OUTIL D EXPÉRIMENTATION. Dessin et design industriels. Projet personnel d orientation (PPO)

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1 OUTIL D EXPÉRIMENTATION Dessin et design industriels Projet personnel d orientation (PPO)

2 DESSIN ET DESIGN INDUTRIELS Guide des activités Les informations contenues dans ces guides des activités sont données à titre indicatif et ne sont pas exhaustives. Ces guides des activités vous proposent plusieurs adresses de sites Web qui pourraient ne plus être actives au moment où vous souhaiterez les utiliser ou qui pourraient vous diriger vers des informations non souhaitées. Veuillez vérifier ces liens Internet avant leur diffusion auprès des élèves puisque nous ne pouvons en garantir l'intégrité. Aussi, la Commission scolaire de la Beauce-Etchemin ne pourra être tenue responsable du contenu de ces sites Web, de toute omission, erreur ou lacune pouvant se retrouver dans ces outils d'expérimentation et des conséquences possibles qui en résulteraient. Certaines oeuvres contenues dans ce document ne sont pas sous licence Creative Commons puisqu elles sont protégées par Copyright. Ainsi, toutes reproductions ou modifications qui seraient apportées aux oeuvres identifiées par sont interdites. D autre part, certaines images contenues dans ce Guide des activités appartiennent à Bidulz et sont clairement identifiées. Ces images proviennent du site dont l utilisation à des fins éducatives et non commerciales est permise. 2004, Vous êtes libres de reproduire, distribuer et communiquer cette création au public Vous êtes libres de modifier cette création. N.B. À l'exception des sections et des œuvres protégées par Copyright ou exclues de la licence Creative Commons. Paternité. Vous devez citer le nom de l'auteur original. Pas d'utilisation Commerciale. Vous n'avez pas le droit d'utiliser cette création à des fins commerciales. Partage des Conditions Initiales à l'identique. Si vous modifiez, transformez ou adaptez cette création, vous n'avez le droit de distribuer la création qui en résulte que sous un contrat identique à celui-ci. La reproduction totale ou partielle de ce document est autorisée à condition d en mentionner la source. Le masculin est utilisé sans aucune discrimination, mais uniquement dans le but d alléger le texte. Numéro de document : 1 Version du document : 2.0 Propriété de la Commission scolaire de la Beauce-Etchemin,, 2007 i

3 Table des matières INFORMATIONS GÉNÉRALES 1 INTRODUCTION 2 ANNEXE 2 GUIDE DE RÉALISATION DU DESSIN DE LA COQUILLE DE LA TÉLÉCOMMANDE 20 ACTIVITÉ 1 RELEVÉ DU MODÈLE 3 ANNEXE 3 CORRIGÉ DES ACTIVITÉS 1 ET 2 22 ACTIVITÉ 2 DESSIN DE LA TÉLÉCOMMANDE 5 ACTIVITÉ 3 ESTIMATION DU VOLUME, DE LA MASSE ET DU PRIX DE LA TÉLÉCOMMANDE 6 Fiche de l élève 7 Corrigé 8 ACTIVITÉ 4 CROQUIS 9 ACTIVITÉ 5 MAQUETTE 12 ACTIVITÉ 6 ESTIMATION DE LA QUANTITÉ DE PLASTIQUE ÉCONOMISÉE 13 ACTIVITÉ 7 DESSIN DE VOTRE NOUVELLE TÉLÉCOMMANDE 14 ANNEXE 1 LES PROJECTIONS ORTHOGONALES 15 ii

4 Informations générales Liste de matériel : La liste suivante énumère tout le matériel et les ressources nécessaires pour compléter l outil d expérimentation de 5 heures sur le dessin et le design industriels : Guide des activités Ordinateur multimédia 1 x gratuiciel QCad 1 x ensemble de 8 contenants de pâte à modeler de différentes couleurs 1 x tablette de papier quadrillé de 8 ½" x 11" 1 x tablette de papier calque 8 ½" x 11" 1 x règle en millimètre (300) 1 x ensemble de 24 crayons de couleur 1 x appareil photo numérique 1 x imprimante Conception : M. Alain Bergeron enseignant au CFP de Neufchâtel en dessin industriel Mme Pierrette Grondin enseignante au CÉGEP de Sainte-Foy, techniques de design industriel Adaptation : Comité de validation pédagogique des guides des activités PPO Sites Internet : Banque d images : Tutoriel du gratuiciel QCad : 1

