RÉFÉRENTIEL DE COMPÉTENCES

Baccalauréat professionnel spécialité " Modélisation et prototypage 3D "

1. Liste des compétences

Compétences transversales

| C1 Rechercher une information dans une documentation technique, en local ou à distance| |---------------------------------------------------------------------------------------|

| C2 Formuler et transmettre des informations, communiquer sous forme écrite et orale| |------------------------------------------------------------------------------------|

| C3 S'impliquer dans un environnement professionnel| |---------------------------------------------------|

Compétences spécifiques

| C4 Participer à un processus créatif et collectif de conception d'un produit| |-----------------------------------------------------------------------------|

| C5 Prendre en compte les critères de compétitivité d'un produit d'un point de vue technique, économique et sociétal| |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| C6 Représenter des solutions technologiques par des croquis et/ ou des schémas| |-------------------------------------------------------------------------------|

| C7 Modéliser les solutions techniques à l'aide d'outils numériques| |-------------------------------------------------------------------|

| C8 Optimiser le choix d'une solution en tenant compte de la relation produit-procédé-matériaux et des résultats de simulation| |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| C9 Élaborer le dossier de définition d'un produit| |--------------------------------------------------|

| C10 Réaliser un prototype pour validation fonctionnelle et/ ou visuelle| |------------------------------------------------------------------------|

| C11 Produire les visuels permettant une exploitation des données par les parties prenantes du projet| |:----------------------------------------------------------------------------------------------------|

| | Compétences transversales | Compétences spécifiques | | | | | | | | | | | | | |---------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|-----------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------|---|---| | Relations entre les activités et les compétences professionnelles | Rechercher une information

dans une documentation technique,

en local ou à distance| Formuler et transmettre des informations,

communiquer sous forme écrite et orale| S'impliquer dans un environnement

professionnel| Participer à un processus créatif

et collectif de conception d'un produit| Prendre en compte les critères de compétitivité

d'un produit d'un point de vue technique, économique

et sociétal| Représenter des solutions technologiques

par des croquis et/ ou des schémas| Modéliser les solutions techniques

à l'aide d'outils numériques| Optimiser le choix d'une solution

en tenant compte de la relation produit-procédé-matériaux

et des résultats de simulation| Élaborer le dossier de définition

d'un produit| Réaliser un prototype pour validation fonctionnelle

et/ ou visuelle| Produire les visuels permettant une exploitation

des données par les parties prenantes du projet| POIDS TÂCHES

PROFESSIONNELLES| | | | Activités et tâches professionnelles | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9 | C10 | C11 | | | | | Participation à un projet de conception | A1-T1 | Analyser, exploiter et vérifier des données d'entrées | 3 | | | 2 | 3 | 1 | | 2 | | | | 11| | A1-T2 | Proposer une solution technique | | | | 3 | 2 | 3 | | 3 | | | | 11| | | Elaboration, à l'aide d'un outil numérique, de tout ou partie d'une solution technique| A2-T1 | Élaborer une maquette numérique 3D structurée, robuste et évolutive | | | | | 2 | | 3 | 3 | | | | 8 | | A2-T2 | Préparer un modèle ou une maquette numérique 3D existante en vue d'une exploitation | | | | | | 1 | 3 | 3 | 1 | 1 | 2 | 11| | | Exploitation d'une maquette numérique | A3-T1 | Exploiter une maquette numérique 3D en vue d'une réalisation | | | | | | | | 1 | 3 | 3 | 1 | 8 | | A3-T2 | Exploiter une maquette numérique 3D en vue d'une communication | | | | | | | | | 2 | 3 | 3 | 8 | | | Participation aux activités d'un bureau d'études | A4-T1 | Organiser et planifier son travail | 1 | | 3 | | | | 2 | | | 2 | | 8 | | A4-T2 | Gérer les données numériques | 1 | 1 | 2 | | | | 3 | | 2 | 1 | 1 | 11| | | A4-T3 | Collaborer au sein d'un groupe projet | | 3 | 2 | 3 | | | | 1 | | | 1 | 10| | | POIDS COMPÉTENCES | 5 | 4 | 7 | 8 | 7 | 5 | 11 | 13 | 8 | 10 | 8 | 86 | | | | POIDS BLOCS DE COMPÉTENCES | 16 | 20 | 24 | 26 | 86 | | | | | | | | | |

2. Savoirs associés aux compétences

Les évolutions importantes constatées au sein des entreprises et de l'industrie nécessitent l'acquisition de compétences techniques et professionnelles nouvelles et spécifiques intégrant les nouvelles technologies.

S1-DÉMARCHE DE CONCEPTION ET GESTION DE PROJET

S1. 1-Ingénierie système et analyse du besoin

S1. 2-Organisation de l'entreprise industrielle

S1. 3-Compétitivité des produits industriels

S1. 4-Développement durable et éco-conception

S2-CHAÎNE NUMÉRIQUE

S2. 1-Concept de " chaîne numérique "

S2. 2-Simulation

S2. 3-Outils de conception et de représentations numériques

S2. 4-Représentations graphiques dérivées des maquettes numériques

S3-COMPORTEMENT DES SYSTÈMES MÉCANIQUES

S3. 1-Chaîne d'énergie

S3. 2-Etude des comportements mécaniques des pièces et des systèmes

S4-MATÉRIAUX ET TRAITEMENTS

S4. 1-Structure et caractéristiques des matériaux

S4. 2-Domaine d'utilisation des matériaux et leurs traitements

S4. 3-Interaction fonction matériaux-géométrie-procédé-coût

S5-TECHNOLOGIE DES MÉCANISMES

S5. 1-Solutions constructives associées aux mécanismes

S5. 2-Eléments de transmission de puissance et de transformation de mouvements

S5. 3-Eléments de conversion d'énergie et de commande

S5. 4-Capteurs

S5. 5-Recherche documentaire

S6-SPÉCIFICATION ET DIMENSION

S6. 1-Spécification des produits

S6. 2-Relevés dimensionnels

S7-TECHNOLOGIE DES PROCÉDÉS

S7. 1-Procédés d'obtention, optimisation de la relation produit-procédé-matériaux

S7. 2-Création de prototypes de pièces et de mécanismes

Spécification des niveaux d'acquisition et de maîtrise des savoirs

| | Indicateur de niveau d'acquisition

et de maîtrise des savoirs| Niveau| | | | |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------|-------|---|---|---| | 1 | 2 | 3 | 4 | | | | Le savoir est relatif à la recherche, au repérage, à la sélection, à l'organisation, à la mémorisation, à la restitution de l'information et à la transformation de cette information en connaissance : vocabulaire, technique, règle, loi, formule

" Je connais " | Niveau d'INFORMATION | X | | | | | Le savoir est relatif à la mobilisation des connaissances dans un contexte spécifique pour représenter, modéliser, interpréter, expliquer, justifier des faits ou des données, pour relier des causes à des constats

" Je comprends, j'explique " | Niveau de la COMPRÉHENSION | | X | | | | Le savoir est relatif à l'application, au ré investissement ou au transfert de méthodes, ou de démarches de résolution de problèmes dans de nouvelles situations et en mobilisant les compétences et les connaissances acquises

" J'applique, je décide, je mets en œuvre "| Niveau de la

MAÎTRISE D'OUTILS | | | X | | | Le savoir est relatif à la maîtrise d'une méthodologie de résolution de problèmes (synthèse, analyse)

Pour ce baccalauréat, les savoirs associés ne ne relèvent pas du niveau 4 | Niveau de la

