Science et technologie

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Parcours de formation générale

L'univers technologique

L’étude de l’univers technologique offre aux élèves l’occasion d’acquérir des connaissances scientifiques et technologiques et de les actualiser dans l’action.

Au cours du secondaire, les élèves analysent et conçoivent des objets techniques de complexité croissante et cherchent des solutions à des problèmes technologiques de plus en plus sophistiqués. Les connaissances technologiques et les techniques qu’ils acquièrent les amènent à comprendre les objets et les facteurs en cause dans différentes problématiques scientifiques et à juger des solutions d’ordre technologique proposées pour y répondre. Elles leur permettent aussi de concrétiser des connaissances relatives à d’autres univers, en particulier l'univers matériel.

En 3e secondaire, l’analyse et la conception d’objets techniques, de procédés ou de systèmes technologiques associés aux humains sont l’occasion pour les élèves d’intégrer des connaissances relatives à l’univers vivant. En 4e secondaire, c’est à partir de problématiques environnementales qu’ils poursuivent la construction de leurs connaissances. Ils se penchent sur l’influence de la technologie dans ces problématiques et découvrent comment elle peut contribuer à une meilleure compréhension du monde qui nous entoure et à en améliorer certains aspects.

L’élève apprend à le faire avec l’intervention de l’enseignante ou de l’enseignant.

L’élève le fait par lui-même à la fin de l’année scolaire.

 

L’élève réutilise cette connaissance.

Le symbole désigne les énoncés associés à des connaissances propres au programme obligatoire Science et technologie. Toutefois, la plupart de ces énoncés se retrouvent dans la progression des apprentissages du programme optionnel Science et environnement.
Secondaire
ST
1er
cycle
ST
2e
cycle
STE
2e
cycle
  1. Langage des lignes1
1re 2e 3e 4e 4e
Primaire
L’élève apprend des symboles associés aux mouvements et aux pièces et les utilise pour réaliser et interpréter des schémas ou des plans.
Secondaire
    1. Schéma de principes
      1. Définir un schéma de principes comme étant une représentation permettant d’expliquer efficacement le fonctionnement d’un objet technique
     
      1. Associer aux éléments fonctionnels d’objets techniques le schéma de principes qui s’y rattache
     
      1. Expliquer le fonctionnement d’un objet technique simple en réalisant un schéma qui montre la ou les forces d’action ainsi que le ou les mouvements qui en résultent
     
      1. Nommer les parties essentielles (sous-ensembles et pièces) liées au fonctionnement d’un objet technique
     
      1. Indiquer certains principes des machines simples mis en évidence dans un objet technique (ex. : un levier dans une brouette et un coin dans une hache)
     
    1. Schéma de construction
      1. Définir le schéma de construction comme étant une représentation permettant d’expliquer efficacement la construction et l’assemblage d’un objet technique
     
      1. Associer des objets techniques quant à la forme et à l’agencement des pièces au schéma de construction qui s’y rattache
     
      1. Expliquer la construction d’un objet technique simple en réalisant un schéma qui met en relief l’assemblage et la combinaison des pièces
     
      1. Nommer les parties (pièces constitutives) d’un objet technique simple
     
      1. Indiquer les liaisons et les guidages sur un schéma de construction
     
    1. Standards et représentations
      1. Choisir le type de schéma approprié à la représentation souhaitée (ex. : utiliser un schéma de construction pour représenter des solutions d’assemblage, un schéma de principes pour représenter le fonctionnement d’un objet)
       
      1. Représenter les mouvements liés au fonctionnement d’un objet à l’aide des symboles appropriés (mouvement de translation rectiligne, de rotation, hélicoïdal)
       
    1. Tracés géométriques
      1. Associer un dessin à une combinaison de tracés géométriques (ex. : le tracé du coin arrondi d’une table consiste en un raccordement d’un arc de cercle aux deux côtés d’un angle droit)
       
