3ème - Le drône autonome

S04 - Comment évaluer et comparer les performances d'un drone autonome pour garantir la fiabilité d'un service de livraison ?

FICHE D'ACTIVITÉ ÉLÈVE

OST3f — La performance des OST — Classe de 3e

Support : une flotte de drones autonomes de livraison

Situation déclenchante (Vidéo)

Une entreprise de logistique urbaine envisage de déployer une flotte de drones autonomes pour livrer de petits colis en ville. Avant tout déploiement, elle doit vérifier que ses drones respectent les exigences de vitesse, d'autonomie, de charge utile et de portée fixées dans son cahier des charges.

Problématique

Comment évaluer et comparer les performances d'un drone autonome pour garantir la fiabilité d'un service de livraison ?

Compétence et connaissance visées

• Compétence : définir et mettre en œuvre un protocole pour mesurer une caractéristique, une performance d'un OST.

• Connaissance : ST3f — les critères de performance d'un OST (grandeurs mesurables : vitesse, autonomie énergétique, etc.).

Niveau 1 — Connaître

Critère d'apprentissage : je sais identifier et nommer les critères de performance d'un OST.

1.1 (QCU) Qu'est-ce que l'autonomie énergétique d'un drone ?

• a) Sa capacité à voler sans pilote

• b) La durée de vol possible avant recharge de la batterie

• c) Sa vitesse maximale en vol

• d) Son poids à vide

Réponse :

1.2 (QCM, plusieurs réponses possibles) Parmi ces grandeurs, lesquelles sont des critères de performance mesurables d'un drone ?

• a) la vitesse

• b) la couleur de la coque

• c) l'autonomie énergétique

• d) la marque du fabricant

Réponse :

1.3 (Association) Associer chaque terme à sa définition : Vitesse • Autonomie énergétique • Charge utile • Portée

• 1) Distance maximale à laquelle le drone peut s'éloigner de son point de départ

• 2) Distance parcourue par unité de temps

• 3) Poids maximal transportable par le drone

• 4) Durée de fonctionnement avant recharge

Réponse :

1.4 (QCU) Quelle unité permet de mesurer la vitesse d'un drone ?

• a) Wh

• b) km/h

• c) kg

• d) km²

Réponse :

1.5 (QCU) Quelle unité permet de mesurer l'autonomie énergétique d'un drone ?

• a) minutes (durée de vol) ou Wh (énergie disponible)

• b) km/h

• c) kg

• d) °C

Réponse :

Niveau 2 — Comprendre

Critère d'apprentissage : je sais expliquer et reformuler, à partir d'une ressource, les notions liées à la performance d'un OST.

2.1 D'après la vidéo ressource, pourquoi est-il nécessaire de définir un protocole avant de mesurer une performance d'un OST ?

Réponse :

2.2 Expliquez avec vos mots la différence entre une mesure directe et une mesure indirecte d'une performance.

Réponse :

2.3 Reformulez, avec vos propres mots, la définition de l'autonomie énergétique présentée dans la vidéo.

Réponse :

2.4 À partir de la vidéo, citez deux grandeurs mesurables évoquées pour caractériser la performance d'un OST.

Réponse :

2.5 À partir de la fiche technique du drone fournie en fin d'activité, relevez les informations concernant sa vitesse et son autonomie.

Réponse :

Niveau 3 — Appliquer

Critère d'apprentissage : je sais appliquer une méthode ou un calcul pour évaluer la performance d'un drone dans un contexte donné.

3.1 Le cahier des charges de l'entreprise exige une vitesse de croisière au moins égale à 60 km/h. Le drone AeroLog X2 respecte-t-il cette exigence ? Justifiez.

Réponse :

3.2 Calculez la distance maximale que peut parcourir le drone à une vitesse de croisière de 50 km/h, sachant que son autonomie est de 28 minutes.

Réponse :

3.3 Proposez un protocole permettant de mesurer la vitesse réelle du drone sur un parcours test.

Réponse :

3.4 Le drone doit livrer un colis de 1,5 kg à une distance de 6 km. Ces exigences sont-elles compatibles avec les caractéristiques du drone (charge utile 2 kg, portée 8 km) ?

Réponse :

3.5 Quel appareil de mesure utiliseriez-vous pour mesurer le temps de vol réel du drone jusqu'à épuisement de sa batterie ?

Réponse :

Niveau 4 — Analyser

Critère d'apprentissage : je sais analyser un écart, comparer des solutions et justifier un choix technique.

