Seconde CIT - Etude de cas  INTERDIRE OU AUTORISER L’ACCÈS À UN LOCAL  Serrure à carte Serrure à clé L’étude de cas proposée a pour objet « Autoriser ou Interdire l’accès à un local » Elle a pour support quatre serrures de portes : à clé, à code, à carte et une serrure biométrique (empreintes digitales). L’objectif de cette étude est d’identifier l’évolution de la serrure à clé à la serrure à empreintes digitales au travers de découvertes, inventions et innovations. Intérêt de ces supports : Manipulation et compréhension rapide du fonctionnement grâce à la présence physique des serrures et d’un film vidéo montrant le principe (solidworks animé) : l’élève peut manipuler et visualiser par transparence les serrures. -Un côté « ludique » de la serrure biométrique en rapport avec le cinéma de fiction. Une justification évidente des lois d’évolution. - Une évolution temporelle (biométrique) mais aussi fonctionnelle (carte et code) Serrure biométrique à empreintes digitales Serrure à code

Q3 : Quelle serrure pour le futur ? Questionnement 2 : innovation de la serrure biométrique QUESTIONNEMENTS L’INNOVATION Q1 : Quelle est l’évolution structurelle qui a permis le passage de la serrure à clé aux autres serrures ? structure : Système de crabotage + électroaimant Q3 : Rechercher les systèmes utilisant un lecteur d’empreintes : clés USB, portable, valise…N° de brevet:EP1702548 (A2 Est-ce falsifiable ? ; oui : reconnaissance de la personne « vivantes ». N° de brevet: FR2761180 (A1) Comment élever le niveau de sécurité : couplage avec le système veineux… Utiliser d’autres caractéristiques corporelles : chaleur, iris des yeux, formes du visage. Utilisation du logiciel Créatriz pour voir les tendances d’évolution Noter les idées générées par analogie. Réduire les transferts d'énergie: tendance dévolution N°10 Diminution de l'action humaine: tendance d'évolution N°12 (on ne manœuvre plus une béquille) Loi N°2 : supprimer l'électroaimant; on tend vers le RIF: la porte est la serrure Comment réduire l’énergie Voir N°brevet FR2907928 (A1) Le principe des cartes mentales (mindmaping) servira de communication pour l’accès aux questionnements, aux ressources élève, réponses professeur (inaccessible à l’élève), réponses élève… Chaque questionnement est indépendant et à une durée de 9h (3x9h=27h). Chaque équipe présentera en plus une synthèse de 15 minutes relative à son questionnement au reste de la classe (soit 15 minutes x 5 études de cas x 3 questionnements = 4h30). L’équipe en charge du questionnement 2, clique sur le lien du sujet d’exploration 2… pour que la map de leur travail s’ouvre. De plus il disposera de la map de l’exploration 1 réalisée en 1ière rotation et présentée dans la synthèse précédente. L‘élève dispose de film video permettant de comprendre rapidement le principe de fonctionnement de chaque serrure (solidworks animé) ainsi que de trois serrures montées sur une portes (code, carte, biométrique) Q2 : Quelle est l’évolution qui a permis l’innovation de la serrure biométrique ? Information : lecteur d’empreintes, traitement de l’image. Q3 : Quelle serrure pour le futur ? Information : élever le niveau de sécurité. Energie : réduire les pertes énergétiques. Structure : tendre vers le « RIF »

Évolution technologique : Suppression de la clé, de la carte, du code. Activité 1 : Identification de l’évolution technologique L’INNOVATION Observation et manipulation des 4 serrures. « Quelles sont les évolutions entre la serrure à clé et la serrure biométrique ? » « Quelles sont les nouvelles fonctions de service liées à cette innovation ? » Analyse de la valeur de la serrure biométrique, identifier la valeur ajoutée liée à l’évolution des serrures. Évolution technologique : Suppression de la clé, de la carte, du code. Diminution de l’intervention humaine Augmentation de la reconnaissance d’une personne

Solutions Innovantes : Information : Lecteur d’empreintes digitales Questionnement 2 : innovation de la serrure biométrique Activité 2 : Identification des solutions innovantes INVENTIONS Recherche documentaire et analyse des systèmes : « Identifier les inventions qui ont permis l’innovation de la serrure biométrique » À partir de la maquette didactisée et du dossier ressource. Solutions Innovantes : Information : Lecteur d’empreintes digitales

Découvertes et inventions antérieures : Questionnement 2 : innovation de la serrure biométrique Activité 3 : Identification des principes d’innovation DECOUVERTES Exploration : « Identifier les découvertes qui ont permis l’invention du lecteur d’empreintes . » mots clés : singularité, empreintes , capteur, comparaison… Sites internet présélectionnés Par une exploration similaire à une démarche d’investigation recherche des brevets, inventeurs, historiques… Découvertes et inventions antérieures : Effet photo électrique ( HERTZ 1887) Capteur CCD (SMITH / BOYLE 1969) Singularité de l’empreinte digitale Principe de comparaison de l’empreinte

Activité 4 : Comprendre les solutions technologiques Questionnement 2 : innovation de la serrure biométrique Activité 4 : Comprendre les solutions technologiques EXPERIMENTATION Expérimentation sur les empreintes : Mise en évidence de la singularité de l’empreinte (minuties) Expérimentation du principe de comparaison. Tp empreintes Les élèves scannent leurs empreintes (scanner classique), Agrandissement et nettoyage avec un logiciel de retouche photos. constatent que chaque empreinte est différente. Découvrent les minuties. Comparent avec trois points caractéristiques.