MAÎTRISE MÉTHODOLOGIQUE | | | | X |

| Relations principales entre les compétences professionnelles et les savoirs associés| | | | | | | | | | | | | |-------------------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------------|----|------------------------------------------------------------|----|----|----|----|----|----|----|----|----| | SAVOIRS ASSOCIÉS | COMPÉTENCES PROFESSIONNELLES | | | | | | | | | | | | | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9 | C10| C11| | | | S1-DÉMARCHE DE CONCEPTION ET GESTION DE PROJET | | | | | | | | | | | | | | S1. 1 | Ingénierie système et analyse du besoin | X | | | XXX| | | X | | | | | | S1. 2 | Organisation de l'entreprise industrielle | | X | XXX| | | | | | | | | | S1. 3 | Compétitivité des produits industriels | X | X | X | XXX| XX | | | | | | | | S1. 4 | Développement durable et éco-conception | | | | | XXX| | | X | | | | | S2-CHAÎNE NUMÉRIQUE | | | | | | | | | | | | | | S2. 1 | Concept de " chaîne numérique " | | | | | | | XXX| X | X | X | X | | S2. 2 | Simulation | | | | | | | X | XXX| | | X | | S2. 3 | Outils de conception et de représentations numériques | | | | | | | XXX| | X | X | X | | S2. 4 | Représentations graphiques dérivées des maquettes numériques | | | | | | | | | XX | | XXX| | S3-COMPORTEMENT DES SYSTÈMES MÉCANIQUES | | | | | | | | | | | | | | S3. 1 | Chaîne d'énergie | | | | | | | | XXX| | | | | S3. 2 | Étude des comportements mécaniques des pièces et des systèmes | | | | | | XX | | XXX| | | | | S4-MATÉRIAUX ET TRAITEMENTS | | | | | | | | | | | | | | S4. 1 | Structure et caractéristiques des matériaux | | | | | XXX| | | X | | | | | S4. 2 | Domaine d'utilisation des matériaux et leurs traitements | | | | | XXX| | | | | | | | S4. 3 | Interaction fonction matériaux-géométrie-procédé-coût | X | | | | X | | | XXX| | | | | S5-TECHNOLOGIE DES MÉCANISMES | | | | | | | | | | | | | | S5. 1 | Solutions constructives associées aux mécanismes | X | | | | | XXX| X | | | | | | S5. 2 | Éléments de transmission de puissance et de transformation de mouvements | X | | | | | X | XXX| | | | | | S5. 3 | Éléments de conversion d'énergie et de commande | X | | | | | X | XXX| | | | | | S5. 4 | Capteurs | X | | | | | X | XXX| | | | | | S5. 5 | Recherche documentaire | XXX| | | | | X | | | | | | | S6-SPÉCIFICATION ET DIMENSION | | | | | | | | | | | | | | S6. 1 | Spécification des produits | | | | | | X | XX | | XXX| | | | S6. 2 | Relevés dimensionnels | | | | X | | | X | | | XXX| | | S7-TECHNOLOGIE DES PROCÉDÉS | | | | | | | | | | | | | | S7. 1 | Procédés d'obtention, optimisation de la relation produit-procédé-matériaux| | | | | X | | XX | XXX| | | | | S7. 2 | Création de prototypes de pièces et de mécanismes | | | | X | | | | X | | XXX| | | | TOTAL COMPÉTENCES | 10 | 2 | 4 | 8 | 13 | 10 | 23 | 19 | 7 | 8 | 6 | | | TOTAL BLOCS DE COMPÉTENCES | 16 | 31 | 42 | 21 | | | | | | | | | | | XXX| Compétences qui mobilisent principalement le savoir associé| | | | | | | | | |

| C1 Rechercher une information dans une documentation technique, en local ou à distance | | | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------| | Données | Compétences détaillées | Indicateurs de performance | | Tout ou partie des éléments suivants (papier et/ ou numérique) :

Les catalogues constructeurs, les bases de données locales ou à distance.

Les applications numériques.

Toutes ressources numériques.

Le protocole de classement et d'archivage utilisé.| C1. 1 Mettre en œuvre une démarche de recherche d'information. | La fiabilité des informations est vérifiée.| | L'information recherchée est correctement ordonnée. | | | | La démarche pour l'obtention de l'information est pertinente. | | | | C1. 2 Classer, hiérarchiser des informations. | La démarche et les critères de classement et de hiérarchisation des informations sont efficients.| |

| S5-TECHNOLOGIE DES MÉCANISMES | | | | | |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | S5. 5-Recherche documentaire | | | | | | La recherche documentaire est une compétence importante du technicien de bureau d'étude, qui doit être capable de rechercher une information selon des modalités variées comme de participer au système de classement, d'archivage et de veille technologique existant. | | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Classification, mots-clés, indexage.

-Bases de données numériques, normes d'indexage et de recherche.

-Recherche et comparaison par critère (mono critère ou multi-critères).

-Synthèse des résultats (liste hiérarchisée, tableaux comparatifs, graphes d'aide au choix).| | | | La recherche documentaire doit se faire sur tous les moyens disponibles, documents papier, bases de données numériques en ligne, applications informatiques d'aide au choix, etc.|

| C2 Formuler et transmettre des informations, communiquer sous forme écrite et orale | | | |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------| | Données | Compétences détaillées | Indicateurs de performance | | Tout ou partie des éléments suivants (papier et/ ou numérique) :

Des informations à transmettre.

Le résultat escompté.

L'origine et la destination de l'information.

Les standards de communication.| C2. 1 Identifier les informations utiles à transmettre. | Les informations renseignées sur les documents techniques sont correctes.| | Les informations retenues sont exactes et exploitables. | | | | C2. 2 Choisir et utiliser les outils de communication en présentiel ou à distance. | Les outils de communication sont maîtrisés et adaptés (support, forme …). | | | Les outils numériques sont correctement mis en œuvre. | | | | C2. 3 Structurer les informations à restituer. | Les informations structurées sont exploitées à des fins de communication professionnelle.| | | C2. 4 Adapter la communication à son interlocuteur. | Le vocabulaire technique utilisé est pertinent et adapté. | | | C2. 5 Rédiger une partie de rapport, une note, un compte rendu y compris en langue anglaise. | Le vocabulaire est pertinent et précis. | | | La maîtrise de la langue est démontrée. | | | | C2. 6 Présenter oralement un rapport, une note, un compte rendu y compris en langue anglaise. | L'expression orale est claire y compris en anglais. | | | Les propos sont organisés, concis et précis. | | |

Pour les compétences détaillées C2. 4, C2. 5 et C2. 6, cette communication devra mobiliser les compétences langagières en anglais lorsque le contexte et la situation professionnelle le nécessitera (échanges avec un client, avec l'interlocuteur d'un fournisseur, d'un service, d'une entreprise étrangère). Les indicateurs de performance en langue vivante sont ceux du cadre européen commun de référence pour les langues.

| C3 S'impliquer dans un environnement professionnel | | | |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------| | Données | Compétences détaillées | Indicateurs de performance | | Tout ou partie des éléments suivants (papier et/ ou numérique) :

Les données de l'entreprise.

Le (s) planning (s).

Les documents de suivi.

La composition du groupe.

Les règles ou consignes de fonctionnement du groupe.

Les outils, applications et environnement numérique disponibles.

