Design et contraintes : exercices corrigés de Seconde CIT

A parle d'un coût de fabrication : c'est une contrainte économique.

B fixe un encombrement lié à la façon dont les élèves transportent l'objet : c'est une contrainte d'usage, donc liée aux utilisateurs.

C concerne la fin de vie du matériau : c'est une contrainte de développement durable.

D renvoie à des règles qui s'imposent au produit : c'est une contrainte réglementaire.

E dépend du public visé (des élèves de 6e) : c'est une contrainte d'usage et de public.

F limite les moyens de fabrication disponibles : c'est une contrainte de réalisation.

Conversion : $120\ \text{g} = 0{,}12\ \text{kg}$.

Coût matière d'un boîtier : $0{,}12 \times 18 = 2{,}16$ €.

Coût matière de la série : $2{,}16 \times 500 = 1\,080$ €.

Vérification d'ordre de grandeur : 500 boîtiers de 0,12 kg font 60 kg de plastique, soit $60 \times 18 = 1\,080$ €. Les deux calculs concordent.

Limite imposée : 400 g au total.

Masse déjà utilisée : $250 + 90 = 340$ g.

Masse disponible pour la tête : $400 - 340 = 60$ g.

Interprétation : la tête de lampe doit peser 60 g au plus, câble compris.

Épaisseur du colis : $18 + 2 \times 2 = 22$ mm.

Comparaison avec la fente : $22 \le 25$, donc le colis passe.

Marge restante : $25 - 22 = 3$ mm.

Remarque de conception : 3 mm de marge laissent peu de place à une déformation du carton ; il ne faut donc pas dépasser 22 mm d'épaisseur pour garder cette tolérance.

Assemblage : $\dfrac{8}{60} \times 21 = 2{,}80$ €.

Coût de revient total : $11{,}50 + 2{,}80 + 1{,}20 = 15{,}50$ €.

Marge au prix maximal : $29 - 15{,}50 = 13{,}50$ €.

Lecture du résultat : plus le coût de revient baisse, plus la marge augmente sans toucher au prix de vente.

Score de A : $3 \times 3 + 2 \times 4 + 1 \times 2 = 9 + 8 + 2 = 19$.

Score de B : $3 \times 4 + 2 \times 2 + 1 \times 5 = 12 + 4 + 5 = 21$.

Comparaison : $21 > 19$, donc B l'emporte avec 2 points d'écart.

Contrôle de robustesse : si la légèreté passait au coefficient 4, A vaudrait $9 + 16 + 2 = 27$ et B vaudrait $12 + 8 + 5 = 25$. Le choix dépend donc des coefficients.

« Léger » : critère = masse ; niveau = 120 g au plus ; vérification = pesée sur une balance.

« Pas cher » : critère = coût matière ; niveau = 3 € au plus ; vérification = somme des coûts des matières utilisées.

« Solide » : critère = tenue en charge ; niveau = supporte un téléphone de 250 g sans plier ; vérification = essai avec une masse de 250 g posée 1 minute.

« Joli » : critère subjectif ; on le rend vérifiable par un vote : au moins 7 camarades sur 10 le jugent attrayant parmi trois propositions.

« Facile à fabriquer » : critère = temps et outils ; niveau = réalisable en moins de 30 minutes avec les machines de l'atelier ; vérification = chronométrage sur un prototype.

Contradictions possibles : « solide » et « léger » (plus de matière pèse plus lourd), « joli » et « pas cher » (une finition soignée coûte du temps). Il faudra arbitrer et noter ce choix dans le cahier des charges.

Contrainte à l'origine du changement : une contrainte réglementaire de sécurité pour les jeunes enfants. Le programme prévoit d'identifier ce type de contrainte dans l'étude de l'évolution des produits.²

Modification 1 : bouton central plus gros, donc plus de matière et une forme différente.

Modification 2 : vernis conforme à la règle à la place de la peinture, donc un procédé de finition à changer.

Conséquence sur le coût : un peu plus de matière et un vernis spécifique font monter le coût de revient ; l'effet se chiffre avec une méthode comme celle de l'exercice 2.

Conséquence sur l'usage : la toupie est plus sûre ; la prise en main change peut-être, il faut donc la retester avec le public visé.