Le briquet à gaz

ANALYSE D’UN OBJET TECHNIQUE et UTILISATION

LE BRIQUET A GAZ
(cycle 3)
Travail réalisé par Mme Eliane Lécuyer

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(Avec Acrobat Reader)

OBJECTIFS :

Ils sont de nature technologique : comprendre le fonctionnement du briquet, c’est à dire étudier les mécanismes qui assurent ce fonctionnement et aborder l’histoire technique de cet objet.

- Manipuler / observer pour comprendre le fonctionnement du briquet à gaz

- Déterminer la fonction globale de l’objet.

Elaborer les schémas fonctionnel et structurel de l’objet.
Représenter l’objet étudié.

MATERIEL : Des briquets à gaz en état de fonctionnement

Des briquets à gaz vides qui pourront être démontés.

(Demander aux élèves, quelques semaines auparavant, d’en collecter : généralement ils en portent de types et de fonctionnements assez variés, ce qui rend la séquence plus riche).

Les fiches de travail (que l’on trouvera en annexe de ce document)

Des grandes feuilles de papier et des marqueurs pour chaque groupe.

DEROULEMENT :

Les élèves travaillent alternativement en groupes de 4 et collectivement. Chaque groupe reçoit un briquet en état de fonctionner.

PHASE 1 : Faire émerger les représentations mentales relatives au fonctionnement du briquet.

1.1. Manipuler et observer pour, ensuite formuler des remarques, des questions.(groupes de 4 : chaque groupe doit écrire ses remarques sur une feuille)

Cette phase est importante. Il s’agit pour les élèves, d’un premier contact indispensable avec l’objet. Il leur permet de découvrir l’objet, de se poser des questions sur son fonctionnement et prépare les phases suivantes.

1.2. Mise en commun des remarques, des questions, de l’idée que la classe se fait du fonctionnement du briquet. (groupe classe : les remarques … sont écrites sur une grande feuille qui sera conservée).

On peut après ce temps, demander aux élèves d’essayer d’expliquer comment fonctionne le briquet (chaque groupe réfléchit en autonomie, puis vient expliquer à la classe sa conception de fonctionnement : la confrontation des divers points de vue qui ne sauraient manquer de se faire jour va amener des questions que l’enseignant notera au tableau (ou mieux sur une grande feuille blanche qui pourra être réutilisée plus tard si cela s’avère nécessaire) et qui pourront constituer les situations problèmes motivant les phases suivantes.

(On va démonter l’objet pour voir si c’est comme cela qu’il fonctionne)

PHASE 2 : Formulation de la fonction globale.

Identification d’objets ayant la même fonction globale. (collectivement)

* A quoi sert cet objet ?

A produire une flamme.

* Y a-t-il d’autres objets que l’on pourrait utiliser pour produire une flamme ?

* Quelle différence essentielle y a -t-il entre une allumette et un briquet ?

(Ces questions conduiront à formuler la fonction globale de l’objet)

Fonction globale : Le briquet sert à produire mécaniquement une flamme.

PHASE 3 : Identification et formulation des modes d’utilisation.

3.1. Analyse structurelle :

les organes

Comment s’en sert-on ?

Quelles sont les pièces mécaniques que l’on observe ?

Sans démonter l’objet .
Après démontage de l’objet

La description de l’utilisation empirique permet d’amorcer l’analyse structurelle. Celle-ci est complétée lors du démontage du briquet.

les liaisons

Comment chaque élément répertorié s’articule-t-il avec le suivant ? avec le précédent ?

Elaborer le schéma structurel.

Là, nous expliquons aux élèves que plutôt que de dessiner les différentes pièces (ce qui serait difficile compte tenu de la complexité du système) on va faire un schéma structurel.

Pour cela, une fiche est distribuée aux élèves : les pièces sont figurées par des rectangles dans lesquels il faut inscrire leur nom respectif. (Voir FICHE 1)

3.2. Analyse fonctionnelle :

L’analyse fonctionnelle consiste à préciser le rôle de chaque pièce et le fonctionnement du briquet.

Quelles sont les actions qui sont nécessaires à l’utilisation de cet objet et quel fonctionnement s’en suit ?

Les ACTIONS	Les RESULTATS
Le pouce fait tourner la molette	La partie crantée de la molette frotte sur la pierre et des étincelles se produisent.
Le pouce appuie sur le bouton poussoir	La pièce métallique solidaire du bouton poussoir bascule et ouvre la valve. Le gaz s’échappe par la valve. Il s’enflamme au contact des étincelles.
La pression du pouce sur le bouton ne s’exerce plus	Le ressort ramène le bouton poussoir à sa position initiale. La pièce métallique bascule dans l’autre sens et referme la valve. La flamme s’éteint.

La FICHE 2 est donnée à compléter aux élèves : il s’agit, cette fois de préciser la fonction de chacune des pièces prise en compte dans l’analyse structurelle.

PHASE 4 : Représentation finale du briquet étudié.

On demande à chaque groupe de dessiner le briquet qu’il a démonté. (à titre d’information, voir FICHE 3)

Cette phase peut être suivie d’une mise en commun au cours de laquelle les dessins produits par les groupes sont soumis à la critique du groupe classe (et éventuellement modifiés ensuite si cela s’avère nécessaire).

TRACES ECRITES SUR LE CAHIER :

tous les schémas élaborés pendant la séquence.
Un texte explicatif du fonctionnement du briquet ( avec le tableau ci-dessus).
Le dessin final élaboré par chaque groupe.

PROLONGEMENTS :

Analyse d’un briquet à allumage piezo-électrique, s’il n’a pas été retenu dans l’analyse précédente (voir fiche 4)

D’autre part, si plusieurs types de briquets ont été considérés (briquets à gaz / pierre, briquets à gaz à allumage piézo-électrique, briquet à essence —zippo) dans l’analyse, on peut amener les élèves à comparer les schémas structurels et fonctionnels de chacun d’eux. Cette comparaison est intéressante à plusieurs titres : d’abord, on remarquera que si les schémas fonctionnels sont identiques, par contre les schémas structurels sont différents. On retrouve ici ce qui apparaît lors d’une conception, à savoir qu’à une même fonction peuvent correspondre plusieurs solutions techniques.

(c.f fiche 5)

(c.f fiche 6)

(c.f fiche 7)

REMARQUE :

Nous avons présenté ici un projet de technologie et volontairement nous n’avons développé que la partie " technologie ". Cependant, le fonctionnement du briquet met en jeu des phénomènes physiques que les élèves de cycle 3 ne connaissent pas toujours, à savoir : la vaporisation d’un liquide, la production de chaleur lorsqu’il y a frottement ou choc, la combustion et qu’il faut aborder pour que l’étude technologique soit cohérente. En conséquence, des séquences à dominante scientifique concernant les notions citées ci-dessus, pourraient être insérées dans ce projet soit en pré-requis, soit au moment où l’on se rend compte que les élèves ont des difficultés à comprendre.

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