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Technologie collège - projet 3e : Maison ergonomique
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Projet 3e "Maison Ergonomique"
Travail de recherche, communication et réflexion sur le thème de l'habitat / domotique / ergonomie
responsable du projet : Nicolas PAULIN

Il s'agit, pour vous et votre classe, de décrire en détails les spécifications techniques de votre maison idéale et ses différents aménagements. Chaque équipe (groupes de 4 à 5 élèves) étudiera un sujet précis et devra réaliser sa propre maquette numérique. L'ensemble sera publié sur un site internet.

Le site sera créé sur Blog-City.info, dans la catégorie "Technologie" - "Habitat & Ouvrages"


LES DIFFERENTES ETAPES DE TRAVAIL

1- Constitution des équipes / choix du sujet


Chaque équipe choisit 1 sujet (6 équipes pour 6 sujets) :
Bureau, Chambre, Cuisine, Salle de bain/WC, Séjour/Salon ou Maison/Jardin.

Bureau : lieu calme et propice au travail intellectuel.
Equipements : bibliothèque, bureau, rangement & classement intelligent, ordinateur, corbeille à papier, etc...
Pbs à résoudre : posture / confort pour travailler, fatigue visuelle (ordinateur), tendinite (syndrome de la souris), retrouver facilement un document, toutes les petites choses qui dérangent, etc...

Chambre : lieu très calme et propice au repos.
Equipements : lit, descente de lit, table de nuit, réveil, rangement intelligent, dressing, etc...
Pbs à résoudre : posture / confort pour dormir, respiration/allergies, trouver le sommeil, bruits gênants, petit besoin, cauchemar, stress du réveil, s'informer dans le noir, gestion du linge sale, etc...

Cuisine : lieu sécurisé et propice aux activités culinaires. On peut également y prendre son petit déjeuner.
Equipements : rangement intelligent à accès facile, plan de travail, petit et gros électroménager "cuisine",
eau courante, système d'évacuation des eaux usées, de la fumée, gestion des déchets, etc...
Pbs à résoudre : position confortable pour faire la cuisine, réussir sa recette/sa cuisson, brûlures, gestion des provisions, conserver les aliments, vaisselle, rangement, sécurité bébé, souris/insectes, etc...

Salle de bain + WC : lieu préservant l'intimité de chacun, destiné à l'hygiène et à la beauté du corps.
Equipements : rangement intelligent, pharmacie, miroir, baignoire, douche, pèse-personne, etc...
Pbs à résoudre : accès douche/baignoire, séchage, humidité, hygiène, odeurs, eaux usées, danger électrique, sécurité baignoire, brûlures, chutes, irritations du rasoir, etc...

Salle de Séjour + Salon : lieu de vie & détente disposant d'un bon éclairage naturel. On y prend ses repas.
Equipements : TV, Hifi, canapé, fauteuils, aquarium, rangement intelligent, etc...
Pbs à résoudre : confort pour manger, accueil des invités, menu, manque de pain/sel/eau, allergies, digestion, choix du programme TV, débarrasser la table, nettoyage, etc...

Maison/Jardin : Gros oeuvre + équipement collectif + aménagement extérieur.
Sujets à étudier :
Gros oeuvre : dalle, murs extérieurs, isolation, toiture
Equipement collectif : alarme(s), ventilation, réseau électrique, gestion de l'eau potable, de l'eau de pluie, des eaux usées, de l'énergie (solaire, géothermique, hydraulique, éolienne, gaz...), accès aux étages, etc.
Aménagements extérieurs : abri de jardin, boite aux lettres, niche du chien, portail, poubelle extérieure, allée(s), système d'éclairage, d'arrosage, d'entretien de la pelouse, des haies, etc...

Chaque pièce dispose également d'un (ou plusieurs) système(s) d'éclairage artificiel, éclairage naturel, chauffage ou climatisation, ventilation, ouvertures (intérieur / extérieur)... Penser aussi au choix des vitrages, revêtement de sol, revêtement mural...