    1. Lignes de base
      1. Nommer les lignes de base présentes dans un dessin (ligne de contour visible, de contour caché, d’axe, d’attache, de cote)
       
      1. Associer, dans un dessin, les lignes de base aux contours et aux détails d’une pièce simple
       
    1. Projections orthogonales
      1. Associer les types de projections à leur utilité respective (vues multiples et projection isométrique)
       
      1. Interpréter des dessins représentant des pièces en projection orthogonale à vues multiples
       
      1. Représenter des formes simples en projection orthogonale à vues multiples
       
      1. Représenter des formes simples en projection isométrique
       
      1. Interpréter des dessins d'ensemble d'objets techniques comportant peu de pièces
       
    1. Échelles2
      1. Associer les échelles à leur usage (représentation en grandeur réelle, en réduction ou en agrandissement d’un objet)
       
      1. Choisir une échelle d’utilisation simple pour réaliser un dessin (ex. : 1 : 1, 1 : 2, 5 : 1)
       
      1. Interpréter des dessins en considérant l’échelle utilisée
       
    1. Formes de représentation
      1. Définir la perspective, la projection oblique et la projection axonométrique
       
      1. Représenter par des croquis (dessins à main levée) des objets simples en utilisant diverses formes de représentation
       
    1. Projection axonométrique : vue éclatée (lecture)
      1. Donner les caractéristiques d’un dessin en vue éclatée
       
      1. Expliquer l’utilité de la vue éclatée (projection accompagnant les directives d’assemblage d’un objet ou les spécifications dans un dossier technique)
       
    1. Coupes
      1. Décrire l’utilité de la coupe en dessin technique
       
      1. Interpréter un dessin technique comportant des vues de pièces en coupe
       
      1. Représenter une forme simple en réalisant une vue en coupe
       
    1. Cotation
      1. Décrire les principales règles de cotation (ex. : pour faciliter la lecture d’un dessin technique, il faut éviter le croisement des lignes de cotation)
       
      1. Interpréter des dessins techniques comportant les cotes (dimensions) requises pour la fabrication
       
    1. Tolérances dimensionnelles
      1. Définir la tolérance comme étant la précision exigée lors de la fabrication (dimension indiquée sur le dessin, accompagnée des écarts permis)
       
  1. Ingénierie mécanique
1re 2e 3e 4e 4e
Primaire
L’élève caractérise un mouvement (direction et vitesse). Il décrit l’effet d’une force sur un objet et sur certains matériaux ou structures. Il se familiarise avec les machines simples. Il identifie des pièces mécaniques (ex. : engrenage, cames, ressorts), distingue la translation de la rotation et décrit une séquence simple de pièces mécaniques en mouvement (ex. : dans un verrou de porte, la manette effectue un mouvement de rotation et le pêne effectue un mouvement de translation rectiligne en sortant de la porte).
Secondaire
  1. Forces et mouvements
ST ST STE
    1. Types de mouvements
      1. Repérer des pièces qui effectuent des mouvements spécifiques dans un objet technique (mouvement de translation rectiligne, de rotation, hélicoïdal)
     
    1. Effets d’une force
      1. Expliquer les effets d’une force dans un objet technique (modification du mouvement d’un objet ou déformation d’un matériau)
     
    1. Machines simples
      1. Repérer des roues, des plans inclinés et des leviers dans des objets techniques simples (ex. : une brouette est constituée d'un levier interrésistant et d’une roue)
     
      1. Décrire qualitativement l’avantage mécanique de différents types de leviers (interappui, intermoteur ou interforce, interrésistant) dans des applications variées
     
  1. Systèmes technologiques
ST ST STE
    1. Système
      1. Repérer un système (ensemble d’éléments reliés entre eux et exerçant une influence les uns sur les autres) dans un objet technique ou dans une application technologique
     