5 Introduction Cet outil vous permettra d explorer les secteurs du dessin industriel et du design industriel en vous initiant au processus de développement d un produit fabriqué industriellement, soit une télécommande moulée en plastique. Dès l activité 1, une image d une télécommande vous sera présentée. Malheureusement, cette télécommande ne répond plus au besoin des clients d aujourd hui. Vous recevrez le mandat de la modifier afin de la rendre plus conviviale et accessible. La télécommande actuelle a besoin d être modifiée de plusieurs façons. C est maintenant à vous de jouer! Voici les dimensions de la coquille de la télécommande : longueur de 200 mm, largeur de 90 mm et hauteur de 20 mm. L épaisseur des différentes parois est de 3 mm. Figure 1 : Dimensions de la coquille de la télécommande L expérimentation se divise en sept activités : 1- Relevé du modèle de la télécommande; 2- Dessin à l aide du gratuiciel Qcad; 3- Estimation du volume, de la masse et du prix; 4- Croquis; 5- Maquette; 6- Estimation de la quantité de plastique économisée; 7- Dessin de votre nouvelle télécommande à l aide du gratuiciel Qcad. 2

6 Activité 1 Relevé du modèle Matériel nécessaire : Tablette de papier quadrillé 8 " x 11 "; Règle en millimètres; Annexe 1 : Les projections orthogonales. À l aide des dimensions de la coquille et de la télécommande (voir page suivante), vous devez faire le croquis de la télécommande en projections orthogonales (vue de face, vue de dessus, vue de droite) sur une feuille de papier quadrillé selon les dimensions de la coquille de la télécommande. N oubliez pas d inclure toutes les mesures (cotes). Il ne faut pas inclure les boutons et le dessus de la télécommande dans votre croquis. Rappelez-vous que les parois de chaque côté de la télécommande et la face du dessous de la télécommande ont une épaisseur de 3 mm. Référez-vous à l annexe 1 pour dessiner vos projections orthogonales. Note : Vos projections orthogonales doivent être identiques au modèle de la coquille de la télécommande de la page suivante. Vous pouvez utiliser les carrés de votre papier quadrillé afin de respecter les proportions de la pièce. (Par exemple : 1 carré = 10 mm). 3

7 Dimensions de la coquille et de la télécommande Figure 1 : Dimensions de la coquille de la télécommande Figure 1 : Dimensions de la coquille de la télécommande Figure 2 : Dimensions de la télécommande 4

8 Activité 2 Dessin de la télécommande Matériel nécessaire : Ordinateur Gratuiciel QCad Annexe 1 : Les projections orthogonales Annexe 2 : Guide de réalisation du dessin de la coquille de la télécommande Tutoriel : Imprimante (facultative) Après avoir réalisé le croquis en projections orthogonales de la coquille de la télécommande sur une feuille de papier quadrillé, vous devez reproduire le dessin de la coquille de la télécommande à l aide du gratuiciel de dessin QCad. Vous disposez uniquement de votre croquis, à titre de référence, et des informations des annexes 1 et 2. Référez-vous à l annexe 1 : Les projections orthogonales pour dessiner vos projections orthogonales et à l annexe 2 : Guide de réalisation du dessin avec le gratuiciel Qcad pour la reproduction du dessin à l ordinateur. Aussi, référez-vous au besoin à l adresse Internet suivante : Note : Vous retrouverez le corrigé de l activité 2 à l annexe 3. 5