Tous les équipements (incluant le mobilier) sont ergonomiques, écologiques, multifonctions et "intelligents".

Chacun devra enfin choisir un rôle. Chaque équipe est ainsi constituée d'au moins 4 membres :

Membres
Responsabilités (*)
Chef de projet
► Analyse du besoin / Périmètre de l'étude / Cahier des charges
► Planning prévisionnel et suivi du projet (logiciel "Gantt Project")
► Arbitrage, coordination et motivation de l'équipe
Architecte
► Architecture / Design intérieur ou extérieur
► Disposition du mobilier intérieur ou des aménagements extérieurs
Responsable de commmunication
► Interlocuteur principal pour les interviews ou les prises de rendez-vous (collège, office de tourisme, mairie...)
Webmaster
► Structure et design du site internet
► Autorisations (photos, citations...) ; Remerciements (tous les acteurs) ; Liens vers les sources d'informations
(*) Ces responsabilités ne sont pas exclusives. Chaque responsable doit tenir compte des avis de chacun, et toutes les activités doivent rester ouvertes à l'ensemble de l'équipe.


2- Foire aux idées

Commencez par noter toutes les idées qui vous viennent spontanément...
puis consultez les guides et fiches pratiques "PDF" sur l'ordinateur.


3- Formuler le besoin

Il s'agit de se poser 3 questions : Qu'allez-vous réaliser exactement ? Pour qui et dans quel but ?

On part du principe que votre but est de créer une véritable maison – non pas de la construire, mais de proposer un vrai concept en développant une multitude d'idées.

C'est seulement après cette étape que chacun pourra consulter la partie « Production attendue ». En lisant ce descriptif, il s'agira pour chaque équipe de bien comprendre le contexte et d'extraire les éléments importants.
Ces éléments viendront compléter la liste d'idées préalablement établie par l'équipe.


4- Cahier des charges

Indiquez la liste des principales contraintes (exigences) à respecter pour la réalisation de votre projet.

Exemples :

Notre maison (ou notre pièce) ergonomique...
► devra être constituée de matériaux...
► devra pouvoir résister à...
► devra pouvoir accueillir...
► devra permettre à... de...
► devra avoir telle(s) qualité(s)

Notre site...
► devra avoir telle(s) qualité(s)
► devra permettre à... de découvrir, publier, modifier, réagir, communiquer...
► Pour cela, notre site contiendra les rubriques suivantes : … (voir « production attendue »)
► Pour réaliser notre site, nous disposerons de telle(s) catégorie(s) d'outil(s) / tel type de matériel


5- Plan de projet

Il s'agit d'ordonner toutes les phases de réalisation de votre site sur un planning :
► Dans un tableau : pour chaque phase, indiquer son numéro, son titre, sa durée (en H) et une éventuelle condition d'antériorité (numéro de la phase précédente)
► Sur un diagramme de Gantt (logiciel gratuit "Gantt Project" téléchargeable sur internet)


6- Architecture du site

Chaque groupe dispose d'une page web (sans limite de taille). Dans quel ordre allez-vous présenter votre travail sur votre page ? Définissez vos différentes rubriques, dans l'ordre.


7- Réalisation

Suivez votre planning, sans oublier de rédiger une synthèse après chaque séance de travail.


8- Recette finale

Chaque rubrique du site, une fois terminée, devra être validée par l'ensemble de l'équipe.


9- Présentation orale du projet

Vous aurez 15 mn pour présenter votre travail à l'ensemble de la classe, sous forme d'un exposé.


10- Rapport de projet

Rédigez un rapport en vous appuyant sur vos différentes synthèses. N'hésitez pas à vous exprimer : les points forts du projet, vos réussites, vos difficultés ; quelle expérience en tirez-vous ? Quels conseils donneriez-vous aux élèves de l'an prochain s'ils devaient réaliser le même projet ?

