DÉMARCHE DE DESIGN INDUSTRIEL ET C.F.A.O.
EN TECHNOLOGIE AU COLLÈGE
Jean-Francis RA NUCCI LU.F.M. Aix-Marseille
MOTS-CLÉS: DESIGN - C.F.A.O. - STRATOCONCEPTION® - PROTOTYPAGE RAPIDE-THERMOFORMAGE
RÉSUMÉ: Introduction d'une démarche de design industriel dans l'enseignement de la technologie au collège au moyen d'ouùls d'aide à la concepùon et àla fabricaùon. Cene présentation est un résumé rapide du travail déjà entreprit, nous présenterons les différentes recherches menées et en cours dans le cadre des mémoires professionnels depuis 1995. Ensuite, au travers des exemples traités pendant les stages en entreprises, nous présenterons les différentes réalisaùons obtenues en utilisant le procédé de stratoconception®.
SUMMARY : This presentation focuses on the introducùon of an industrial design logic in the technology educaùon al the middle school age. Our purpose is about utilisation of design and manufacturing assistance tools. We will describe here the undenaken works, the different researches driven and, under way, this in the frarnework of professional memories since 1995. We will end by some examples processed during students' intemships in enterprises, notably, through the different realisations obtained by using stratoconception® process.
1. INTRODUCTION
Depuis 1995, dans le cadre de la formation initiale des professeurs de technologie en J.U.F.M., nous avons, dans la filière technologie, mis en place une possibilité de stage en entreprise lié au mémoire professionnel. En effet la fonnation des professeurs stagiaires en deuxième année d'LU.F.M. comprend un stage en entreprise de quatre semaines actuellement, au lieu de six les années précédentes, et un mémoire professionnel.Lapossibilité de lier les deux nOllS permet de mettre en place des travaux plus soutenus, plus finalisés et sunout avec une phase d'expérimentation plus imponante. Dans ce cadre, huit groupes de professeurs stagiaires ont travaillé sur les thèmes du design et de la C.F.A.O. au collège, la finalité étant de trouver comment mettre en place une introduction d'une démarche de design industriel au collège cela en tenant compte de l'évolution des programmes et des matériels. Dans cette approche, la finalité est de mettre en place une démarche qui rende l'élève plus concepteur et acteur de sa fonnation que spectateur. L'idée de pouvoir finaliser une démarche de conception, en panant d'un croquis et d'arriver au prototype ou au maître modèle de thennoformage est le fil conducteur de tout ce travail.
2. PRÉSENTATION DES TRAVA UX
2.1 Travaux sur la démarche design industriel 2.1.1 "Vous avez dit design!"
Ce mémoire professionnel (CHARVIN, CHEVALlER, 1995-1996) devait donner des indications sur les connaissances que les élèves et les professeurs en collège ont sur le design. Après une recherche bibliographique sur le design, ils ont élaboré une logique de recherchebasée sur le sondage par questionnaire. L'administration du questionnaire se fit sur l'ensemble des élèves de leur collège et aussi sur plusieurs équipes pédagogiques de différents établissements. Les résultats montrent une focalisation des élèves sur les couleurs et les fonnes au détriment de la fonctionnalité du design.Du côté des enseignants, il apparaît pour une majorité, qu'ils ne savent pas précisément ce qu'est le design, que le mot design n'est pas ou peu employé, malgré des recherches mise en place avec les élèves sur le choix des couleurs et des formes.
2.1.2 Le design en quelques mots
Ce mémoire professionnel (MAGNJ, VIAUD, 1996-1997) devait donner des indications sur le degré de maîtrise du vocabulaire lié au design par les élèves de collège. Après une recherche bibliographique sur le design, ils ont élaboré une logique de recherche basée sur le sondage par questionnaire. Ds ont mis en place un dispositif de passation du questionnaire basé sur une progression de cours, avec une rotation entre questionnaire, film vidéo et synthèse.
