Chapitre 6: Les systèmes technologiques

Les caractéristiques d’un système technologique

Des objets aussi différents qu’un grille-pain et une motocyclette ont cependant un point commun: ce sont des systèmes technologiques. Ces derniers peuvent être décrits à l’aide des cinq caractéristiques suivantes:

  1. La fonction globale

  2. Les intrants

  3. Les commandes

  4. Les procédés

  5. Les extrants

Système technologique: Ensemble de pièces, de mécanismes ou de machines simples interagissant de façon à réaliser une tâche précise

Fonction globale: Description de ce que le système doit effectuer pour combler un besoin

Intrants: Tous les éléments(matière, énergie, information) entrant dans le système et indispensables à son fonctionnement

Commandes: Dispositifs permettant de contrôler le fonctionnement de système

Procédés: Méthodes employées par le système pour exécuter une ou plusieurs actions sur les intrants afin d’accomplir sa tâche

Extrants: Tous les éléments(matiériste, énergie, information, déchet) qui sortent du système après son fonctionnement

Un système résulte non seulement des différents éléments qui le composent, mais également de leurs interactions. Ainsi, pour fonctionner, tous les systèmes nécessitent des intrants et produisent des extrants.

Pour faciliter la comparaison de deux systèmes technologiques, on a illustré les caractéristiques d’un grille-pain et d’une motocyclette à l’aide de schémas:

Bien que le grille-pain et la motocyclette soient deux systèmes technologiques, le schéma de leurs caractéristiques permet de visualiser rapidement leurs ressemblances et différences.

Les composantes d’un système technologique

La fonction précédente décrit le grille-pain comme étant composé de plusieurs éléments. Essentiels au bon fonctionnement de l’appareil, ils ont chacun une fonction bien précise. Ils sont appelés composantes d’un système.

Composantes d’un système: Éléments(pièces, mécanismes, sous-systèmes) qui composent un système technologique et lui permettent de fonctionner adéquatement pour accomplir sa tâche

Une motocyclette est un système complexe. Pour l’analyser, on le divise donc en sous-systèmes plus simples. Cela facilite leur étude et permet d’en décrire les composantes.

La transformation de l’énergie

Bon nombre de systèmes technologiques nécessitent un apport d’énergie pour fonctionner. La lampe brille grâce à l’électricité, le téléphone émet et reçoit grâce à une pile fournissant l’énergie chimique nécessaire, et la calculatrice solaire travaille grâce à l’énergie solaire.

Énergie: Capacité à engendrer un changement ou à effectuer un travail

Les manifestations de l’énergie

L’énergie peut se manifester de différentes façons:

  • Mouvement: Déplacement ou changement de position dans l’espace

  • Rayonnement: Ensemble des radiations(lumière) émises par un corps

  • Chaleur: Variation de la température

Les formes d’énergie

Au fil du temps, l’être humain a appris à produire de l’énergie en exploitant diverses ressources naturelles, aussi appelées sources d’énergie: l’eau, le vent, le Soleil, la matière organique, la chaleur de la lithosphère, etc. Les formes d’énergie sont parfois décrites en fonction de leur source, parfois en fonction de leur manifestation.

La transformation de l’énergie

Pour faire fonctionner un sèche-cheveux, l'être humain se sert du mouvement deÀl'eau (énergie hydraulique) pour produire de l'énergie électrique afin d'alimenter le sèche-cheveux qui génère de la chaleur (énergie thermique). C'est ce qu'on appelle la transformation de l'énergie, soit la transformation d'une forme d'énergie en une autre.

Transformation de l’énergie: Procédé par lequel une forme d’énergie est convertie en une autre forme d’énergie plus appropriée

Les centrales hydroélectriques et les éoliennes utilisent des processus semblables pour transformer un mouvement naturel(celui de l’eau et celui du vent).

Transformation de l’énergie: centrale hydroélectrique

Énergie hydraulique→ énergie cinétique→ énergie électrique

Transformation de l’énergie: centrale nucléaire

Énergie nucléaire→ énergie thermique→ énergie cinétique→ énergie électrique

De nombreux systèmes technologiques utilisent l’électricité comme source d’énergie. Toutefois, certains systèmes fonctionnent autrement: par exemple, les véhicules à essence ou certains lampadaires solaires autonomes.

Transformation de l’énergie: voiture

Énergie fossile→ énergie thermique→ énergie mécanique

Transformation de l’énergie: lampadaire solaire autonome

Énergie solaire→ énergie électrique→ énergie rayonnante