Date : Nom : Classe de 3°

Le Distributeur Automatique de Croquettes

🐱 Scénario

Distributeur automatique

Tu travailles dans un bureau d'études spécialisé dans les objets connectés pour animaux de compagnie. Une start-up nommée PetTech te contacte.

Définition du besoin exprimé par le client PetTech

La société PetTech souhaite développer un distributeur automatique de croquettes pour chats et petits chiens. Ce produit doit permettre de nourrir l'animal automatiquement à des heures programmées, même en l'absence du propriétaire.

Le cahier des charges initial précise que le distributeur devra :

distribuer des portions programmables (de 10g à 100g),
permettre de programmer jusqu'à 4 repas par jour,
avoir une autonomie d'au moins 2 semaines (réservoir),
être facile à nettoyer (matériaux alimentaires),
avoir un prix de vente inférieur à 80 €,
respecter les normes CE et alimentaires.

Tu prends en compte leur demande et tu commences l'analyse fonctionnelle du produit.

Trace la bête à cornes de cet objet :

À qui rend-il service ?

Sur quoi agit-il ?

Distributeur
de Croquettes

Dans quel but ?

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Fonctions de service

📖 Voir la définition dans le glossaire (page 5)

Écris les fonctions de service du distributeur d'après le besoin exprimé par le client :

Fonction de service	Intitulé (verbe + complément)
FP1
FC1
FC2
FC3
FC4
FC5

Diagramme pieuvre

📖 Voir la définition dans le glossaire (page 5)

Représente le diagramme pieuvre du distributeur :

Propriétaire

Animal
(chat/chien)

Croquettes

Normes
CE

Prix

Environnement

Distributeur
de
Croquettes

FP1

FC1

FC2

FC3

FC4

FC5

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Expression fonctionnelle du besoin (Cahier des charges)

📖 Voir la définition dans le glossaire (page 5-6)

Remplis le tableau de l'expression fonctionnelle du besoin :

Fonction de service	Critère d'appréciation	Niveau d'exigence
FP1


FC1
FC2
FC3
FC4
FC5

Fonctions techniques et solutions techniques

📖 Voir la définition dans le glossaire (page 5)

Remplis le tableau des fonctions techniques et des solutions techniques :

Fonction de service	Fonctions techniques	Solutions techniques
FP1

Proposition de prototype

Voilà, le principal de l'étude du distributeur est effectuée et tu proposes à la société PetTech de concevoir un prototype de distributeur gris :

en forme de cylindre de dimensions : diamètre 20 ± 2 cm, hauteur 35 ± 3 cm,
son prix sera inférieur à 80 €,
il sera équipé d'un écran LCD et de boutons de programmation,
il respectera les normes de sécurité CE et alimentaires,
son matériau sera du plastique ABS alimentaire (sans BPA).

Maquette numérique

Une maquette numérique est alors créée en utilisant un modeleur volumique comme Sketchup ou Solidworks...

Exemple de solution technique pour le distributeur :

Vue éclatée : composants du distributeur

Vue assemblée avec dimensions

💡 À retenir : La maquette numérique permet de visualiser l'objet en 3D, de vérifier les dimensions et de préparer la fabrication (impression 3D, injection plastique...).

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📚 Glossaire

Fonction d'usage d'un objet : on trouve la fonction d'usage d'un objet en se posant la question : À quoi sert l'objet ?

Fonction d'estime d'un objet : la fonction d'estime est liée au goût de l'utilisateur. La fonction d'estime est en rapport étroit avec le style de l'objet (forme, matières, modes, couleurs...). On l'obtient en posant la question : Est-ce que l'objet me plaît et pourquoi il me plaît ?

Principe de fonctionnement : cela revient à répondre à la question « comment ça marche ? » Il peut s'expliquer par un texte, un dessin...

Critères de choix d'un objet technique : caractéristique à laquelle on se réfère ou sur laquelle on se base pour choisir, classer, sélectionner quelque chose.