Le questionnaire ponait sur l'observation d'objets, dans le cas étudié, et au travers du scénario "essai et amélioration d'un produit "le suppon étant une attente téléphonique, le choix se pona sur
des téléphones, et des critères d'appréhension du design basés sur quatre thèmes, communication, esthétique, utilité, valeur. Il apparaît au dépouillement, que les élèves choisissent les critères cohérents pour classer les objets.Le fait de faire une régulation (vidéoetsynthèse) permis de montrer que les élèves étaient très attentifs, très à l'écoute, très sensibilisés sur ce sujet
2.1.3 Introduire le design en technologie collège
Ce mémoire professionnel (GALAMBAUD, GANDON, 1997-1998) devait, dans un premier temps, identifier les pratiques, les savoirs, les savoir-faire et productions du designer, et, dans en deuxième temps, rechercher les possibilités d'intégrer la démarche design en technologie collège. La première partie du travail, réalisée pendant le stage en entreprise, avec une recherche bibliographique, et des contacts avec différents bureaux d'études, permis de recenser toutes les facettes du métier de designer ainsi que les divers degrés d'intervention de celui-ci dans une démarche de projet industriel. La deuxième partie du travail, consista à rechercher les parties du programme d'enseignement de technologie au collège qui sont les plus appropriées pour introduire la démarche de design industriel. Il apparaît alors que ce sont les scénarios et modules informatiques et C.F.A.O. du cycle central qui convenaient le mieux.
2.1.4 Étude et réalisation d'un prototype, essai et amélioration d'un produit
Cette année, un groupe de stagiaires (VANWAESCAPELA.,GIET G., 1998-1999) travaille sur ces scénarios avec comme objectif d'intégrer le vocabulaire de la démarche design et d'aboutir sur le module C.F.A.O.Le travail s'appuie sur des produits JEULIN et MECASOFT.
2.2 Travaux sur la C.F.A.O. en technologie collège
2.2.1 Introduction de la démarche de design industriel au collège au moyen d'un outil d'aide à la conception: Le système de stratoconception@
Ce travail, effectué (BERNARD A., mANES J.-M., 1995-1996) dans le cadre du stage en entreprise lié au mémoire professionnel, était basé sur un partenariat avec la société CHARLYROBOT. Dansle cadre du développement de leur nouveau produit de prototypage rapide, la station de stratoconception@. Il était nécessaire, pour la mise au point de l'interface logiciel, et des documents d'accompagnement, de pratiquer une série de tests. Ce fut le point d'entrée du stage en entreprise. Le prototypage rapide est un des outils d'aide à la conception utilisé par les designers, voilà donc un outil intéressant pour une introduction du design, le travail du mémoire s'effectua autour de ce thème et se conclut sur la mise en place de séquence de cours. Un des premiers obstacles fut de trouver un logiciel capable de fournir des fichiers (STL) pour que la stratification soit possible.
Le logiciel répondant aux critères mis en place était AMAPI, modeleur volumique 3D, de la société YONOWAT. Obstacle suivant, mettre en place un environnement permettant aux élèves d'utiliser toute la chaîne de traitement de l'information. Bien sûr le travail sur ce point ne fut qu'un essai rapide,
et surtout très guidé. Mais il pennit de mettre en évidence l'intérêt des élèves sur
la
maîtrise de
la
procédure de création d'un objet.2.2.2 Comment l'élève perçoit·i1 le volume qu'il construit '?
Ce travail (DOlTIN, BERNARD, LAISNEY, 1996-1997) avait pour objectif principal l'observation des élèves faceàl'utilisation du système de création d'un objetàpartir d'un modeleur 3D. À
partir
d'une recherche bibliographique (DOlTIN, LA1SNEY, MAREDI, 1996-1997), et, d'interviews de professeurs, un dispositif d'observation fut élaboré. Dans un deuxième temps, un dispositif de fonctionnement fut mis en place pour le module C.F.A.O. de quatrième. Laréalisation d'une coque d'enceinte pour haut-parleur à destination des baladeurs était le support. Laréalisation de cette pièce montra combienilétait aisé d'obtenir un maître modèle pour le thermofonnage.2.2.3 Prototypage rapide par stratoconception@
Ce travail (BENAYER, DELVAUX, 1997-1998) avait pour objectif de mettre en place un dispositif de fonnation de fonnateur sur la chaîne complète de création d'un maître modèle pour le thennofonnage.