Le protocole de classement et d'archivage utilisé.| C3. 1 Identifier son rôle au sein d'une entreprise, d'un groupe au regard du problème technique à résoudre.| Le rôle à tenir au sein du groupe est correctement identifié.| | La définition de son domaine et rôle d'intervention sont compris. | | | | C3. 2 Mettre en œuvre des consignes et/ ou des protocoles transmis oralement ou par écrit (mode d'organisation, réglages, sécurité …). | Les consignes sont mises en œuvre dans le respect des procédures et des protocoles communiqués. | | | La politique d'archivage de l'entreprise est appliquée. | | | | C3. 3 Travailler en équipe. | L'implication dans le groupe est effective et collaborative. | | | Les arguments des autres membres du groupe sont pris en compte. | | | | Les postures d'écoute et de discussion adoptées permettent les échanges. | | | | C3. 4 Assister l'activité d'un technicien supérieur ou d'un ingénieur. | Les demandes formulées sont prises en compte. | | | Les délais impartis sont respectés. | | |

| S1-DÉMARCHE DE CONCEPTION ET GESTION DE PROJET | | | | | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | S1. 2-Organisation de l'entreprise industrielle | | | | | | L'acquisition de ces connaissances peut avantageusement se faire à l'occasion des périodes en entreprise pour permettre à l'apprenant de situer son action au sein de l'entreprise et de visualiser l'organisation collaborative des différents services dans le déroulement des projets. Cette partie peut être abordée en lien avec l'économie-gestion et la PSE dont les programmes viennent compléter les connaissances attendues.| | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Fonctionnement d'une entreprise.

-Fonctionnement et organisation d'un bureau d'études, recherche et développement.

-Méthodes, préparations et réalisations.

-Sous-traitance et co-traitance.

-Réglementation du travail :

-commission de santé, sécurité et conditions de travail ;

-donneur d'ordre, clients. | | | | Il s'agit ici de créer la culture minimale de la connaissance des organisations et des fonctions principales rencontrées dans une entreprise industrielle de conception et de réalisation de produits industriels.

Cette approche permet aussi de justifier les travaux collaboratifs entre spécialistes de conception et de réalisation destinés à optimiser un produit.|

| C4 Participer à un processus créatif et collectif de conception d'un produit | | | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------| | Données | Compétences détaillées | Indicateurs de performance | | Tout ou partie des éléments suivants (papier et/ ou numérique) :

Cahier des charges.

Écoute/ retours clients.

Produits existants, lignée d'objets.

Rôles et composition des équipes.

Démarches de créativité.

Espace de créativité.

Signaux faibles.

Matériels et matériaux pour la réalisation de prototype rudimentaire.| C4. 1 Prendre en compte le besoin utilisateur dans le cadre d'une démarche collective. | Le parcours de l'utilisateur est identifié.| | La parole de l'utilisateur est prise en compte. | | | | Suite à l'échange, le besoin est exprimé. | | | | Le scénario de validation est établi. | | | | C4. 2 Participer à la mise en place de la séance de créativité. | L'espace est choisi et préparé. | | | Les conditions matérielles sont prévues en fonction de la démarche de créativité choisie. | | | | C4. 3 Participer activement à une démarche de créativité. | Les règles de la démarche de créativité sont prises en compte. | | | C4. 4 Proposer des idées, fonctionnalités prospectives. | Plusieurs idées sont proposées. | | | C4. 5 Produire des preuves de concept par la (co-) création d'un prototype rudimentaire. | L'idée est concrétisée par la création d'un prototype rudimentaire de toute sorte (carton, pâte à modeler, briques emboitables...).| | | Le prototype rudimentaire apporte une compréhension éclairée à toutes les parties prenantes internes et externes. | | |

| S1-DÉMARCHE DE CONCEPTION ET GESTION DE PROJET | | | | | |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | S1. 1-Ingénierie système et analyse du besoin | | | | | | Si l'analyse fonctionnelle reste un outil utilisé par les techniciens de bureau d'études de produits mécaniques, elle doit être complétée par une approche plus globale utile à la conception des systèmes pluri techniques complexes, comme l'Ingénierie Système en langage SysML, relevant de la responsabilité des ingénieurs chefs de projets. Au niveau du baccalauréat professionnel " Modélisation et prototypage 3D ", l'approche de l'Ingénierie Système passe par la compréhension et l'exploitation d'une partie des diagrammes SysML (Systems Modeling Langage) qui servent à décrire les systèmes complexes associés aux études mécaniques attendues.| | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Cahier des charges

-Outils de cartographie d'expérience, parcours utilisateur...

-Ingénierie système en langage SysML (expression du besoin initial, diagramme de contexte, besoin des parties prenantes, diagramme des exigences système, scénario de validation)

-Veille technologique, analyse de solutions concurrentes, recherche de brevets, dessins et modèles, repérages de signaux faibles, etc. | | | | Les diagrammes SysML sont une donnée d'entrée de l'étude fonctionnelle. Ils permettent de situer la frontière de l'étude dans un contexte pluri technologique.

La description interne du système doit être menée en intégrant, si ces éléments existent, les données de l'ingénierie système, pour cela on se limitera à la lecture et la compréhension des diagrammes SysML suivants :

-diagramme des exigences

-diagramme de contexte

-diagramme de définition de bloc

-diagramme de bloc interne

Il s'agit de décoder ces différents diagrammes SysML. Ceux-ci peuvent :

-décrire la structure interne du produit étudié

-situer le produit étudié à l'intérieur d'un système pluri technologique plus vaste.| | S1. 3-Compétitivité des produits industriels | | | | | | L'acquisition des connaissances et compétences associées à la compétitivité des produits industriels s'inscrit dans la continuité de ces enseignements tels qu'ils sont proposés en technologie collège. Ils se font essentiellement lors d'études de cas concrets, de projets. | | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | S1. 3.1-Méthodes et outils de compétitivité

-Propriété industrielle : recherche d'antériorité, les brevets.

-Qualité du produit : certification ISO, standardisation, normalisation.

-Notion de qualité coût délai. | | | | La notion de propriété industrielle doit être illustrée d'exemples et notamment donner lieu à des activités de recherches de brevets, marques, dessins et modèles dans des bases de données distantes (site de l'Institut National de la Propriété Industrielle par exemple).

L'apprenant doit classer les traces permettant de comprendre les évolutions du projet, les choix effectués (notamment à travers la justification de ceux-ci), etc.

L'aspect Design peut être travaillé avec les arts appliqués. | | -Planification du projet, diagramme de GANTT

-Traçabilité des études.

-Design de produits (ergonomie, aspect visuel, réponse à un besoin, maintenabilité). | | | | | | | | | | | | S1. 3.2-Créativité et outils de recherche de solutions

-Méthodes de créativité (ASIT, brainstorming, méthodes 6 chapeaux, méthode des 9 écrans …).

-Trame d'une séance de créativité (présentation du sujet, les règles, la chauffe, divergence, convergence, concrétisation).

-Matrice faisabilité-impact (sélection des meilleures idées) :

-exprimer une idée par l'intermédiaire d'un prototype rudimentaire (monstre).

-affiche du projet

-scénario d'usages

-pitch percutant (2 min pour raconter la solution). | | | | Ces méthodes sont privilégiées pour la recherche de principes de solutions. Avec l'aide de son professeur et d'une guidance détaillée, l'apprenant est mis en situation d'application d'une méthode. Une participation active est attendue. La maîtrise de ces méthodes ne peut pas être exigée.

Ces outils peuvent aussi être mobilisés et mis en œuvre dans le cadre du chef d'œuvre.

A ce stade, le prototype doit pouvoir être réalisé avec des moyens rudimentaires.

La démarche de créativité peut être travaillée en lien avec les arts appliqués.

Le pitch percutant peut être travaillé en lien avec le français. |

| C5 Prendre en compte les critères de compétitivité d'un produit d'un point de vue technique, économique et sociétal | | | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------| | Données | Compétences détaillées | Indicateurs de performance | | Tout ou partie des éléments suivants (papier et/ ou numérique) :

Produit ou système.

Cahier des charges.

Outils d'analyse du cycle de vie d'un produit.