Suivi de projet : à l'issue de chaque sance de travail, chacun doit noter ce qu'il a fait exactement, et le chef de projet doit vérifier / mettre à jour le diagramme de Gantt.
PRODUCTION ATTENDUE (à publier sur votre site)


I- EVOLUTION DE L'HABITAT (PASSÉ-PRÉSENT)

► Date ou époque des premiers bureaux / cuisines / salles de bains / salles de séjours / chambres ?
(pour l'équipe "Maison/Jardin", choisissez une époque que vous avez envie d'étudier – ex : moyen-âge)

► Evolution des besoins : A l'époque, que recherchaient les habitants (quel genre d'ambiance, quels aménagements, quel genre de sécurité, de confort...) ? Pour combien de personnes ? Les équipements répondaient-il aux attentes de l'époque (y avait-il des problèmes techniques ou ergonomiques) ?

► Evolution des équipements : A l'époque, cette pièce était équipée de... ? Que manquait-il à votre avis ? A l'époque, il n'y avait pas de... On ne pouvait pas faire... Comparez : avantages ? inconvénients ?

► Evolution des matériaux : Comment ont évolué les matériaux (propriétés, origine des matières premières, impact sur l'environnement) ? Pensez aux murs, isolation, sol, plafond, toiture, portes, fenêtres, mobilier...
Avantages/inconvénients des matériaux de l'époque ?
Avantages/inconvénients des matériaux d'aujourd'hui ?

► Evolution des sources et types d'énergies : Comment ont évolué les sources d'énergies, la façon dont on la transforme et la façon dont on s'en sert (ex. chauffage, éclairage) ?
Comparez : avantages ? Inconvénients ? Impact sur l'environnement ?

Pour vous aider :

N'hésitez pas à poser des questions à vos parents ou grands parents.
Vous pouvez compléter vos idées en faisant des recherches sur internet, mais afin de respecter la loi sur la propriété intellectuelle, vous devez absolument écrire vos PROPRES phrases. Pensez aussi à citer vos sources d'informations.
Vous pouvez illustrer cette rubrique en ajoutant des cartes-postales anciennes. Vous en trouverez facilement sur le site delcampe.fr



II- VOTRE MAISON ERGONOMIQUE

IIa- Contraintes (vos exigences), Solutions techniques (vos propositions d'aménagements)

Il s'agit de dresser votre liste d'exigences à respecter pour la conception votre maison (ou votre pièce). Si vous avez déjà des idées pour satisfaire chacune de ces exigences, vous pouvez proposer des solutions techniques.

Ex :
► Contraintes de durée de vie :
... doit résister à...
... doit pouvoir supporter...
... doit automatiquement se protéger contre... en cas de...

► Contraintes de sécurité :
Les habitants doivent être protégés de...
... doit être protégé contre...
... doit automatiquement se déclencher en cas de...
... ne doit jamais... afin d'éviter de mettre en danger les habitants.

► Respect de l'environnement :
Les matériaux...
Les sources d'énergies...
L'apparence visuelle de la maison...

► Contraintes économiques :
... pour économiser l'énergie
Les matériaux...
L'entretien...

► Contraintes de fonctionnement :
La cuisine doit permettre à... de...
Les habitants doivent avoir la possibilité de...
Les habitants ne doivent pas être obligés de... pour...
Les habitants doivent pouvoir profiter de... sans avoir besoin de...
(expliquer aussi la contrainte liée au principe de la "maison intelligente")

► Critères ergonomiques à respecter (réfléchissez, faites des recherches et dressez une longue liste !) :
L'être humain a besoin de...
L'être humain n'aime pas...
L'être humain préfère... plutôt que...
L'être humain ne supporte pas / supporte mal...
L'être humain ne peut pas...
Certains être humains ne peuvent pas...
(pensez à ses qualités, ses défauts, ses faiblesses, ses habitudes, etc...)