Fonction technique : un objet technique possède plusieurs parties qui ont chacune un rôle différent et complémentaire ; elles remplissent chacune une fonction technique. Elle s'écrit généralement sous la forme d'un verbe suivi d'un complément.

Solution technique : une solution technique est une réponse concrète à une fonction technique. Plusieurs solutions techniques peuvent satisfaire une même fonction technique.

Bloc fonctionnel : il est constitué d'un ensemble de plusieurs composants assurant ensemble une fonction technique de l'objet. Il reprend généralement le nom de la fonction technique associée, souvent résumé en un verbe d'action.

Fonction de service : elle représente une action de l'objet technique pour répondre à un besoin de l'utilisateur. Comment l'écrire : on utilise un verbe à l'infinitif qui dit ce que fait l'objet suivi par un complément sur qui ou sur quoi agit l'objet.
Les fonctions d'usage, d'estime et contrainte sont des fonctions de service.
On répartit généralement les fonctions de service en fonctions principales et fonctions contraintes.

Fonction principale : c'est une fonction de service qui justifie la création de l'objet (elle correspond en général à la fonction d'usage).

Fonction contrainte : c'est une fonction de service qui adapte le produit au milieu extérieur et limite les libertés du concepteur (normes, sécurité, prix...).

Le diagramme pieuvre : c'est un outil graphique qui permet de représenter les fonctions de service d'un objet avec une grande rapidité de compréhension. Il constitue la première phase de conception d'un objet débouchant sur l'édition du cahier des charges fonctionnel. Il est utilisé par les concepteurs : techniciens et ingénieurs en recherche et développement.

Le cahier des charges fonctionnel (CdCF) encore appelé simplement cahier des charges est utilisé pour préparer et suivre le développement ainsi que la réalisation d'un produit. Il sert de référence et de base de négociation entre le client et le fournisseur.
Il est utilisé pour tous les types de produits : produits industriels, prestations intellectuelles, etc.

Il comprend 2 parties :

la présentation du problème qui présente le cadre du projet (contexte du projet, description du besoin, le marché du produit ou du service, la clientèle visée et le fournisseur, les objectifs du projet...),
l'expression fonctionnelle du besoin qui regroupe dans un tableau :
- les fonctions de service que le produit doit assurer,
- les critères d'appréciation pour chaque fonction de service qui permettent d'apprécier comment la fonction est remplie,
- et les niveaux d'exigence qui sont les valeurs à atteindre par le critère pour que la fonction soit réalisée.

🛴 Exemple avec une trottinette électrique

Fonction d'usage : se déplacer sur le sol de manière autonome

Fonctions d'estime : la couleur, le design, la marque...

Principe de fonctionnement : une trottinette électrique est mue par un moteur électrique alimenté par une batterie. L'utilisateur contrôle la vitesse avec une gâchette et freine avec un levier.

Critères de choix d'une trottinette : l'autonomie, la vitesse max, le poids, le prix, la taille des roues...

Fonctions techniques : propulser la trottinette, diriger la trottinette, freiner la trottinette, stocker l'énergie...

Bloc fonctionnel : pour propulser la trottinette, c'est le groupe de composants suivant qui intervient : propulsion.

Une solution technique pour la fonction technique « propulser la trottinette » est le moteur brushless dans la roue. Dans ce cas, le bloc fonctionnel nommé « propulsion » est constitué des éléments suivants : batterie, contrôleur, moteur, roue...

Fonctions de service de la trottinette :

FP1 : la trottinette permet de déplacer l'utilisateur sur un sol
FC1 : plaire à l'utilisateur
FC2 : respecter les normes de sécurité
FC3 : être accessible financièrement
FC4 : doit respecter l'environnement

Expression fonctionnelle du besoin (exemple trottinette) :

Fonction de service	Critère d'appréciation	Niveau d'exigence
FP1	Autonomie	25 km minimum
FP1	Vitesse maximale	25 km/h (norme)
FC1	Couleur	Noir mat
FC2	Présence de feux	Oui (avant + arrière)
FC3	Prix	Inférieur à 400 €
FC4	Batterie recyclable	Oui