Brevet, marques, dessins et modèles.| C5. 1 Analyser le cycle de vie du produit. | Les étapes du cycle de vie sont comprises et identifiées.| | C5. 2 Identifier les différents critères valorisant le produit. | Les critères d'éco-conception et de développement durable sont identifiés.| | | Les éléments de protection industrielle sont identifiés. | | | | Les critères économiques et sociétaux sont identifiés. | | | | Les critères techniques et scientifiques sont identifiés. | | | | La dimension d'ingénierie design est prise en compte. | | | | C5. 3 Comparer les impacts des solutions techniques envisagées pour le produit. | Des simulations des impacts environnementaux sont effectuées. | | | La comparaison est structurée et permet d'identifier clairement l'importance des impacts. | | | | Les solutions techniques ont été soumises à une réflexion économique. | | |

| S1-DÉMARCHE DE CONCEPTION ET GESTION DE PROJET | | | | | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | S1. 4-Développement durable et éco-conception | | | | | | L'acquisition des connaissances et compétences associées au développement durable et à l'éco-conception est une continuité des enseignements proposés au collège. Elle développe simultanément la prise en compte de toutes les formes de contraintes du développement durable. L'éco-conception n'est pas une démarche nouvelle à enseigner, mais la déclinaison des démarches de conception classiques prenant systématiquement en compte les données et les contraintes du développement durable. Elle doit donc devenir le mode de conception habituel des techniciens de bureau d'études qui doivent prendre en compte les dimensions scientifiques et techniques, d'ingénierie design et sociétales d'un produit à travers le prisme environnemental.| | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | S1. 4.1-Contexte du développement durable

-Contraintes environnementales.

-Cycle de vie d'un produit, de ses composants.

-Caractérisation des impacts environnementaux :

-épuisements des ressources

-effets nocifs sur le climat, l'atmosphère

-pollution (air, eau), toxicité

-production de déchets (élimination, recyclage, valorisation). | | | | Savoir replacer l'éco-conception dans le contexte mondial de développement durable.

Connaître les différents impacts environnementaux dans le cycle de vie d'un produit.|

| S4-MATÉRIAUX ET TRAITEMENTS | | | | | |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | S4. 1-Structure et caractéristiques des matériaux | | | | | | Il ne s'agit pas ici de proposer un apprentissage systématique des désignations et des caractéristiques de tous les matériaux. L'objectif est d'amener les apprenants à identifier les éléments importants et les caractéristiques principales des familles de matériaux les plus employées (les aciers et fontes, les alliages d'aluminium et de cuivre, certains plastiques) et de rechercher le matériau adapté dans une base de données à partir de leur usage et des contraintes qui y sont associées. L'accent sera mis sur les ordres de grandeur, les unités ainsi que les comparaisons entre matériaux.| | | | | | Savoirs, connaissances

(Concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Désignations normalisées et commerciales des matériaux. | | | | On se limitera aux grandes familles de matériaux suivantes :

-matériaux et alliages métalliques,

-polymères,

-composites,

-céramiques.

L'utilisation en lecture de cartes de matériaux et la mobilisation de méthodes de sélection à partir de diagrammes de propriétés par choix direct, en posant des limites (uniques ou cumulatives) ou par comparaison seront à privilégier.| | -Procédés de première transformation et matières premières. | | | | | | -Caractéristiques mécaniques :

-modules d'élasticité de Young, | | | | | | | | | | | | -résilience, | | | | | | -dureté,

-limite élastique,

-limite à la rupture. | | | | | | -Caractéristiques physico-chimiques : masse volumique, conductibilité, résistance à la corrosion, formabilité, coulabilité, soudabilité. | | | | | | -Éléments d'addition et leur influence sur les propriétés. | | | | | | -Essais mécaniques. | | | | | | S4. 2-Domaines d'utilisation des matériaux et leurs traitements | | | | | | Savoirs, connaissances

(Concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Domaines d'utilisation et tendances d'évolution (technologie des poudres, ajout de matière...).

-Principes et effets des principaux traitements thermiques des aciers (trempe, revenu, …)

-Principes et effets des traitements de surface.

-Principes et effets des traitements mécaniques (grenaillage, sablage, …)

-Pour tous ces traitements, incidence sur les procédés de transformation et d'assemblage ultérieurs. | | | | |

| C6 Représenter des solutions technologiques par des croquis et/ ou des schémas | | | |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------------------|----------------------------------| | Données | Compétences détaillées | Indicateurs de performance | | Tout ou partie des éléments suivants (papier et/ ou numérique) :

Carnet de croquis, crayon, outils numériques.

Cahier des charges.

Résultats des démarches de créativité.

Normes de représentation.| C6. 1 Produire un schéma cinématique et technologique. | Le schéma traduit la cinématique.| | Le schéma technologique met en évidence des solutions constructives. | | | | C6. 2 Produire le croquis d'une pièce ou d'un assemblage. | Le croquis représente la pièce ou l'assemblage en vues planes et/ ou perspective.| | | Les surfaces fonctionnelles sont retranscrites. | | | | Les éléments standards sont identifiables. | | | | Les ordres de grandeur et proportionnalités sont pris en compte. | | |

| S5-TECHNOLOGIE DES MÉCANISMES | | | | | |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Les savoirs et connaissances relatifs à ces solutions constructives seront traités en liaison avec l'étude des chaînes d'énergie (voir S3. 1-Chaîne d'énergie), l'objectif étant d'apporter une culture des constituants de transmission de puissance.

Lorsque la complexité le permet, on pourra s'intéresser aux :

-conditions d'installation et de bon fonctionnement ;

-validation du choix à l'aide de bases de données de constructeurs ou de logiciels spécialisés ;

-données technico-économiques comparatives (prix du composant, coûts d'installation, de maintenance, etc …).| | | | | | S5. 1-Solutions constructives associées aux mécanismes | | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Nature et caractéristiques des liaisons obtenues (assemblage, guidage...)

-Solutions classiques avec éléments standards éventuels.

-Conditions et surfaces fonctionnelles (mise en position, maintien en position), influence sur la précision, la tenue aux efforts, la rigidité, …

-Fonctions de lubrification et d'étanchéité,

-Validation du choix à l'aide de bases de données de constructeurs et de logiciels spécialisés. | | | | Les liaisons usuelles et courantes seront privilégiées (liaisons pivot, pivot glissant, glissière, sphérique et hélicoïdale)| | -Données technico-économiques comparatives (prix du composant, coûts d'installation, de maintenance, etc …) | | | | |

| C7 Modéliser les solutions techniques à l'aide d'outils numériques | | | |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------| | Données | Compétences détaillées | Indicateurs de performance | | Tout ou partie des éléments suivants (papier et/ ou numérique) :

Environnement numérique de travail.

Modeleur volumique paramétrique et modules complémentaires.

Solutions techniques retenues (croquis et schémas).

Outils de rétroconception (scanner 3D, outils d'un Fablab et leur protocole d'usage, logiciels …).

Instruments de mesure (pied à coulisse, alésomètre …).

Maquette numérique existante.