IIb- Choix des matériaux de construction
Murs porteurs, Isolation, Cloisons, Plafond, Sol, Revêtement mural, Revêtement de sol, Charpente, Couverture, Clôture, Portes, Fenêtres, Vitrages, Volets, Canalisations, Sanitaires...

Pour chacun de ces éléments (uniquement ceux qui vous concernent), indiquez :
► Quels sont les inconvénients des matériaux actuels ?
► Quelles propriétés (qualités) attendez-vous des matériaux du futur (1) ?
► Choisir une solution technique à l'aide d'un tableau comparatif (2)

(1) exemples de propriétés : Adhérence, Brillance, Bruit au choc, Couleur / texture, Isolation phonique & thermique, Dureté, Elasticité, Esthétisme / aspect visuel, Facilité d'entretien, Imperméabilité, Inflammabilité, Masse volumique, Odeur, Oxydabilité, Recyclabilité, Résistance aux forces de compression / flexion / traction, Résistance aux chocs, Résistance à l'usure, Résistance aux insectes / humidité / moisissures, Rugosité, Souplesse, Sensation au toucher, Température de fusion, Toxicité (vapeurs), Transparence...

(2) choix d'une solution technique à l'aide d'un tableau comparatif :
Allez-vous accorder une priorité à l'écologie ? l'ergonomie ? la sécurité ? les coûts ? la solidité ? la durée de vie ? L'esthétique ? etc... Vous allez devoir faire des choix. Etablissez d'abord votre liste de critères de choix et classez-les par ordre d'importance en affectant un coefficient à chacun d'entre eux. Ainsi, lorsque vous devrez choisir une soution technique parmi une liste exhaustive de propositions (exemple : 4 critères de choix pour 6 types de revêtements de sol), il vous suffira de leur attribuer des notes puis de les comparer. En additionnant ces 4 notes (avec leur coefficient), vous obtiendrez une note globale. Le matériau qui obtiendra la meilleure note globale représentera pour vous le meilleur compromis.


Exemple : Revêtement de sol


Solutions techniques
Ergonomie
(x4)
Ecologie
(x3)
Durée de vie
(x1)
Faible coût
(x1)
Note globale
Commentaires
Moquette acrylique
8
4
5
8
57
+ Mat. issu du recyclage
- Mat. non renouvelable, Allergies
Moquette en laine
8
9
3
3
65
+ Confort, Mat. renouvelable
- Allergies, Craint les mites
Carrelage céramique
5
3
9
6
44
+/- Mat. très dur
- Nécessite bcp énergie
Carrelage en marbre
5
5
10
1
46
+ Mat. très dur
- Mat. non renouvelable, Très cher
Parquet en bois
6
10
6
5
65
+ Mat. renouvelable, Isolant
Revêtement en PVC
7
4
4
9
53
+ Mat. issu du recyclage
- Mat. non renouvelable


On tiendra compte des commentaires pour départager les solutions qui obtiennent des résultats assez proches. Ici, la moquette en laine et le parquet en bois arrivent à égalité (65 points chacun). Il convient alors d'analyser les commentaires afin de les départager.



IIc- Vos aménagements (ergonomiques et high tech)

1- Etablissez la liste des équipements qui vous concernent

Etablissez tout d'abord la liste des équipements spécifiques à VOTRE projet (voir "1- Choix du Sujet" au tout début)

2- Décrivez en détails chacun de ces équipements (n'hésitez pas à faire des dessins)

Rappel : chaque équipement doit être ERGONOMIQUE (donc adapté à l'homme) !

Rappels sur l'ergonomie :

Vos aménagements devront répondre aux BESOINS de l'homme : Confort, Eclairage, Hygiène, Besoin d'espace, Besoin de se sentir en sécurité, se nourrir, boire, se reposer, se divertir, se protéger de la pluie, du soleil... Besoin aussi de bouger (il ne peut pas rester longtemps immobile sur son siège, dans son lit...), d'être informé (heure, température, consommation électrique...), et même de ce que l'on appelle le "retour d'information" lorsqu'il actionne une commande (être informé d'une manière ou d'une autre que sa commande a bien été prise en compte).