4.1 Lors d'un test, le drone n'a volé que 19 minutes au lieu des 28 minutes annoncées. Formuler deux hypothèses expliquant cet écart.

Réponse :

4.2 Comparez le drone AeroLog X2 à un second modèle, le AeroLog Mountain (vitesse 45 km/h, autonomie 35 min, charge utile 1 kg, portée 5 km, résistance au vent renforcée), et justifiez lequel choisir pour une mission de livraison en zone montagneuse.

Réponse :

4.3 Proposez une amélioration technique permettant d'augmenter l'autonomie énergétique du drone.

Réponse :

4.4 Un client se plaint que le drone met plus de temps que prévu pour livrer. Analysez les causes possibles liées à la chaîne d'énergie du drone.

Réponse :

4.5 En vous appuyant sur les critères de performance étudiés (vitesse, autonomie, charge utile, portée), justifiez si la flotte de drones AeroLog est adaptée à un usage de livraison en zone urbaine dense.

Réponse :

Document technique — fiche produit (données fictives)

Caractéristique	Valeur
Nom (fictif)	AeroLog X2
Vitesse maximale	65 km/h
Autonomie annoncée	28 min (batterie 5 000 mAh, 22,2 V)
Charge utile	2 kg
Portée	8 km
Masse à vide	1,3 kg

Ma carte mentale

✏️ Ma synthèse en carte mentale :

Construis une carte mentale ci-dessous résumant la problématique : Comment évaluer et comparer les performances d'un drone autonome pour garantir la fiabilité d'un service de livraison ?

SYNTHÈSE — Ce que j'ai retenu

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🔗 RÉFÉRENCES ET RESSOURCES

📚 Fiches connaissances académiques :

- OST3f-les critères de performance d’un OST (grandeurs mesurables : vitesse, autonomie énergétique)

🎥 Vidéos ressources :

- OST3f-les critères de performance d’un OST (grandeurs mesurables : vitesse, autonomie énergétique)

- Document technique du drone : voir tableau dans cette fiche

- Livraison par drones au Texas (Diaporama)

3ème - Le smartphone durable

S03 - Sur quels critères peut-on s'appuyer pour choisir un smartphone en tenant compte des trois piliers du développement durable et de son cycle de vie ?

TECHNOLOGIE — 3ème

OST — Choisir un objet dans un contexte de développement durable

Support : le smartphone durable

Nom : ………………………………………………………………	Prénom : ……………………………………………………………
Classe : ……………… Date : …………………………	Groupe : ……………………………………………………………

Connaissances et compétences visées (BO n°9 du 29/02/2024)

OST3b — L'indice énergétique et l'indice de réparabilité
OST3c — Les impacts environnementaux (indicateurs : air, eau, sol et santé)
OST3d — Les piliers du développement durable et le cycle de vie d'un OST
OST3e — Les critères de choix : qualité, efficacité énergétique, durabilité, recyclabilité

🔍 Situation déclenchante : Vidéo

Les élèves de ta classe doivent choisir un smartphone reconditionné ou éco-conçu pour équiper la salle de technologie. Le budget est limité et plusieurs modèles sont disponibles. Comment choisir le modèle le plus adapté en tenant compte de son impact sur l'environnement, de son coût, de sa durabilité et de sa réparabilité ?

❓ Problématique : Sur quels critères peut-on s'appuyer pour choisir un smartphone en tenant compte des trois piliers du développement durable et de son cycle de vie ?

Niveau 1 — Connaître
Critère d'apprentissage : Je suis capable d'identifier et de reconnaître les notions clés liées au développement durable et au cycle de vie d'un smartphone.
Q1.	L'indice de réparabilité d'un smartphone est noté sur : ☐ 5 ☐ 10 ☐ 100 ☐ 20
Q2.	Parmi les indicateurs d'impacts environnementaux, lesquels sont pris en compte dans le programme ? (plusieurs réponses possibles) ☐ Air ☐ Eau ☐ Sol ☐ Bruit ☐ Santé
Q3.	Combien de piliers composent le développement durable ? ☐ 1 ☐ 2 ☐ 3 ☐ 4
Q4.	Numérote de 1 à 4 les étapes du cycle de vie d'un smartphone dans l'ordre chronologique : Utilisation / Fabrication / Fin de vie / Extraction des matières premières. Réponse : ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
Q5.	L'étiquette énergie d'un smartphone permet de connaître : ☐ Sa couleur ☐ Sa consommation d'énergie ☐ Son prix ☐ Son poids