Ressources techniques et documentaires sur les matériaux, traitements, et procédés d'obtention.| C. 7.1 Paramétrer les outils numériques liés à la conception. | L'environnement de travail du modeleur volumique est paramétré.| | Les modules complémentaires sont paramétrés. | | | | C7. 2 Élaborer une maquette numérique 3D à partir des solutions techniques retenues. | Les pièces sont créées en respectant la relation produit-procédé-matériaux. | | | Les sous-ensembles ou assemblages sont définis en respectant les contraintes (absences d'interférences, respect des liaisons). | | | | Les arbres de création et d'assemblage sont optimisés. | | | | C7. 3 Modéliser tout ou partie d'une pièce ou d'assemblage à partir d'un outil de rétroconception. | Tout ou partie de la pièce ou de l'assemblage est préparée en vue de sa numérisation. | | | Les outils de rétroconception sont mis en œuvre à partir d'un protocole d'usage. | | | | Le modèle est reconstruit en vue de son exploitation. | | | | C7. 4 Préparer une maquette numérique en vue d'une simulation, d'un prototypage ou d'un jumeau numérique. | Les pièces, assemblages et contraintes sont simplifiés sans réduire la cohérence de la maquette.| | | Le maillage retenu permet une exploitation. | | | | Les informations nécessaires à l'élaboration d'un jumeau numérique sont fournies. | | | | C7. 5 Assurer la sauvegarde et l'archivage des données numériques. | Les enregistrements courants sont gérés. | | | Les différentes versions sont identifiées. | | | | Les formats de fichiers utilisés sont en cohérence avec les applicatifs disponibles. | | | | Les bases de données et ressources numériques sont disponibles. | | |

| S2-CHAÎNE NUMÉRIQUE | | | | | |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | S2. 1-Concept de " chaîne numérique " | | | | | | La chaîne numérique est au cœur de la formation des techniciens de bureau d'études et devient l'outil qui permet de concrétiser toutes les étapes de la conception, de la réalisation et même de la mise en œuvre, de la maintenance et de la fin de vie d'un produit. L'utilisation de cette chaîne numérique s'intègre naturellement dans un contexte numérique global permettant de créer, d'échanger, de stocker et de protéger toutes les informations numériques relatives à un projet, tel que les systèmes PDM (Product Data Management) ou PLM (Product Lifecycle Management).| | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Définition des maillons de " la chaîne numérique " :

-maquette numérique,

-prototypage,

-simulations,

-jumeau numérique,

-outillage,

-production,

-boucle d'optimisation. | | | | Le jumeau numérique sera traité dans des cas simples (nombre de paramètres limités). | | -Gestion de la vie de la chaine numérique via un PDM :

-livrables (fichiers exigés au regard du CDC),

-suivi et archivage des documents (révisions, historique), processus de validation,

-import/ export de fichiers (formats, précisions, continuité de la chaîne),

-droits des intervenants. | | | Intégration de l'outil informatique de gestion des fichiers dans une démarche de projet collaboratif et concourant.| | | S2. 3-Outils de conception et représentation numériques | | | | | | Si la maîtrise des fonctionnalités des outils de CAO 3D est une compétence majeure du métier de technicien de bureau d'études, elle doit être associée à une maîtrise méthodologique qui permettra au technicien de choisir la méthode la mieux adaptée à son problème ou à une étape de la conception. L'apprentissage des outils de CAO doit intégrer cette double dimension. | | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | S2. 3.1-Modeleurs volumiques paramétriques

-Structuration des modèles : arbre de construction de pièce et arbre d'assemblage.

-Mode de modélisation volumique. | | | | Le mode de modélisation sera approprié à la typologie des pièces.

La maîtrise des exigences de modélisation des surfaces complexes est exclue sans l'aide d'un spécialiste (exemple : domaine de la carrosserie,...).

Le paramétrage s'applique principalement à la géométrie du modèle.

La robustesse sera favorisée par l'organisation rationnelle des fonctions de conception. Elle sera évaluée principalement par la capacité du modèle à accepter aisément la modification d'un paramètre fonctionnel qui peut, par exemple, être amené à évoluer suite à la réalisation de prototypes.| | -Mode de modélisation surfacique. | | | | | | -Fonctions logicielles de conception (calques, …).

-Propriétés associées aux pièces (désignation, matériaux, cotation sur le modèle 3D,...).

-Paramétrage et robustesse du modèle. | | | | | | S2. 3.2-Méthodes de conception

-Méthodes de conception :

-dans l'assemblage,

-par pièce,

-par surfaces fonctionnelles,

-squelette géométrique de pièce, d'assemblage, esquisse pilotante,

-conception hors ou en contexte d'assemblage (liens de référence ou paramétrage entre pièces). | | | | La méthode de conception doit être adaptée au résultat souhaité : simulation dynamique, résistance des matériaux, conception détaillée,... | | -Fonctionnalité logiciel/ tableur :

-associations modeleur/ tableur,

-conception orientée famille de pièces/ d'assemblages. | | | | Gestion du paramétrage d'un modèle de pièce par tableau de valeurs. Si la situation s'y prête le pilotage de la CAO via des macros peut être employé mais dans ce cas le développement par le candidat ne pourra être exigé. | | -Outils spécifiques pour le technicien :

-bibliothèques d'éléments standard et de données techniques (locales ou à distance),

-modules métiers : conception de structure mécano-soudée, de moule, de tôlerie, récupération de design...

-rétroconception (scannérisation 3D, outils de mesure, …).

-Autres types de modeleurs,... | | | | L'utilisation ponctuelle de modeleurs implicites (sans historique …) est possible lorsque la stratégie de conception s'y prête (par exemple en l'absence de robustesse d'un modèle fourni), tout comme la rétroconception par numérisation sans contact 3D. |

| S5-TECHNOLOGIE DES MÉCANISMES | | | | | |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Les savoirs et connaissances relatifs à ces solutions constructives seront traités en liaison avec l'étude des chaînes d'énergie (voir S3. 1-Chaîne d'énergie), l'objectif étant d'apporter une culture des constituants de transmission de puissance.

Lorsque la complexité le permet, on pourra s'intéresser aux :

-conditions d'installation et de bon fonctionnement ;

-validation du choix à l'aide de bases de données de constructeurs ou de logiciels spécialisés ;

-données technico-économiques comparatives (prix du composant, coûts d'installation, de maintenance, etc …).| | | | | | S5. 2-Éléments de transmission de puissance et de transformation de mouvements | | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Rôle et nature.

-Conditions d'implantation et de mise en œuvre. | | | | Pour les solutions constructives suivantes :

Transmissions sans transformation de mouvement :

-sans modification de la vitesse angulaire :

-accouplements d'arbres,

-embrayages et coupleurs,

-limiteurs de couple,

-freins.

-avec modification de la vitesse angulaire :

-poulies courroie,

-chaînes,

-engrenages (trains simples et épicycloïdaux),

-applications aux réducteurs et boîtes de vitesse.

Transmissions avec transformation de mouvement :

-systèmes vis écrou (à glissement et à roulement),

-systèmes à cames simples,

-systèmes articulés plans.| | S5. 3-Éléments de conversion d'énergie et de commande | | | | | | L'objectif est de donner une culture relative aux différentes technologies d'actionneurs et de leurs principales caractéristiques. | | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Rôle et nature.

-Conditions d'implantation, de mise en œuvre et de commande.

-Chaîne d'alimentation et de distribution associée. | | | | Pour les solutions constructives suivantes :

-moteurs électriques, alternateurs …

-convertisseurs hydrauliques et pneumatiques (vérins, moteurs, pompes, motoréducteurs...)

L'approche des chaînes d'alimentation, de distribution et de commande reste fonctionnelle et descriptive à partir de systèmes commercialisés. | | S5. 4-Capteurs | | | | | | L'étude des capteurs a pour objectif de faciliter le dialogue avec un spécialiste de l'automatique lorsque cela est nécessaire et aide le technicien de bureau d'études à participer à leur choix et à prévoir leur implantation dans un système. | | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Rôle et nature.

-Conditions d'implantation et de mise en œuvre. | | | | La connaissance des différents types de capteurs ainsi que de leurs caractéristiques seront complétées par leur utilisation en vue de relevés lors d'expérimentations sur des systèmes mécaniques réels.

L'approche des chaînes d'alimentation, de distribution reste fonctionnelle et descriptive à partir de systèmes commercialisés. |

| C8 Optimiser le choix d'une solution en tenant compte de la relation produit-procédé-matériaux et des résultats de simulation | | | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------| | Données | Compétences détaillées | Indicateurs de performance | | Tout ou partie des éléments suivants (papier et/ ou numérique) :

Cahier des charges.