9 Activité 3 Estimations du volume, de la masse et du prix de la coquille de la télécommande Matériel nécessaire : Tablette de papier quadrillé 8 ½" x 11" Cette troisième activité consiste à faire les estimations du volume, de la masse et du prix de la coquille de la télécommande. Pour faire ces estimations, vous devrez d abord réaliser le dessin de fabrication de la coquille de la télécommande à l aide du gratuiciel de dessin Qcad. Le plastique utilisé est le polyéthylène basse densité (LDPE) Considérez que la télécommande est vide et qu elle a les dimensions ci-dessous. Aussi, ne tenez pas compte des boutons et du dessus de la télécommande. Dimensions de la télécommande : longueur de 200 mm, largeur de 90 mm et hauteur de 20 mm. L épaisseur des différentes parois est de 3 mm. Consignes : 1- Calculez le volume total de plastique nécessaire à la fabrication de la coquille de la télécommande. Exprimez votre réponse en (mm 3 ). Indiquez la formule. 2- Établissez la masse totale de la coquille en kilogrammes (kg), considérant que le plastique utilisé a une masse volumique de 0,8 gramme/cm 3 et que la masse totale se calcule ainsi : Masse volumique x Volume total de l objet. 3- Déterminez le coût du matériau utilisé, considérant que le LDPE vaut 3,2 /gramme. Indiquez la formule. Inscrivez vos réponses sur la fiche de l élève à la page suivante. 6

10 Fiche de l élève Activité 3 Plastique utilisé : Le polyéthylène basse densité (LDPE) Masse volumique : 0,8 gramme/cm 3 Coût : 3,2 /gramme Formules : Calcul du volume total : Calcul de la masse totale : Calcul du coût total : 7

11 Corrigé Activité 3 Plastique utilisé : Le polyéthylène basse densité (LDPE) Masse volumique : 0,8 gramme/cm 3 Coût : 3,2 /gramme Formules : Volume d un prisme rectangulaire = Base x Longueur x Hauteur Masse volumique = Masse totale Volume total Masse totale = Masse volumique x Volume total 1 cm 3 = 1000 mm 3 Calcul du volume total : Volume du prisme rectangulaire = B x L x H = 200 mm x 90 mm x 20 mm = mm 3 Volume du trou = B x L x H = 194 mm x 84 mm x 17 mm = mm 3 Dimensions du trou : Base = 200 mm 3 mm 3 mm = 194 mm Longueur = 90 mm 3 mm 3 mm = 84 mm Hauteur = 20 mm 3 mm = 17 mm Volume du prisme rectangulaire - Volume du trou = Volume total mm mm 3 = mm 3 *** On doit connaître le volume total en cm 3 pour l utiliser dans la formule de la masse volumique. Donc, le volume total = mm 3 / 1000 = 82,968 cm 3 Calcul de la masse totale : Masse totale = Masse volumique x Volume total Masse totale = 66,3744 grammes = 0,8 gramme/cm 3 x 82,968 cm 3 Masse totale = 66,3744 grammes Calcul du coût total : 3,2 /gramme x 66,3744 grammes = 212,40 ou 2,12$ 8

12 Activité 4 Croquis Matériel nécessaire : Tablette de papier-calque 8 ½" x 11"; Tablette de papier quadrillé 8 ½" x 11"; Crayons de couleur (24); Dessin d une main (voir page 11 de ce document). La télécommande actuelle a besoin d être modifiée de trois façons : 1. Ses formes doivent être adaptées à celles de la main, car elle n est pas agréable à utiliser. 2. Son design et ses couleurs ne répondent pas aux goûts des consommateurs. 3. Sa taille doit être réduite, car une trop grande quantité de plastique est nécessaire pour sa fabrication. Le croquis est un outil efficace pour chercher des solutions, car il permet d exprimer rapidement des idées. 1- Pour adapter la forme de la télécommande à celle de la main, glissez le dessin de la main sous une feuille de papier calque puis dessinez une nouvelle télécommande dont la forme vous semble confortable. Vous devez penser à : la position des doigts; l accessibilité aux touches; la facilité de diriger et d utiliser la télécommande d une seule main. 2- Pour transformer l allure de la télécommande, glissez le dessin de la main, que vous retrouverez à la suite de l activité (page 11), et le dessin que vous avez réalisé sous une nouvelle feuille de papier calque afin d améliorer la nouvelle télécommande. Pensez à des formes et à des couleurs qui s agencent aux appareils électroniques vendus actuellement dans les magasins. 9

13 3- Pour vous assurer que la taille de la nouvelle télécommande soit inférieure à celle de l ancienne télécommande, glissez le dessin de l ancienne télécommande que vous avez réalisé lors de l activité 2 (pour la vue de dessus) sous une nouvelle feuille de papier calque et dessinez la nouvelle télécommande par-dessus l ancienne en respectant les vues orthogonales. 4- Dessinez, sur du papier quadrillé, la nouvelle télécommande en projections orthogonales (vue de face, vue de dessus et vue de côté). 5- Conservez ces dessins, car ils seront indispensables à la réalisation des prochaines activités. 10