Vos aménagements devront prendre en compte les DEFAUTS de l'homme : il fait des erreurs, il oublie des choses, il est très sensible à la symbolique des couleurs (ex : rouge = interdiction, chaleur, stop...), il n'aime pas lire (il préfère les images), il n'aime pas attendre (il se sent mieux si on lui indique le temps d'attente ou si on l'occupe), il n'aime pas faire d'efforts, il transpire quand il a trop chaud, il craint la chaleur, le froid, le bruit, il a une mauvaise vue, un mauvais odorat... Comment l'aider à surmonter tout cela ?

Souvenez-vous aussi que chaque personne est différente : il y a des grands, des petits, des droitiers, des gauchers, des handicapés, des malvoyants, des malentendants, etc... Pour prendre en compte la diversité des habitants, pensez au principe du siège réglable ou même de la télévision que chacun peut régler à sa façon.

En résumé, vos équipements doivent être confortables, faciles à comprendre et réglables. Les habitants doivent absolument se sentir bien, et pour cela, toutes les idées sont bonnes à prendre !



Pistes de réflexions :

Sources d'énergies (si possible gratuites et renouvelables : chaleur, mouvement...) ? où trouver cette énergie gratuite et comment la transformer ou la déplacer pour qu'elle puisse rendre service à l'être humain ?

Adapter l'environnement : rien ne vous interdit de délocaliser chaque pièce de la maison afin que celles-ci bénéficient d'un environnement parfaitement adapté aux activités pour lesquelles elles sont faites. N'hésitez pas à imaginer des lieux insolites, quitte à prévoir des moyens de transports spécifiques permettant aux habitants de s'y rendre rapidement à tout instant et sans effort. Expliquez dans ce cas quelles contraintes cela implique ; quelles solutions ; quels avantages / inconvénients... Sinon, vous pouvez vous contenter d'intégrer des éléments insolites dans votre maison ou votre pièce dans le but de détendre les gens par exemple. Pensez à la nature... C'est très futuriste, la nature.

Accessibilité, déplacement, adaptabilité : des éléments qui peuvent se déplacer, changer de taille (principe des rallonges d'une table), se séparer en plusieurs parties indépendantes et transportables...
Pensez aux services que peuvent rendre un simple rail, des roulettes, un tapis roulant, un tube, des billes, un câble de guidage, de l'hélium, un champ électromagnétique...

Les réseaux de distribution : Au 21e siècle, tout le monde est relié au réseau de distribution d'eau potable, d'électricité, parfois de gaz... Mais rien d'autre ! C'est très limité, vous ne trouvez pas ?

Le "Faire soi-même" : l'homme d'aujourd'hui a l'habitude de consommer ou utiliser uniquement ce qu'on lui propose, à savoir des produits "standards" (il n'a pas le choix). Et si les gens pouvaient fabriquer eux-mêmes les produits dont ils ont besoin, à l'aide d'un système d'assistance leur permettant de faire des choix et de piloter le processus de fabrication ? Le concept serait très ergonomique, non ?

La lumière naturelle est toujours préférable à une lumière artificielle. Pourquoi ? Quelle solution proposez-vous pour acheminer la lumière naturelle du soleil où on veut et à n'importe quel moment ?

Indiquer, informer : l'être humain a besoin de savoir, comprendre, vérifier... Bref, d'être informé de tout ce qu'il se passe dans la maison. Ex : quelles portes sont ouvertes ou fermées, où sont les clés, depuis combien de temps un appareil est en marche / ce qu'il consomme, l'heure du dernier repas du chien, la température de l'eau, la propreté d'un vêtement / conditions de lavage / date du dernier lavage, date limite de consommation d'un aliment / sa composition, état de santé, durée du sommeil, composition de l'air, taux d'humidité (air, sol), présence d'animaux nuisibles, contenu de la boite aux lettres, etc... L'information peut être sonore, lumineuse, électrique, WIFI... peut s'afficher à la demande ou pourquoi pas de façon systématique.