Maquette numérique préparée existante en vue d'une simulation.

Résultats de simulation et de calcul.

Ressources techniques et documentaires sur les matériaux, traitements, et procédés d'obtention.

Logiciel de simulation et de calcul.

Environnement de travail.| C8. 1 Exploiter les caractéristiques du produit afin d'identifier les procédés d'obtention. | Les procédés d'obtention du produit sont cohérents au regard des critères de sélection*.| | C8. 2 Effectuer une simulation simple à partir d'une maquette numérique préparée. | La maquette numérique est importée et exploitable par le logiciel de simulation. | | | Les paramètres sont renseignés et la simulation est effectuée. | | | | C8. 3 Effectuer un calcul simple dans l'objectif de choisir un matériau ou de déterminer les caractéristiques d'un produit. | Les hypothèses de calcul sont prises en compte. | | | Le calcul est correctement effectué. | | | | C8. 4 Exploiter les résultats de simulation et de calcul afin de choisir un matériau et les traitements adéquats. | Les critères de comparaison sont identifiés et pertinents. | | | Les résultats sont identifiés et validés. | | | | Le matériau est proposé. | | | | L'influence du traitement sur les propriétés du matériau est identifiée. | | | | La comparaison et les choix sont effectués et pertinents. | | | | C8. 5 Exploiter les résultats de simulation et de calcul afin de déterminer les caractéristiques mécaniques d'un produit. | Les résultats de simulation et de calcul sont identifiés et permettent une exploitation et une comparaison.| | | Les caractéristiques mécaniques du produit sont définies. | | | | C8. 6 Modifier une maquette numérique existante en tenant compte de la relation produit-procédé-matériaux. | La maquette est modifiée au regard des procédés d'obtention retenus. | | | La maquette est modifiée au regard des matériaux retenus. | | | | La maquette est modifiée au regard des caractéristiques du produit. | | | | C8. 7 Optimiser la maquette numérique existante dans le but de satisfaire aux exigences du cahier des charges. | Les écarts avec le cahier des charges sont relevés et expliqués. | | | Les résultats issus du jumeau numérique sont pris en compte. | | | | La maquette est finalisée. | | |

* (la géométrie, les tolérances, les matériaux, les moyens de production disponibles, du triptyque coût délai qualité, des sollicitations inhérentes à son usage, l'impact environnemental, la quantité à produire)

| S2-CHAINE NUMÉRIQUE | | | | | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | S2. 2-Simulation | | | | | | Les simulations numériques sont intimement liées au processus de création et d'optimisation d'un produit industriel.

Elles permettent d'optimiser le comportement et de vérifier les performances d'un système mécanique mais aussi d'associer très tôt dans le cycle de conception les contraintes de la réalisation.

Chaque simulation respecte un processus de modélisation, de traitement, d'interprétation et de comparaison au réel lorsque cela est possible qu'il convient d'identifier afin que si les apprenants découvrent la puissance des outils, ils puissent en mesurer aussi leurs limites.| | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Types de logiciels de simulation :

-simulation mécanique : comportements statique, cinématique, résistance des matériaux, | | | | En dehors de cas simples et/ ou guidés, l'assistance d'un spécialiste est proposée pour la modélisation et l'exploitation de systèmes plus élaborés.

Les simulations de modèles surfaciques ne sont pas concernées. La simulation de procédés a pour objectif de visualiser les défauts éventuels des pièces et d'agir en conséquence.| | -simulation de procédés, topologique,

-simulation d'ergonomie, réalité virtuelle,

-simulation de prototypage. | | | | | | -Données et paramètres associés aux simulations.

-Résultats exploitables :

-textes,

-courbes,

-cartographies … | | | | |

| S3-COMPORTEMENT DES SYSTÈMES MÉCANIQUES | | | | | |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | S3. 1-Chaîne d'énergie | | | | | | Le programme s'attache à aborder le concept d'énergie comme étant une grandeur physique caractérisant l'état d'un système et comme étant transformée tout au long d'une chaîne d'énergie.

Dans son activité professionnelle, le titulaire de bac professionnel " Modélisation et prototypage 3D " est confronté à la compréhension des chaînes d'énergie et de leurs optimisations dans le cadre du développement durable. Cette partie peut être abordée en lien avec les mathématiques, physique-chimie, notamment dans le cadre de la co-intervention, dont les programmes viennent compléter les connaissances attendues. | | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Formes d'énergie, grandeurs énergétiques et unités :

-énergie et travail,

-analogie de puissance mécanique, électrique et hydraulique : produit d'une grandeur d'effort (force, couple, tension, pression,...) par une grandeur de flux (vitesse, vitesse angulaire, intensité de courant, débit,...),

-rendement. | | | | Les différentes formes de l'énergie rencontrées : cinétique, potentielle gravitaire et élastique, électrique (seulement les puissances actives), hydraulique …

Travail, puissance et théorème de l'énergie cinétique dans des cas de mouvements simples (translation rectiligne et rotation autour d'un axe fixe).

Identification des paramètres influant sur la chaîne d'énergie. | | S3. 2-Étude des comportements mécaniques des pièces et des systèmes | | | | | | Le titulaire du bac professionnel " Modélisation et prototypage 3D ", confronté à la compréhension et au choix de systèmes techniques, doit être capable de proposer des modélisations de solutions pour des cas simples puis de conduire les simulations d'étude de comportement mécanique correspondantes. Dans les autres cas, il est capable de dialoguer avec un spécialiste à qui il confie les modélisations.

En autonomie, le titulaire de ce bac professionnel interprète les résultats des simulations afin d'en tirer les conséquences sur les conceptions qu'il propose. Cette partie peut être abordée en lien avec les mathématiques, physique-chimie, notamment dans le cadre de la co-intervention, dont les programmes viennent compléter les connaissances attendues.| | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | S3. 2.1-Modélisation des mécanismes

-Cinématique des liaisons mécaniques :

-nature du contact,

-repère local, degré de liberté,

-modèle des liaisons mécaniques élémentaires,

-modélisation des liaisons technologiques en liaisons cinématiques (avec prise en compte des jeux, frottement,...).

-Chaînes des liaisons :

-classe d'équivalence,

-graphe des liaisons,

-schéma cinématique. | | | | La modélisation des mécanismes devra essentiellement être réalisée à travers l'exploration de systèmes réels accompagnés de leur modèle 3D. | | S3. 2.2-Mouvements relatifs entre solides dans le cas d'une translation ou d'une rotation autour d'un axe fixe

-Notion de référentiel et de repère.

-Nature et définition des mouvements : rotation, translation.

-Trajectoires des points du solide.

-Vecteurs position, vitesse.

-Champ des vecteurs vitesse. | | | | Cinématique d'un solide en mouvement de rotation ou de translation par rapport à un repère fixe donné : position, trajectoire, vitesse, accélération, champ des vecteurs-vitesse (translation ou rotation autour d'un axe fixe).

Représentation graphique des positions, vitesses et accélérations dans les cas de mouvements uniformes ou uniformément variés.

Pour les résolutions analytiques, on se limitera aux formules de base. | | S3. 2.3-Mouvements plans

-Équiprojectivité du champ des vecteurs vitesse.

-CIR et distribution du champ des vecteurs vitesse.

-Composition des vitesses :

-loi de composition,

-traduction graphique pour des systèmes plans,

-applications au glissement et au roulement.

-Chaînes cinématiques :

-tracé des trajectoires et positions d'un mécanisme,

-notion d'enveloppe de pièce au cours d'un mouvement,

-lois d'entrée sortie. | | | | Représentation graphique dans les cas simples (dont la vérification des interférences entre pièces au sein d'un mécanisme).