      1. Décrire la fonction globale d’un système technologique
     
      1. Identifier les intrants et les extrants d’un système technologique
     
      1. Identifier les procédés et les éléments de contrôle d’un système technologique
     
    1. Composantes d’un système
      1. Décrire le rôle des composantes d’un système technologique (ex. : expliquer le rôle des parties d’un système d’éclairage)
     
    1. Transformation de l’énergie3
      1. Associer l’énergie à un rayonnement, à de la chaleur ou à un mouvement
     
      1. Définir la transformation de l’énergie
     
      1. Repérer des transformations d’énergie dans un objet technique ou un système technologique
     
  1. Ingénierie
ST ST STE
    1. Fonctions mécaniques élémentaires (liaison, guidage)
      1. Décrire le rôle des liaisons et des guidages dans un objet technique
     
      1. Repérer un guidage dans un objet technique en considérant les liaisons en cause (ex. : la roue d’un couteau à pizza est guidée par l’intermédiaire du pivot qui lui sert de liaison)
     
    1. Liaisons types des pièces mécaniques
      1. Décrire les avantages et les inconvénients de différents types de liaisons
       
      1. Identifier les types de liaisons présents dans un objet technique (ex. : un couvercle vissé est lié au pot par une liaison hélicoïdale)
       
    1. Caractéristiques des liaisons des pièces mécaniques
      1. Décrire les caractéristiques des liaisons dans un objet technique (liaison directe ou indirecte, rigide ou élastique, démontable ou indémontable, complète ou partielle)
       
      1. Déterminer les caractéristiques souhaitables des liaisons lors de la conception d’un objet technique
       
      1. Juger du choix de solutions d’assemblage dans un objet technique
       
    1. Degré de liberté d’une pièce
      1. Expliquer l’utilité de limiter le mouvement (degré de liberté) dans le fonctionnement d’un objet technique (ex. : pour protéger une porte d’armoire des collisions, certains modèles de charnière permettent d’en limiter l’ouverture)
       
    1. Fonctions types
      1. Définir les fonctions types (liaison, guidage, étanchéité et lubrification)
       
      1. Associer une fonction type à certaines parties d’un objet technique
       
      1. Expliquer le choix d’un type de liaison dans un objet technique (ex. : le choix d’une vis permet la fixation et le démontage du boîtier d’un objet où l’on insère une pile)
     
    1. Fonctions de guidage
      1. Expliquer le choix d’un type de guidage dans un objet technique (ex. : la glissière d’un tiroir guide le tiroir et réduit le frottement)
       
    1. Adhérence et frottement entre les pièces
      1. Décrire les avantages et les inconvénients liés à l’adhérence et au frottement entre les pièces dans un objet technique
       
    1. Mécanismes de transmission du mouvement
      1. Repérer des mécanismes de transmission du mouvement dans des objets techniques
     
    1. Fonction, composantes et utilisation des systèmes de transmission du mouvement
      1. Identifier des systèmes de transmission du mouvement dans des objets techniques (roues de friction, poulies et courroie, engrenage, roues dentées et chaîne, roue et vis sans fin)
       
      1. Décrire les fonctions des composantes d’un système de transmission du mouvement (ex. : dans un vélo, la roue dentée d’un pédalier est l’organe moteur, la roue dentée de la roue arrière est l’organe récepteur et la chaîne est l’organe intermédiaire)
       
      1. Décrire la variation de vitesse ou la réversibilité d’un système de transmission du mouvement (ex. : une roue dentée menée qui est remplacée par une roue plus petite ou une roue qui compte moins de dents fait augmenter la vitesse de rotation)
       
    1. Construction et particularités du mouvement des systèmes de transmission du mouvement
      1. Expliquer le choix d’un mécanisme de transmission du mouvement dans un objet technique (ex. : utilisation d’un engrenage plutôt que de roues de friction pour obtenir un couple moteur plus important et éviter le glissement)
       
    1. Mécanismes de transformation du mouvement
      1. Repérer des mécanismes de transformation du mouvement dans des objets techniques
     