Au travers de ce travail,ilfut mis en évidence certains problèmes de compatibilité entre le modeleur 3D utilisé et le logiciel de stratification.Lacréation de fichier (.stI) pour la stratification, suppose un maiIlage parfait, hors, le logiciel AMAPI, pose certains problème au niveau du raccordement de surface, et oblige à effectuer une rotation de la pièce pour la stratification, ce qui implique la création du volume en tenant compte de cela, sachant que l'axe de stratification et déterminant. Le travail effectué, pennis d'obtenir un maître modèle de casier de rangement, support de fonnation en sixième pour la partie" mise en forme de matériauxn.
2.2.4 Utilisation de la stratoconception@ pour la réalisation de moules de thermoformage
Cette année, l'équipe de professeurs stagiaires (BONNAFOUS, CARBONNE, 1998-1999) reprend le travail de l'an dernier, mais en utilisant la dernière version du logiciel de C.F.A.O., DMT2OJunior, en effet celui-ci pennet désonnais de réaliser des fichiers (.stI) de qualité acceptable pour la stratification. L'intérêt est donc double, utiliser DMT20J (BERRAHAL, 1998-1999)qui se trouve en coIlège, donc travaiIler sur une chaîne continue de traitement de l'infonnation et obtenir des fichiers compatibles pour la stratoconception.
ActueIlement, le travail effectué nous à pennis de réaliser un maître modèle pour le thennofonnage d'un boîtier de sirène de vélo (cf. dossier JEULIN), (MAREDI, MARTEAU, SANNINO, 1996-1997) et nous sommes en train d'élaborer un dispositif de fonnation de fonnateurs sur ce procédé.
3. RÉSULTATS OBTENUS
3.1 Configurations logicielles et matérielles
Au cours de ces différents travaux, et de la réalisation de prototypes, nous avons déterminé une configuration logicielle et matérieIle, pour la mise en place d'un poste de prototypage rapide, nous avons donc deux produits complémentaires, DMT20J pourlapartie CAO de la société Mecasoft et
STRATOCONCEPT® pour la F.A.O. ce logiciel développé par le CIRTES. permet, à partir d'un fichier matérialisant un volume, d'obtenir la nùse place de fichiers d'usinage par découpage du volume en strates et nùse à plat de celles-ci, en tenant compte des dépouilles et des contres dépouilles. Pour que ce poste soit complet, il nous faut une partie opérative. La station de STRATOCONCEPTION® proposée par la société CHARLYROBOT comprend le logiciel STRATOCONCEPT®, une machine detypeCRA4 ou supérieure, plus un poste d'assemblage et un poste de finition.
3.2 Point de vue industriel
Dece point de vue, une étude de faisabilité, menées par le CIRTES avec la société HOlDIAM (CHARBONNEAU, HOLDIAM, CUNIN, CIRTES, 19/20 novembre 1998), a permis de montrer que ce procédé, pour la réalisation de maître modèle pour le thermoformage, a de réels avantages. Pour l'enseignement, cette étude permet de recenser une pratique sociale de référence qui est en train de se développer.
4. CONCLUSION
À la vue des différents résultats obtenus et du développement industriel du procédé de stratoconception®, nous pensons développer un fonctionnement de centre ressource, où le système serait présent et où les différents établissements intéressés par cette démarche, pourraient y faire appel. On peut imaginer alors différents modes de fonctionnement, notamment des liaisons informatiques pour le transfen de fichiers et des retransmissions d'images pour les parties concernant les différents modes opératoires et usinages. La pone est ouvene pour de futurs travaux qui nous semble mettre en avant des procédés et des techniques de pointe. Actuellement, nous mettons sur notre serveur (artemnùs.univ-rnrs.fr), les résultats des travaux déjà réalisés, ainsi qu'une présentation plus détaillée que celle-ci.
BIBLIOGRAPHIE
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