Sauf pour les cas plans simples, la détermination de lois d'entrée sortie s'effectuera à l'aide d'un logiciel de simulation. | | S3. 2.4-Modélisation des actions mécaniques

-Action mécanique de contact et à distance :

-modèles de représentation d'une action mécanique (force et résultante de forces, moment et moment résultant, cas particuliers des couples et glisseurs),

-représentation graphique et analytique des vecteurs force et moment.

-principe des actions mutuelles. | | | | Représentation des actions mécaniques sous forme vectorielle en vue de renseigner une simulation numérique. | | -Contact entre pièces :

-nature géométrique du contact,

-frottement et adhérence : lois de Coulomb. | | | | | | S3. 2.5-Comportement mécanique des pièces et des systèmes

-Isolement d'une pièce ou d'un système de solides :

-graphe des actions mécaniques,

-ordonnancement des isolements,

-frontière, actions intérieures et extérieures.

-Équilibre statique des solides, principe fondamental de la statique, énoncé du principe en vue d'une résolution : | | | | Résolution graphique dans les cas de solides soumis à 2, ou 3 actions modélisées par des glisseurs de supports non parallèles.

Étude analytique dans les cas simples plans pour exemple (la résolution peut être développée dans le cadre du module de poursuites d'études)

Les modeleurs volumiques doivent aider à la compréhension des phénomènes mis en jeu. | | -analytique, | | | | | | -graphique. | | | | | | -Caractéristiques géométriques et cinétiques d'un solide (centre de gravité, masse). | | | | | | S3. 2.6-Résistance des matériaux

-Relation contrainte-déformation, loi de Hooke. | | | | Les cas traités doivent rester simples et permettent de repérer les critères influents (les dimensions, les matériaux, les formes et les efforts)

L'étude et la validation des cas simples s'appuient sur l'exploitation de formulaires ou des logiciels de simulation.

Les modeleurs volumiques doivent aider à la compréhension des phénomènes mis en jeu. L'interprétation des résultats de simulation nécessite un apport de notion basique sur la contrainte de Von mises.| | -Sollicitations simples (traction/ compression, torsion des sections circulaires, flexion, cisaillement) :

-déformation,

-condition de résistance (coefficient de sécurité, limite élastique, limite à la rupture...). | | | | | | -contrainte équivalente : Tresca et Von-Mises. | | | | |

| S4-MATÉRIAUX ET TRAITEMENTS | | | | | |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | S4. 3-Interaction fonction matériaux-géométrie-procédé-coût | | | | | | Il s'agit ici de sensibiliser les apprenants au choix de matériau en prenant en compte les contraintes fonctionnelles d'une pièce. Pour l'apprentissage de ces méthodes, on s'appuiera sur des exemples simples faisant intervenir un nombre réduit de critères dont on aura justifié le choix avec les apprenants.

Ces savoirs sont directement liés à ceux du chapitre S7. 1.2 : Méthodes de choix et procédures associées à l'optimisation de la relation produit-procédé-matériaux.| | | | | | Savoirs, connaissances

(Concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Liens entre fonction technique, spécifications, procédé et matériaux.

-Optimisation du choix " matériaux, géométrie, coût " à l'aide d'un logiciel adapté connecté à une base de données

-choix des critères d'optimisation,

-méthodes d'optimisation par lecture de graphes des critères de choix. | | | | On se limitera aux résultats obtenus : améliorations des performances, défauts induits, limites d'utilisations, conséquences économiques.|

| S7-TECHNOLOGIE DES PROCÉDÉS | | | | | |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|---| | S7. 1-Procédés d'obtention, optimisation de la relation produit-procédé-matériaux | | | | | | L'approche des procédés s'appuie sur l'identification des principes de transformation utilisés et sur les caractéristiques des familles de matériaux transformés. Elle permet d'associer aux procédés les principales caractéristiques des pièces obtenues (qualités et défauts, dimensions, précision, impacts environnementaux, coûts).

Des visites de plateaux techniques, plateformes technologiques en lycée, à l'université, en école d'ingénieurs, des visites de sites industriels sont à encourager à des fins de découverte des procédés notamment en s'inscrivant dans une démarche d'orientation active réfléchie dans le cadre de l'horaire d'accompagnement renforcé. | | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | S7. 1.1-Procédés d'obtention

-Procédés relatifs à l'obtention de pièces brutes :

-mise en forme par fonderie (au sable, sous vide, par injection),

-mise en forme par moulage (injection, compression, soufflage, extrusion),

-mise en forme par déformation (roulage, forgeage, estampage, découpe),

-méthodes des poudres (compression, coulée, injection),

-mise en œuvre des composites,

-procédés additifs,

-usinages non conventionnels (électroérosion, découpe au jet d'eau, découpe laser).

-Procédés permettant l'obtention de pièces finies :

-usinage (tournage, perçage, fraisage...),

-procédés de finition divers (surmoulage, découpe, électro-enfonçage,...).

-Procédés d'assemblage :

-soudage (y compris friction et ultrasons) et brasage,

-collage,

-fixation mécanique.

-Procédés de finition et d'amélioration :

-peintures et marquages,

-polissage et texturation (gravure laser, attaque chimique),

-anodisation et chromage,

-métallisation, galvanisation.| | | | | | S7. 1.2-Méthodes de choix et procédures associées à l'optimisation de la relation produit-procédé-matériaux

-Adaptation des formes, dimensions et précision d'une pièce,

-Procédure de choix d'un matériau relatif à un procédé et à un produit,

-Procédure de choix d'un procédé relatif à un matériau et à un produit. | | | | |

| C9 Élaborer le dossier de définition d'un produit | | | |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------| | Données | Compétences détaillées | Indicateurs de performance | | Tout ou partie des éléments suivants (papier et/ ou numérique) :

La maquette numérique 3D.

Cahier des charges.

Les procédés d'industrialisation retenus.

Les procédures qualité de l'entreprise.

Les extraits de normes et réglementations.| C9. 1 Produire la définition des pièces du produit en vue d'une fabrication ou d'un contrôle.| Les vues sont nécessaires et suffisantes à la compréhension des formes de la pièce.| | L'échelle et le format de la mise en plan sont adaptés aux dimensions de la pièce. | | | | Les normes graphiques sont respectées. | | | | La cotation proposée, sur la maquette numérique 3D et sur les vues en plan, respecte les exigences fonctionnelles. | | | | Les spécifications et tolérances dimensionnelles et géométriques, sur la maquette numérique 3D et sur les vues en plan, sont définies au regard des moyens de fabrication. | | | | C9. 2 Produire des vues d'ensemble du produit. | Les vues sont nécessaires et suffisantes à la compréhension du produit. | | | L'échelle et le format de la mise en plan sont adaptés aux dimensions du produit. | | | | Les normes graphiques sont respectées. | | | | Chaque pièce est repérée. | | | | La nomenclature est établie. | | | | Les spécifications de fonctionnement sont définies. | | |

| S6-SPÉCIFICATION ET DIMENSION | | | | | |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | S6. 1-Spécification des produits | | | | | | L'approche de la spécification dimensionnelle et géométrique des produits s'appuie sur les normes ISO de tolérancement en vigueur. L'utilisation d'une méthodologie de cotation structurée et d'une identification de conditions fonctionnelles permettent une cotation de définition des différentes pièces d'un mécanisme. | | | | | | Savoirs, connaissances

(Concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | S6. 1.1-Défauts des surfaces réelles

-Caractéristiques des surfaces réelles et identification des défauts dimensionnels, géométriques et micro-géométriques. | | | | Caractérisations des limites des moyens de fabrication, traitements de surfaces et traitements de matériaux. | | S6. 1.2-Types de tolérances et de spécifications

-Tolérancement dimensionnel.