    1. Fonction, composantes et utilisation de systèmes de transformation du mouvement
      1. Identifier des systèmes de transformation du mouvement dans des objets techniques (ex. : vis et écrou, came et galet, bielle et manivelle, pignon et crémaillère)
       
      1. Décrire les fonctions des composantes d’un système de transformation du mouvement (ex. : dans un tire-bouchon à double levier, le pignon est l’organe moteur et la crémaillère est l’organe récepteur)
       
      1. Décrire la variation de vitesse ou la réversibilité d’un système de transformation du mouvement (ex. : l’ensemble came et galet constitue un système de transformation du mouvement non réversible)
       
    1. Construction et particularités du mouvement des systèmes de transformation du mouvement
      1. Expliquer le choix d’un mécanisme de transformation du mouvement (vis et écrou, cames, bielles, manivelles, coulisses et système bielle et manivelle, pignon et crémaillère) dans un objet technique (ex. : la plupart des crics de voiture fonctionnent avec un mécanisme à vis et écrou plutôt qu’avec un mécanisme à pignon et crémaillère, parce qu’il permet d’obtenir une grande poussée à partir de la force du bras sur une petite manivelle et parce que le mécanisme est plus sécuritaire en raison de son irréversibilité)
       
      1. Expliquer le choix d’un mécanisme de transformation du mouvement (vis et écrou, cames, bielles, manivelles, coulisses et système bielle et manivelle, pignon et crémaillère, excentrique) dans un objet technique
       
    1. Changements de vitesse
      1. Utiliser des mécanismes permettant des variations de vitesse dans la conception d’objets techniques
       
  1. Ingénierie électrique
1re 2e 3e 4e 4e
Primaire
L’élève décrit des transformations de l’énergie d’une forme à une autre et les reconnaît dans différents appareils. Il décrit des moyens fabriqués par les humains pour transformer des sources d’énergie en électricité (ex. : les éoliennes permettent de transformer l’énergie du vent en électricité).
Secondaire
    1. Fonction d’alimentation
      1. Définir la fonction d’alimentation comme étant la capacité à générer un courant électrique
       
      1. Déterminer la source de courant dans des objets techniques comportant un circuit électrique (ex. : pile chimique, pile solaire, alternateur, thermocouple, piézoélectrique)
       
    1. Fonction de conduction, d’isolation et de protection
      1. Définir la fonction de conduction comme étant la capacité à laisser passer le courant électrique
       
      1. Distinguer les conducteurs des isolants électriques dans un objet technique
       
      1. Décrire le rôle d’un composant de protection dans un circuit (fusible, disjoncteur)
       
      1. Analyser les facteurs qui influencent la conductibilité électrique (section, longueur, nature, température d’un conducteur)
       
      1. Utiliser la codification (code de couleurs) pour déterminer la résistance électrique d’un résistor
       
      1. Décrire le fonctionnement d’un circuit imprimé
       
    1. Fonction de commande
      1. Définir la fonction de commande comme étant la capacité de contrôler le passage du courant électrique
       
      1. Décrire divers types d’interrupteurs (levier, poussoir, bascule, commande magnétique)
       
      1. Distinguer un interrupteur unipolaire d’un interrupteur bipolaire
       
      1. Distinguer un interrupteur unidirectionnel d’un interrupteur bidirectionnel
       
    1. Fonction de transformation de l’énergie (électricité, lumière, chaleur, vibration, magnétisme)
      1. Associer la fonction de transformation de l’énergie à divers composants d’un circuit (ex. : une ampoule transforme l’énergie électrique en lumière et en chaleur)
       
      1. Décrire les transformations d’énergie qui surviennent lors du fonctionnement d’appareils électriques ou électroniques (ex. : dans un téléphone portable, l’électricité est transformée en lumière pour l’affichage et en vibration pour le son)
       