Diminution de l’intervention humaine Questionnement 2 : innovation de la serrure biométrique Activité 5 : Modéliser l’innovation Recherche documentaire : formuler la contradiction « augmenter l’identification d’une personne sans détériorer le niveau d’intervention humaine ». Réponse dans le « jargon « élève : « Avoir plus de sécurité sans embarras » 2. Trouver et justifier par analogie la loi d’évolution Loi N°8 : Augmentation de la contrôlabilité du système La personne n'a plus de clé ni de code à mémoriser : la serrure reconnait la personne autorisée. MODELISATION Contradiction du Problème : Comment élever le niveau de sécurité des serrures à codes ou cartes ? A partir d’un document ressource sur les 8 lois d’évolution reformulées avec des exemples simples. Loi N° 8 Un système technique tend vers un niveau de controlabilité accru, pour atteindre un niveau d’autocontrôle. Diminution de l’intervention humaine

Structure étude de cas (Q2) Questionnement 2 : innovation de la serrure biométrique Serrure à clé, à carte, à code, à empreinte Structure étude de cas (Q2) Synthèse Restitution Supports Contradiction « augmenter l’identification d’une personne sans détériorer le niveau d’intervention humaine ». Lois d'évolution N° 8 Évolution technologique : Suppression de la clé, de la carte, du code Diminution de l’intervention humaine reconnaissance d’une personne Modéliser INNOVATION Caractérisation Solutions : Lecteur d’empreinte digitale Expérimentation Singularité de l’empreinte Comparaison des empreintes comprendre TP Champs magnétique : Mise en évidence du déplacement d’une pièce métallique grâce à un champs magnétique commandé TP empreinte : Mise en évidence de la singularité de l’empreinte (minuties) - Expérimentation du principe de comparaison. Les solutions technologiques ont permis de résoudre la contradiction suivante : augmenter l’identification d’une personne sans détériorer le niveau d’intervention humaine. INVENTION Expérimentation Singularité de l’empreinte digitale Principe de comparaison de l’empreinte Capteur CCD DECOUVERTE

Q1 Q2 Q3 SYNTHESE ELEVE DE L’ETUDE DE CAS CLÉ AUTORISER OU INTERDIRE L’ACCES A UN LOCAL   Q1 CHAMP TECHNOLOGIQUE INNOVATION PRINCIPALE justification de la loi d'évolution invention découverte ou principe physique CARTE Loi d'évolution N°7 : transition du macro niveau vers le micro niveau Structure Plus de clé métallique transition d'une clé en acier vers une carte plastique et un champ magnétique électroaimant crabot Electromagnétisme (FARADAY 1831) CODE Loi d'évolution N°6 : transition vers le super système plus de clé intégration de la clé métallique ou de la carte dans la serrure BIOMETRIQUE Q2 Loi d'évolution N°8 : augmentation de la contrôlabilité du système Information reconnaissance de la personne Diminution de l’intervention humaine Augmentation de la reconnaissance d’une personne algorithme de comparaison d'empreintes capteur CCD (SMITH / BOYLE 1969) singularité de l'empreinte digitale effet photoélectrique (HERTZ 1887) SERRURE DU FUTUR Q3 Tendances d’évolution : aide du logiciel « CREATRIZ » Réduire les transferts d'énergie: tendance dévolution N°10 Diminution de l'action humaine: tendance d'évolution N°12 (on ne manœuvre plus une béquille) Loi N°2 : supprimer l'électroaimant; on tend vers le RIF: la porte est la serrure Diapo : synthèse de l’élève résumé dans un tableau « type ». ?

FIN DU DIAPORAMA PRESENTATION / 10mn Fin diaporama

Q3 : Imaginer la serrure du futur Recherche par investigation Pistes de recherches possibles : Rechercher les systèmes utilisant un lecteur d’empreintes : clés USB, portable, valise, distributeur de liquide (pharmacie) N° de brevet:EP1702548 (A2) Carte banquaire N° de brevet:FR2746201 (A1) Coffre biométrique N° de brevet:FR2932293 (A1 L’information donnée au lecteur est-elle falsifiable, comment élever le niveau de sécurité ? Ne reconnait pas la personne « vivante ». Comment élever le niveau de sécurité : couplage avec le système veineux… N° de brevet: FR2761180 (A1) rechercher d’autres caractéristiques corporelles : Chaleur, iris des yeux, N° de brevet:WO2006041919 (A1) formes du visage.

Rechercher les tendances d’évolution Utilisation d’un logiciel d’aide à la créativité (du type Créatriz, mal’in, techoptimizer…) Noter les idées générées par analogie. Réduire les transferts d'énergie: tendance d’évolution N°10 Diminution de l'action humaine: tendance d'évolution N°12 (on ne manœuvre plus une béquille) Comment réduire l’énergie ? Utiliser l’énergie humaine pour la détection N°brevet FR2907928 (A1) L’électroaimant est le pêne : diminue le transfert d’énergie, rendement augmenté. Tendre vers le R.I.F (Résultat Idéal Final) loi d’évolution N° La porte est la serrure Un champs de force remplace la porte et la serrure Rechercher des solutions plus « utopique » pour autoriser ou interdire l’accès à un local : Favoriser la créativité : mettre une personne/ gardien qui contrôle (visuel) mettre un robot « humain » qui remplace le gardien… le local reconnaît la personne non autorisé et la refoule… l'utilisateur est incompatible au local… Il n'y a aucune protection seule la personne non autorisée est hypnotisé par un stimuli visuel et décide d'elle même qu'elle ne peut pas entrer dans ce local. il y a un faux local (virtuel) ou la personne non autorisée pénètre et est repérée. il n'y a pas de porte... seule la personne autorisée passe au travers des murs (champs de forces, pression) - inciter la personne non autorisé à ne pas rentrer (simuler par un son la présence fictive d'une personne) .

Ressource pour étude de cas : RESSOURCES

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