3e · Technologie

Contrôle n°2 — La modélisation et la simulation numérique

Évaluation sur l'utilisation des outils numériques pour modéliser, simuler et représenter des solutions techniques.

1h · Difficile · 3 exercices · Barème sur 20 points

Entraînement généré par IA — vérification pédagogique complète non acquise.

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Sujet

Travaille d’abord sans consulter le corrigé. Note tes réponses et les étapes de ton raisonnement.

Exercice 1 — Intérêts de la simulation (8 points)

Pour concevoir la structure d'un pont piétonnier dans un parc, les ingénieurs utilisent un logiciel de simulation. 1. Cite deux avantages de la simulation numérique par rapport à la construction d'un prototype réel pour tester la résistance du pont. 2. Donne un exemple de paramètre que l'on peut faire varier facilement dans une simulation et explique pourquoi c'est utile. 3. Quelle est la limite principale d'une simulation ?

Exercice 2 — Lecture d'une modélisation 3D (7 points)

Observe cette description textuelle d'une pièce modélisée en 3D pour une imprimante : "Pièce 'Support_telephone.stl'. Longueur : 120 mm. Largeur : 80 mm. Épaisseur : 15 mm. Présence d'un logement circulaire (diamètre 10 mm) pour un câble et de quatre trous de fixation (diamètre 5 mm)." 1. Quel est le nom du fichier ? Quel logiciel a probablement été utilisé pour le créer ? 2. Calcule le volume maximal de plastique nécessaire pour imprimer cette pièce pleine (sans les trous). Donne le résultat en cm³. 3. À quoi servent les trous de fixation de 5 mm de diamètre ?

Exercice 3 — Vrai ou Faux ? (5 points)

Indique si les affirmations sont Vraies (V) ou Fausses (F). 1. Un fichier STL contient uniquement des informations sur la forme géométrique d'un objet, pas sur sa couleur. 2. La réalité augmentée superpose des informations numériques à la vue du monde réel. 3. Une maquette numérique interactive permet de modifier les propriétés physiques (comme la masse) d'un objet en temps réel. 4. Le prototypage rapide, comme l'impression 3D, rend toujours inutile la phase de simulation.

Corrigé et barème

Le total du barème est de 20 points. Les réponses rédigées admettent plusieurs formulations pertinentes ; compare le raisonnement, pas seulement les mots.

Exercice 1 — Intérêts de la simulation : 8 points

1. Avantages : coût bien inférieur (pas de matériaux, main d'œuvre), gain de temps considérable, possibilité de tester des conditions extrêmes (tempête, surcharge) sans risque. 2. Exemple de paramètre : le matériau (acier, béton, bois) ou la charge maximale (nombre de personnes). C'est utile pour comparer rapidement plusieurs solutions et choisir la plus adaptée (coût/résistance). 3. Limite principale : la simulation n'est qu'un modèle mathématique. Elle dépend de la qualité des données d'entrée et des hypothèses. Elle ne remplace pas totalement un test réel sur prototype final.

Exercice 2 — Lecture d'une modélisation 3D : 7 points

1. Nom du fichier : Support_telephone.stl. Logiciel probable : un logiciel de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) comme FreeCAD, SolidWorks, Tinkercad. 2. Volume = Longueur x Largeur x Épaisseur. 120 mm = 12 cm, 80 mm = 8 cm, 15 mm = 1.5 cm. Volume = 12 x 8 x 1.5 = 144 cm³. 3. Les trous de fixation permettent de visser ou de fixer ce support sur un autre élément (un mur, un bureau, un support de voiture) à l'aide de vis ou de boulons.

Exercice 3 — Vrai ou Faux ? : 5 points

1. Vrai. Le format STL décrit la surface d'un objet par un maillage de triangles. 2. Vrai. C'est la définition de la réalité augmentée (ex : filtres Snapchat, IKEA Place). 3. Vrai. C'est l'un des intérêts des logiciels de simulation : tester l'influence de différents paramètrès. 4. Faux. La simulation permet de tester virtuellement de nombreuses options avant de fabriquer un prototype, même rapide, ce qui économise temps et matiere.

Comprendre, puis réessayer

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