14 Dessin d une main 11

15 Activité 5 Maquette Matériel nécessaire : Pâte à modeler (plusieurs couleurs); Règle en millimètres; Appareil photo numérique; Ordinateur; Imprimante (facultative). La maquette est un outil efficace pour valider une idée. Elle permet d obtenir rapidement la version concrète du concept imaginé. Pour être efficace, la maquette doit représenter les dimensions et les détails de la télécommande avec précision. Sa réalisation se fait en trois étapes : 1. Sculptez la forme générale de la télécommande dans la pâte à modeler. 2. Vérifiez si les formes de la maquette en pâte à modeler sont identiques à celles illustrées sur les dessins de la nouvelle télécommande conçue lors de l activité 4. Si les formes ne sont pas identiques, il faudra les modifier. 3. Vérifiez si les dimensions de la maquette en pâte à modeler sont identiques à celles illustrées sur le dessin des vues orthogonales de la télécommande conçue lors de l activité 4. Si elles ne le sont pas, vous devez les modifier. Lorsque la maquette est terminée, prenez-la dans votre main puis faites comme si vous l utilisiez. Est-elle agréable à utiliser? Est-elle agréable à regarder? Est-elle plus petite que l ancienne télécommande? Photographiez la maquette en la tenant dans votre main comme si vous l utilisiez pour actionner un appareil. Si possible, imprimez une copie de l image obtenue. 12

16 Activité 6 Estimation de la quantité de plastique économisée Matériel nécessaire : Règle en millimètres Il est désormais possible de calculer la quantité de plastique qui sera économisée par la nouvelle télécommande. Pour ce faire, utilisez les dimensions obtenues sur le dessin des vues orthogonales de la nouvelle télécommande. Combien de plastique avez-vous économisé? N.B. Vous pouvez vous servir des formules utilisées à l activité 3. 13

17 Activité 7 Dessin de votre nouvelle télécommande Matériel nécessaire : Ordinateur; Gratuiciel QCad; Annexe 1 : Les projections orthogonales; Annexe 2 : Guide de réalisation du dessin de la coquille de la télécommande; Tutoriel : Imprimante. Il est désormais possible de réaliser, à l aide du gratuiciel Qcad, les projections orthogonales de votre nouvelle télécommande. Pour effectuer ces dessins, inspirez-vous des étapes présentées à l activité 2. Une fois le dessin réalisé, imprimez-le. Au besoin, référez-vous à l annexe 1 : Les projections orthogonales pour vous aider à dessiner les projections orthogonales. Aussi, référez-vous à l adresse Internet suivante : 14

18 Annexe 1 : Les projections orthogonales La technique de dessin en projections orthogonales permet de réaliser des représentations d objets en dimensions proportionnelles. Ainsi, on place des mesures sur le dessin. Cette stratégie de dessin consiste à placer l objet à reproduire dans une boîte imaginaire dont les parois seraient transparentes. Chaque côté de la boîte porte un nom. Ici, nous utiliserons seulement 3 côtés de cette boîte (DESSUS, FACE, DROITE). Objet à reproduire Charnières Objet à reproduire placé à l intérieur de la boîte Alain Bergeron,

19 Maintenant, nous allons projeter les images de l objet sur chaque paroi de la boîte. Alain Bergeron, 2007 Ensuite, nous allons déployer les 3 côtés de la boîte grâce aux charnières. Ainsi, la paroi de dessus se positionne en haut de celle de face et la paroi de droite se positionne à droite de celle de face (Voir ci-dessous). Nous avons donc 3 dessins qui représentent l objet avec ses dimensions exactes. 3 dessins à plat Alain Bergeron,

20 Il est facile de dessiner les projections orthogonales sans avoir recourt à la boîte. Il suffit de dessiner la vue de face avec les bonnes dimensions. Par la suite, en utilisant des lignes de constructions et une ligne de rappel, nous sommes en mesure de réaliser les 2 autres vues. Ligne de rappel (Dessinée à 45 degrés) Lignes de construction Dimensions réelles prises sur la pièce : la hauteur, la longueur et la profondeur. Alain Bergeron,