Niveau 2 — Comprendre
Critère d'apprentissage : Je suis capable d'expliquer et de reformuler les notions issues des vidéos ressources académiques.
📹 Ressource : OST3b — Indice énergétique et indice de réparabilité
Q6.	Après avoir visionné la vidéo OST3b, explique avec tes propres mots à quoi sert l'indice de réparabilité pour un acheteur de smartphone. Réponse : ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
Q7.	Un smartphone obtient 8/10 à l'indice de réparabilité. Que peut-on conclure sur sa réparabilité ? Donne deux critères qui ont pu contribuer à cette note. Réponse : ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
📹 Ressource : OST3c — Les impacts environnementaux (air, eau, sol, santé)
Q8.	Cite deux impacts environnementaux liés à la fabrication d'un smartphone et explique comment ils affectent l'eau ou le sol. Réponse : ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
Q9.	Associe chaque élément à l'indicateur correspondant : émissions de CO₂ / métaux lourds dans les sols / produits chimiques dangereux. Réponse : ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
📹 Ressource : OST3d — Piliers du développement durable et cycle de vie
Q10.	Nomme les trois piliers du développement durable et donne pour chacun un exemple concret appliqué au smartphone. Réponse : ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
Q11.	Quel est l'intérêt de connaître le cycle de vie complet d'un smartphone avant de l'acheter ? Explique en deux phrases. Réponse : ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
📹 Ressource : OST3e — Critères de choix : qualité, efficacité énergétique, durabilité, recyclabilité
Q12.	Reformule avec tes mots chacun des quatre critères de choix présentés dans la vidéo OST3e, en donnant un exemple concret sur un smartphone durable : qualité / efficacité énergétique / durabilité / recyclabilité. Réponse : ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………

Niveau 3 — Appliquer
Critère d'apprentissage : Je suis capable d'appliquer les connaissances pour analyser un cas concret et comparer des OST selon des critères identifiés.

Trois smartphones sont proposés pour équiper la salle de technologie. Analyse leurs caractéristiques :

	Modèle	Ind. répar.	Énergie	Durabilité	Recyclabilité	Prix
Modèle A	Fairphone 5	7,8/10	Classe A	8 ans garantis	50 % plastique recyclé	450 €
Modèle B	Reconditionné X	6,2/10	Classe B	2 ans garantis	Non précisé	180 €
Modèle C	Neuf standard Y	4,5/10	Classe C	1 an garanti	Boîtier classique	320 €

Q13.

Quel modèle a l'indice de réparabilité le plus élevé ? Que cela signifie-t-il concrètement pour un utilisateur ?

Réponse : ………………………………………………………………………………………………………………………

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Q14.

En prenant en compte les trois piliers du développement durable, classe les trois modèles du plus durable au moins durable. Justifie ton classement avec les données du tableau.

Réponse : ………………………………………………………………………………………………………………………

Q15.

Établit une liste de cinq critères de choix pour comparer des smartphones durables. Pour chacun, indique s'il relève du pilier économique, social ou environnemental.

Réponse : ………………………………………………………………………………………………………………………

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Niveau 4 — Analyser
Critère d'apprentissage : Je suis capable d'analyser des données, de comparer des choix et de rédiger un argumentaire justifié.
Q16.	Le Modèle B coûte 180 € mais dure seulement 2 ans (l'utilisateur le rachète 4 fois en 8 ans). Le Modèle A coûte 450 € mais dure 8 ans. Calcule le coût total de chaque modèle sur 8 ans et analyse lequel est réellement plus économique. Quel pilier du développement durable cela illustre-t-il ? Réponse : ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
Q17.	Un élève affirme : « Un smartphone reconditionné n'est jamais aussi intéressant qu'un smartphone neuf sur le plan environnemental. » Es-tu d'accord ? Appuie ta réponse en analysant le cycle de vie et les indicateurs environnementaux OST3c. Réponse : ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
Q18.	Après analyse de tous les critères (coût, réparabilité, durabilité, impacts environnementaux, recyclabilité), quel smartphone conseilles-tu ? Rédige un argumentaire de 5 à 8 lignes en te référant aux trois piliers du développement durable et à au moins trois connaissances OST3b à OST3e. Réponse : ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………

✏️ Ma synthèse en carte mentale :

Construis une carte mentale ci-dessous résumant la problématique : Sur quels critères peut-on s'appuyer pour choisir un smartphone en tenant compte des trois piliers du développement durable et de son cycle de vie ?