Vitrages, miroirs, objets transparents : pourquoi ne pas y intégrer de puissants systèmes optiques ou diverses formes d'assistance visuelle, un système informatique ainsi que des afficheurs 2D ou 3D ? Mais pour afficher quoi ?

Auto-apprentissage (mémoriser les habitudes des gens pour anticiper leurs besoins) : Si un système électronique enregistre dans sa mémoire tout ce qu'il détecte, il pourra s'adapter "intelligemment" aux habitudes de chaque habitant. Avez-vous des idées ?

Des systèmes intelligents (si... alors...) : l'objet peut-il réagir "intelligemment" à certains évènements ? ("si" un capteur mesure ou détecte tel événement, "alors" un actionneur réagit automatiquement en effectuant ceci ou cela).

- Vos capteurs vont peut-être mesurer ou détecter un choc, un mouvement, une vitesse, un bruit particulier, un mouvement, une odeur, une source de chaleur, une température, de la lumière, du vent, de l'eau, de la poussière, une présence...
- Une fois l'évènement détecté, un appareil va se mettre en marche pour "réagir". Racontez !

Ex : un canapé intelligent programmé ainsi : « SI le chien est affalé sur le canapé, ALORS celui-ci doit être immédiatement éjecté » (la présence du chien peut être détectée par un capteur de pression et de température)

► N'hésitez pas à vous projeter dans un FUTUR LOINTAIN et à ajouter des équipements multimédia afin de solliciter les 5 sens (images/lumières, son, odeurs...)



IId- Dessin

En 5e, vous avez suivi des cours de dessin 3D incluant les notions de "ligne d'horizon" et de "point de fuite". Une nouvelle occasion s'offre à vous d'exprimer vos talents artistiques en dessinant l'intérieur de votre pièce sur une feuille blanche au format A4. L'équipe "Maison/jardin" dessinera le plan général en 2D en tenant compte du travail des autres équipes.

N'hésitez pas à mettre de la couleur, des commentaires fléchés et même une légende si nécessaire.
Vos dessins seront numérisés afin de pouvoir être intégrés sur votre site.



IIe- Modélisation virtuelle à l'aide du logiciel Sketchup 3D (équipe Maison/Jardin)

En vous basant sur le plan général en 2D que vous avez réalisé sur papier, vous allez réaliser une maquette virtuelle de votre maison en utilisant le logiciel "Sketchup 3D". Une fois la modélisation terminée, vous ferez au moins 2 captures d'écran de votre maison afin de pouvoir la présenter sur votre site sous différents angles d'observation.



IIf- Aménagement intérieur à l'aide du logiciel Sweet Home 3D (autres équipes)

En vous basant sur le plan d'intérieur en 2D que vous avez réalisé sur papier, vous allez aménager virtuellement l'intérieur de votre pièce en utilisant le logiciel "Sweet Home 3D". Une fois le travail terminé, vous ferez au moins 2 captures d'écran sous différents angles afin de pouvoir présenter votre aménagement intérieur sur votre site.



IIg- Publicité

Marque : inventez votre propre marque et dessinez un logo publicitaire
Titre : trouvez un slogan (petite phrase percutante/humoristique avec une rime)
Texte publicitaire (environ 10 lignes) qui vante les mérites de votre maison ou votre pièce aménagée: une description, un sujet de réflexion, une discussion entre amis... vous pouvez faire rire, faire peur, susciter l'envie, l'inquiétude, la colère, la culpabilité, la curiosité... A vous d'adopter le ton approprié !
Précisez en quelle année cette maison ou cet aménagement sera disponible.

Exemple de réalisation :
Maison Ergonomique 3e1-3e3 (année 2014-2015)




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