21 Maintenant, nous pouvons représenter les éléments cachés tels que le trou (Voir vue de dessus). Pour ce faire, nous utilisons des lignes tiretées (cachées) afin de les illustrer. Le centre du trou est représenté par une ligne d axe. Alain Bergeron,

22 Pour terminer, nous pouvons éliminer les lignes de la boîte, celles de construction et celles de rappel. Ensuite, il faut placer les cotes ou les dimensions nécessaires pour fabriquer la pièce. diamètre 60 R = rayon O = diamètre Les valeurs sont en millimètres (mm). Alain Bergeron, 2007 Voilà, vous pouvez maintenant réaliser le croquis de la télécommande! 19

23 Annexe 2 : Guide de réalisation du dessin de la coquille de la télécommande Procédure pour réaliser le dessin de la coquille de la télécommande avec le gratuiciel Qcad fourni en classe. 1. Démarrez le gratuiciel QCad : *** Voir la démonstration vidéo : Démarrer QCad Andrew Mustun, Enregistrez le dessin : *** Voir la démonstration vidéo : Enregistrer un fichier Andrew Mustun, Comment ajuster vos paramètres? *** Voir la démonstration vidéo : Ajuster vos paramètres Andrew Mustun, Voyez quelques commandes utiles : *** Voir la démonstration vidéo : Quelques commandes utiles Andrew Mustun, Dessinez la télécommande : *** Voir la démonstration vidéo : Dessiner la vue de face Andrew Mustun,

24 *** Voir la démonstration vidéo : Dessiner la vue de côté Andrew Mustun, *** Voir la démonstration vidéo : Dessiner la vue de dessus Andrew Mustun, Réalisez la cotation du dessin : a. Coter les vues tel qu indiqué ci-dessous (suggestion). *** Voir la démonstration vidéo : Coter votre dessin. Andrew Mustun, Enregistrez à nouveau votre dessin. Bravo! Votre dessin est terminé. 21

25 Annexe 3 : Corrigé des activités 1 et 2 22

26 Fiche descriptive Description de l'outil Cet outil vous permettra d expérimenter les secteurs suivants : Dessin industriel et Design industriel. Cette expérimentation vous initiera au processus de développement d un produit fabriqué industriellement : une télécommande moulée en plastique. Activité 1 : Relevé du modèle Activité 2 : Dessin de la télécommande à l aide du logiciel QCad Activité 3 : Estimation du volume, de la masse et du prix de la télécommande Activité 4 : Croquis Activité 5 : Maquette Activité 6 : Estimation de la quantité de plastique économisée Activité 7 : Dessin sur QCad de votre nouvelle télécommande Activité 8 : Dessin de votre télécommande en 3D Niveau Expérimentation Programmes concernés Veuillez noter que la notion de "programmes concernés" est considérée au sens large du terme. Nous avons pris soin de considérer tout programme pouvant toucher de près ou de loin la ressource. Programmes concernés DEP Dessin industriel Programmes concernés DEC Techniques de design industriel 1

27 Programmes concernés BACC Design : orientation design industriel Design de l'environnement Secteurs d'intérêts Arts, culture, design Production manufacturière et équipement industriel Types de supports Texte Autres Auteur Alain Bergeron et Pierrette Grondin Informations techniques Support du matériel Langue Version Spécifications techniques requises Site Internet Imprimés Microsoft Word QCad Autres Français 2.0 Nécessite le gratuiciel QCad Informations légales Coût d'utilisation Droits d'auteur Oui Non Restrictions Il est fortement recommandé de dessiner votre télécommande en 3D en vous servant du gratuiciel QCad. Il est fortement recommandé de visionner les tutoriels à l'adresse suivante : 2

28 Inventaire 1 x gratuiciel QCad 1 x ensemble de 8 contenants de pâte à modeler de différentes couleurs 1 x tablette de papier quadrillé de 8 ½" x 11" 1 x tablette de papier calque 8 ½" x 11" 1 x règle en millimètre (300) 1 x ensemble de 24 crayons de couleur 1 x appareil photo numérique