    1. Autres fonctions
      1. Décrire la fonction de quelques composants électroniques (condensateur, diode)
       
  1. Matériaux
1re 2e 3e 4e 4e
Primaire
L’élève décrit des propriétés physiques de certains matériaux.
Secondaire
  1. Ressources matérielles
ST ST STE
    1. Matière première
      1. Associer la matière première à la matière non transformée à la base d’une industrie (ex. :  le minerai de bauxite est la matière première des usines de première transformation de l’aluminium)
     
    1. Matériau
      1. Identifier les matériaux présents dans un objet technique (ex. : une casserole est faite de deux matériaux : le métal pour le récipient et le plastique pour le revêtement de la poignée)
     
      1. Déterminer l’origine des matériaux qui composent un objet technique (animale, végétale, minérale ou ligneuse)
     
    1. Matériel
      1. Définir l’outillage et l’équipement comme étant le matériel nécessaire à la fabrication d’un objet (usinage, contrôle et assemblage)
     
  1. Propriétés mécaniques des matériaux
ST ST STE
    1. Contraintes
      1. Décrire les contraintes auxquelles sont soumis divers objets techniques : traction, compression, torsion (ex. : la partie supérieure d’une poutre subit des contraintes de compression)
       
      1. Décrire les contraintes auxquelles sont soumis divers objets techniques : traction, compression, torsion, flexion, cisaillement (ex. : un tremplin est soumis à des contraintes de flexion)
       
    1. Propriétés mécaniques
      1. Décrire des propriétés mécaniques de matériaux variés (ex. : dureté, ductilité, élasticité, malléabilité, résistance à la corrosion)
       
    1. Caractérisation des propriétés mécaniques
      1. Expliquer le choix d’un matériau en fonction de ses propriétés (ex. : la malléabilité de l’aluminium permet d’en faire des contenants minces)
       
    1. Types et propriétés
      1. Associer l’usage de différents types de matériaux à leurs propriétés respectives
        • Alliages à base de fer (ex. : la fonte offre une meilleure dureté que l’acier)
       
        • Métaux et alliages non ferreux (ex. : le fil d’un appareil dentaire peut être fait d’un alliage de nickel et de titane, car c’est un alliage à mémoire de forme)
       
        • Bois et bois modifiés (ex. : on utilise le chêne pour faire des planchers, car c’est un bois dur qui résiste aux chocs et à l’usure)
       
        • Matières plastiques : thermoplastiques et thermodurcissables (ex. : les thermoplastiques sont utilisés pour la fabrication de prothèses en raison de leur résistance à la corrosion et de leur légèreté; la bakélite, un thermodurcissable, est utilisée pour mouler des pièces électriques, car c’est un bon isolant électrique)
       
        • Céramiques (ex. : on utilise les céramiques comme revêtement dans les fours, car elles présentent une bonne résistance à la chaleur, une grande dureté et une bonne résistance à l’usure)
       
        • Matériaux composites (ex. : la fibre de carbone est utilisée pour les bâtons de hockey en raison de sa dureté, de sa résilience et de sa légèreté)
       
    1. Modifications des propriétés
      1. Décrire différents traitements pour contrer la dégradation des matériaux (ex. : plaquage des métaux, traitement antirouille à l’huile, peinture)
       
    1. Traitements thermiques
      1. Définir les traitements thermiques comme étant des moyens de modifier des propriétés des matériaux (ex. : la trempe augmente la dureté, mais aussi la fragilité)
       
  1. Fabrication
1re 2e 3e 4e 4e
Primaire
L’élève s’initie à la conception et à la fabrication d’instruments, d’outils, de machines, de structures (ex. : ponts, tours), de dispositifs (ex. : filtration de l’eau), de modèles (ex. : planeur) et de circuits électriques simples. Il trace et découpe des pièces dans divers matériaux à l’aide d’outils appropriés. Il utilise des modes d’assemblage variés (ex. : vis, colle, clou, attache parisienne, écrou) et il se sert d’outils permettant une finition soignée.
Secondaire
    1. Cahier des charges
      1. Définir le cahier des charges comme étant l’ensemble des contraintes liées à la conception d’un objet technique
     