-Tolérances générales. | | | | L'objectif de la cotation est d'obtenir la définition des pièces d'un mécanisme en vue de sa fabrication.

Les spécifications géométriques (GPS) seront données et on se limitera à la lecture et à l'écriture de celles-ci sur des cas simples.

États de surfaces et fonctions des surfaces (mouvements relatifs, étanchéités …)| | -Spécifications géométriques, concept de GPS :

-forme,

-orientation,

-position. | | | | | | -États de surface.

-Identification des surfaces fonctionnelles (ou groupes de surfaces fonctionnelles) associées.

-Analyse et quantification éventuelle des conditions de fonctionnement et de montage (jeux, ajustements, chaîne géométrique des contacts, chaîne de cotes …).

-Cotation sur le modèle numérique 3D.| | | | |

| C10 Réaliser un prototype pour validation fonctionnelle et/ ou visuelle | | | |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------| | Données | Compétences détaillées | Indicateurs de performance | | Tout ou partie des éléments suivants (papier et/ ou numérique) :

La maquette numérique 3D.

Cahier des charges.

Les procédures qualité et de sécurité du moyen de prototypage.

Les extraits de normes, réglementations appliquées à l'entreprise.

Les moyens de prototypage et de post-traitement.

Procédure et outillage de maintenance.

Matériels de sécurité et EPI.

Consignes particulières en matière de tri, de stockage, élimination des déchets.| C10. 1 Choisir le moyen et le matériau de réalisation du prototype | Le moyen de prototypage choisi est pertinent.| | Le matériau choisi est cohérent vis à vis du moyen de prototypage et répond aux exigences d'utilisation du prototype. | | | | C10. 2 Paramétrer le moyen de prototypage | Les paramètres de base du logiciel de mise en œuvre sont définis et le fichier de fabrication est prêt.| | | Le moyen de prototypage est réglé et optimisé en fonction du matériau mis en œuvre. | | | | C10. 3 Réaliser le prototype | Le prototype brut produit répond visuellement au modèle numérique. | | | Les procédures de sécurité sont respectées. | | | | C10. 4 Effectuer le post-traitement du prototype | Le prototype finalisé, exempt d'éléments superflus, est robuste. | | | Les surfaces sont traitées en correspondance au visuel attendu. | | | | C10. 5 Contrôler le prototype | Les caractéristiques géométriques et dimensionnelles du prototype sont validées. | | | C10. 6 Effectuer la maintenance de premier niveau des moyens de prototypage en appliquant les règles de sécurité | Les éléments d'usure sont remplacés. | | | Les moyens de prototypage sont nettoyés et entretenus. | | | | Les procédures de sécurité sont respectées. | | |

| S6-SPÉCIFICATION ET DIMENSION | | | | | |----------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | S6. 2-Relevés dimensionnels | | | | | | Savoirs, connaissances

(Concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Caractéristiques et technologie des instruments de mesure et contrôle.

-Relevé de mesures.| | | | Ces concepts seront abordés sur des cas simples, en lien avec la rétroconception (scanner 3D) et le prototypage.|

| S7-TECHNOLOGIE DES PROCÉDÉS | | | | | |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|---|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | S7. 2-Création de prototypes de pièces et de mécanismes | | | | | | Le terme générique " prototype " désigne la réalisation d'une maquette physique, à une échelle donnée, d'un mécanisme ou d'une pièce unique, permettant de valider des caractéristiques attendues. | | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | S7. 2.1-Les principes du prototypage

-Différentes technologies de prototypage

-Matériaux utilisés

-Logiciels spécifiques (utilisation et paramétrage)

-Post traitement

-Paramétrage des moyens de prototypages| | | | Procédés additifs (FDM et SLA), découpe laser, procédés soustractifs simples.

Opérations de finition| | -Coûts | | | | | | S7. 2.2-Validation des prototypes

-Ergonomie

-Visuels

-Caractéristiques attendues (dimensionnelles, mécaniques, fonctionnelles) | | | | | | S7. 2.3-Préparation et maintenance liées au moyen de prototypage

-Préparation et réglage du moyen de prototypage

-Maintenance du moyen de prototypage | | | | Maintenance de premier niveau |

| C11 Produire les visuels permettant une exploitation des données par les parties prenantes du projet | | | |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------| | Données | Compétences détaillées | Indicateurs de performance | | Tout ou partie des éléments suivants (papier et/ ou numérique) :

La maquette numérique 3D.

Cahier des charges.

Les consignes relatives à la destination des productions (client, service de maintenance, service commercial …).

Les procédures qualité de l'entreprise.

Les extraits de normes, réglementations appliquées à l'entreprise.

Consignes de sécurité liées aux moyens de réalité virtuelle ou augmentée.

Moyens de réalité virtuelle ou augmentée (casque, caméra, tablette, espace dédié, etc...).| C11. 1 Produire des représentations graphiques | L'éclaté est lisible et permet une bonne compréhension de l'assemblage.| | Le rendu semi-réaliste est représentatif. | | | | Les différentes positions de l'assemblage sont mises en évidence. | | | | C11. 2 Produire des documents de communication explicites et/ ou interactifs (montage, démontage [vidéos, animations, etc]) | L'animation de l'éclaté correspond à l'ordre de montage/ démontage. | | | Les documents de communication permettent d'illustrer le fonctionnement du produit. | | | | Le document interactif permet d'obtenir facilement des informations complémentaires. | | | | C11. 3 Intégrer des représentations dans des outils de réalité immersive et/ ou augmentée. | L'ensemble des paramètres est défini pour obtenir le rendu recherché.| | | La maquette numérique est importée et préparée dans l'interface logicielle d'immersion. | | | | L'exploration du produit dans l'environnement de réalité immersive et/ ou augmentée permet sa bonne compréhension. | | |

| S2-CHAÎNE NUMÉRIQUE | | | | | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|-------------------------|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------------------------| | S2. 4-Représentations graphiques dérivées des maquettes numériques | | | | | | Les savoir-faire associés à ces représentations ne font pas l'objet d'enseignements spécifiques mais sont toujours contextualisés et mobilisés à l'occasion des rapports, compte-rendu et production de dossiers techniques. | | | | | | Savoirs, connaissances

(concepts, notions, méthodes) | Niveaux taxonomiques| Limites de connaissances| | | | 1 | 2 | 3 | | | | -Fonctionnalités logicielles relatives à la production de documents techniques :

-configurations graphiques visuelles (propriétés de couleurs, transparence) et de positions, coupe et écorchés 3D,

-édition de nomenclatures et éclatés,

-rendus réalistes (scènes, lumières, textures, décalques, qualité image),

-animations de fonctionnement, de montage/ démontage.

-Fonctionnalités logicielles relatives à la mise en plan selon les normes de représentations du dessin technique :

-vues en projection, sections et coupes,

-dessin d'ensemble, dessin de définition.

-Mise en plan comportant les spécifications fonctionnelles selon la norme.

-Décodage d'une mise en plan.| | | | Dans le respect des normes en vigueur.| | -Technologie et utilisation de la réalité immersive/ augmentée :

-outils et consignes de préparation,

-gestion d'import des maquettes,

-préparation de la maquette (textures, scènes, lumières...),

-préparation de l'environnement (espace, positionnement, orientation …)

-formats d'export (vers l'outil ou vers un format pour des présentations interactives, ou intégration dans des supports numériques). | | | L'exploitation des outils de la réalité immersive et augmentée sont des compléments à la mise en valeur des productions mais aussi d'aide à la compréhension des supports originaux ou modifiés par la démarche de créativité.| |