruban Loi d’innovation n°4 (Idéalité)

La démarche pédagogique CIT : Démarche pédagogique La démarche pédagogique Une démarche globale permettant la découverte : des principes et lois d’innovation: études de cas de la créativité technologique : projet de créativité Des études de cas progressives : justifiant des démarches d’investigation, des activités de travaux pratiques Des activités collectives menées en équipe, donnant lieu : à des comptes-rendus collectifs des ouvertures vers l’extérieur du lycée, les entreprises, les formations

CIT : Démarche « Starter » Etudes de cas – démarche d’analyse d’innovations technologiques - Activité « starter » Produits ou système global Démarche partielle d’analyse et d’identification d’une solution innovante et d’un principe d’innovation Données technico économiques Questionnement, analyse Identification de l’évolution « produit » Supports simples, accessibles, faciles à analyser. Contraintes : normes, brevets, environnement Investigation Identification de l’innovation technologique Caractérisation par analogie Identification du principe d’innovation

CIT : Démarche TP d’analyse Etudes de cas – démarche d’analyse d’innovations technologiques - Démarche partielle d’analyse et d’identification d’une solution innovante et d’un principe d’innovation associée à un travail pratique d’analyse d’une solution technique Activité  avec TP Produits ou système global Données technico économiques Questionnement, analyse Identification de l’évolution « produit » Contraintes : normes, brevets, environnement Investigation Identification de l’innovation technologique Pour comprendre l’innovation technologique TP relatif au principe de la solution innovante Caractérisation par analogie Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentations : TP sur le capteur à ultra sons Identification du principe d’innovation

Activité Loi d’évolution CIT : Démarche « loi d’évolution » Etudes de cas – démarche d’analyse d’innovations technologiques - Activité Loi d’évolution Démarche partielle d’analyse et d’identification d’une solution innovante, d’un principe d’innovation associée à un TP et des lois d’évolutions associées 2 ou 3 produits Observation comparaison Questionnement, analyse Identification de l’évolution technologique Identification de la loi d’évolution Pour comprendre l’innovation « produit » Investigation Recherche documentaire Caractérisation par analogie Identification de la solution innovante Pour comprendre l’innovation technologique TP relatif au principe de la solution innovante Recherche documentaire Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentations Identification du principe d’innovation

Pour comprendre que l’innovation est un facteur de compétitivité CIT : Démarche de synthèse Etudes de cas – démarche d’analyse d’innovations technologiques - Pour comprendre que l’innovation est un facteur de compétitivité Produits ou système global Compte rendu et présentation des résultats Pour faire la synthèse des activités et communiquer Données technico économiques Synthèse Pour comprendre que la compétitivité met en œuvre plusieurs dimensions (design, marketing, etc.) Identification de l’évolution « produit » Identification de la loi d’évolution Pour comprendre l’innovation « produit » Contraintes : normes, brevets, environnement… Caractérisation d’une loi par analogie Identification de l’innovation technologique Pour comprendre l’innovation technologique TP relatif au principe de la solution innovante Caractérisation d’un principe par analogie Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentation sur un principe Identification du principe d’innovation

Créativité et création technologique CIT : Le projet de créativité - Préambule - Créativité et création technologique La créativité n’est pas la création. C’est une démarche intellectuelle, culturelle, une disposition ou un état d’esprit qui amène une personne à essayer de créer… lorsqu’il y parvient, on peut alors dire qu’il y a création. Le projet proposé vise une démarche de projet promouvant la créativité technologique, sans obligation de résultat. Il s’appuie sur un existant, privilégie les démarches de modification et se conclue par une présentation collective de la démarche.

CIT : Des idées de projet Projet de créativité technologique Un défi technique ou un challenge: défi course en cours, concours robotique… Une amélioration d’un système existant: Créer une attache de mannette WII pour jouer au foot Une réflexion globale pour résoudre un problème: Comprendre le système GPS et imaginer une application particulière Une confrontation à un problème industriel: Découvrir un problème industriel, imaginer des solutions et les confronter à l’entreprise Une relation entre innovations et métiers: Découvrir une entreprise, ses innovations, ses métiers et imaginer des évolutions

CIT : Un projet technologique entier Projet de créativité technologique Phases principales du déroulement d’un projet technologique de créativité : Favoriser le prototypage rapide des formes, des informations et des énergies Objectif proposé mais partagé… Démarche collective d’appropriation Identification d’un problème (contradiction) Activité de créativité (brainstorming  piloté ) et de choix Matérialisation des idées (prototypage) Synthèse et présentation de la démarche Produire un dossier numérique de présentation collective formalisant la démarche plus que les résultats.

CIT : Les étapes du projet Projet de créativité technologique Les jalons Les étapes du projet Les productions du groupe Etape d’imprégnation Expression du besoin (principales caractéristiques à atteindre, identification d’une contradiction) J1 Etape de créativité Production du plus grand nombre d’idées possibles J2 Etape de cristallisation Choix raisonné d’une ou deux solutions à explorer Formalisation d’une idée de solution J3 Etape de matérialisation Matérialisation sous forme de modèle, maquette, prototype, expérimentation. Synthèse et compte-rendu collectif J4

CIT : Déroulement type de la formation Organisation des enseignements Etude de cas starter Etude de cas 2 Etude de cas et synthèse Projet de créativité Présen-tation Brevets, design… Entre-prises, métiers Proto-typage Découverte de l’innovation, de principes et des lois associées. Supports simples Exploration d’une innovation associée à une expérimentation, relatons avec les principes scientifiques et technologiques Exploration complète d’une innovation, liens entre principes et lois d’évolution. Synthèse et présentation collective Mise en œuvre d’un projet collectif. Matérialisation de idées créatives. Synthèse et présentation collective.

CIT : Contraintes de formation Projet de créativité technologique Equilibre de l’exploration des 3 champs technologiques : matériau, énergie et information Equilibre des 3 approches de l’innovation : globale, produit, innovation Progressivité des activités d’exploration : études de cas adaptées et projet

Merci de votre attention « Imprégnez-vous des meilleurs choses qui aient été réalisées par des êtres humains puis essayez de les intégrer à ce que vous faite » Steve Jobs Apple Je vous remercie de votre attention.