      1. Évaluer un prototype ou un objet technique en fonction des milieux décrits dans le cahier des charges (humain, technique, industriel, économique, physique et environnemental)
     
    1. Gamme de fabrication
      1. Définir la gamme de fabrication comme étant l’ensemble des étapes à suivre pour usiner les pièces qui composent un objet technique
     
      1. Suivre une gamme de fabrication et d’assemblage pour fabriquer un objet ou une partie d’un objet comportant peu de pièces
     
    1. Façonnage
      1. Machines et outillage
        • Associer des procédés de façonnage aux types de matériaux à mettre en forme (ex. : l’injection-soufflage est utilisée pour la mise en forme des matériaux plastiques)
       
        • Déterminer des techniques de mise en forme des matériaux à partir de l’observation directe d’objets techniques (ex. : certaines pattes de table sont façonnées à l’aide d’un tour à bois)
       
    1. Fabrication
      1. Caractéristiques du traçage, du perçage, du taraudage et du filetage
        • Associer le traçage (marquage) à l’économie de matériaux, aux techniques de mise en forme et aux types de matériaux à façonner
       
        • Décrire les caractéristiques des outils nécessaires aux opérations de façonnage d’un matériau à usiner (ex. : la pointe d’un foret à métal est conique alors que celle d’un foret à bois est à double lèvre)
       
    1. Mesure
      1. Mesure directe
        • Expliquer l’utilité de la mesure directe (règle) pour le contrôle de l’usinage d’une pièce
       
        • Expliquer le choix de l’instrument utilisé pour effectuer une mesure directe (un pied à coulisse permet un plus grand degré de précision qu’une règle)
       
  1. Biotechnologie
1re 2e 3e 4e 4e
Primaire
L’élève n’a abordé aucun concept associé à la biotechnologie.
Secondaire
    1. Procédés
      1. Pasteurisation
        • Décrire le procédé de pasteurisation
       
        • Décrire l’utilité de la pasteurisation (conservation des aliments et de leurs propriétés nutritives)
       
      1. Fabrication d’un vaccin
        • Décrire le procédé de fabrication d’un vaccin
       
      1. Procréation médicalement assistée
        • Décrire divers procédés de procréation médicalement assistée
       
        • Décrire l’utilité de l’insémination artificielle (reproduction animale, réponse à l’infertilité chez l’humain, conservation du patrimoine génétique)
       
      1. Culture cellulaire
        • Nommer des paramètres à contrôler dans le cas des cellules cultivées (sources des cellules mères, croissance, conservation, caractéristiques des milieux de culture et normes éthiques)
       
      1. Transformation génétique (organismes génétiquement modifiés)
        • Nommer les principaux avantages et inconvénients des transformations génétiques
       
      1. Clonage
        • Définir le clonage comme étant un mode de reproduction qui permet la copie identique d’un organisme, d’un tissu ou d’une cellule, modifiés génétiquement ou non
       
        • Décrire les principaux avantages et inconvénients du clonage
       
      1. Traitement des eaux usées
        • Décrire des traitements qui permettent de décontaminer des eaux usées
       
      1. Biodégradation des polluants
        • Décrire des méthodes qui favorisent la biodégradation des polluants (ex. : phytoremédiation)
       
1.  Voir le concept Langage graphique, dans la section Techniques. (Techniques-Technologie, 1)
2.  Voir le point Technique d’utilisation d’échelles, sous le concept Langage graphique, dans la section Techniques. (Techniques-Technologie, 1, d)
3.  Les concepts du 2e cycle associés à la Transformation de l’énergie se trouvent dans la section Transformations, sous Univers matériel. (UM, B, 5 )

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