Comment les fonctions et principes techniques du vélo ont-ils évolué pour répondre à des besoins de plus en plus exigeants ?
NIVEAU 1 : CONNAISSANCE / RESTITUER
📌 Critères d'évaluation (Connaissance / Restituer) : Identifier et reconnaître les éléments, fonctions et principes de base.
Q1.1. Quelle est la fonction d'usage principale d'un vélo moderne ?
[ ] Permettre de transporter des marchandises lourdes sur fer
[ ] Permettre à un utilisateur de se déplacer au sol par énergie humaine
[ ] Produire de l'électricité pour la maison
Zone de réponse : [ Cocher la réponse ci-dessus ]
Q1.2. Quel élément permet de transmettre le mouvement de rotation des pédales à la roue arrière sur
un vélo moderne ?
[ ] Un câble de frein
[ ] Une chaîne et des pignons
[ ] Un moteur hydraulique
Zone de réponse : [ Cocher la réponse ci-dessus ]
Q1.3. Association - Associe chaque terme à sa définition exacte :
1. Fonction technique | A. Solution physique/technologique retenue pour réaliser une fonction
2. Principe technique | B. Action élémentaire réalisée par un composant pour répondre à la fonction
d'usage
Zone de réponse : [ Cocher la réponse ci-dessus ]
Q1.4. Identification - Coche le composant assurant la fonction technique 'Ralentir ou stopper le vélo' :
[ ] Le guidon
[ ] Le dérailleur
[ ] Le système de frein à disque ou à patins
Zone de réponse : [ Cocher la réponse ci-dessus ]
Q1.5. Vrai / Faux - La draisienne de 1817 possédait déjà une chaîne de transmission et des pédales sur
la roue arrière. Cocher ci-dessous et justifier votre répons
[ ] Vrai
[ ] Faux
NIVEAU 2 : COMPRÉHENSION / EXPLIQUER
📌 Critères d'évaluation (Compréhension / Expliquer) : Expliquer et reformuler des informations extraites des ressources (fiche connaissance+vidéo).
Q2.1. Expliquer la différence entre une 'fonction technique' et un 'principe technique' en vous appuyant
sur l'exemple du freinage.
Q2.2. Reformuler l'évolution du besoin d'un cycliste entre l'invention du Grand-Bi (1870) et l'apparition
du vélo moderne à chaîne.
Q2.3. En vous référant à la vidéo ressource, expliquez pourquoi la fonction 'Guider le vélo' a évolué du manche fixe à la fourche orientable.
Q2.4. Associer chaque principe technique de freinage à l'objet technique correspondant :
Principes : (A) Friction directe sur le pneu | (B) Friction de patins sur la jante | (C) Friction de plaquettes
sur disque
Objets : 1. Grand-Bi | 2. Vélo de ville classique | 3. VTT moderne / VAE
Q2.5. D'après les documents, expliquer comment l'intégration de l'assistance électrique (VAE) répond à une
évolution récente du besoin des usagers.
NIVEAU 3 : APPLICATION / RÉSOUDRE
📌 Critères d'évaluation (Application / Résoudre) : Appliquer les connaissances à des situations et contextes concrets.
Q3.1. Considérons un trajet de 15 km en relief vallonné. Quel type de vélo propose le principe technique
le plus adapté ? Justifier à partir de la fonction de propulsion.
Q3.2. Appliquer la notion de principe technique : Un cycliste roule sous une pluie battante. Pourquoi
le principe du frein à disque est-il plus efficace que le frein à patins sur jante ? (Voir la vidéo)
Q3.3. Analyser le schéma fonctionnel suivant : [Pédalier] -> (Composant X) -> [Roue arrière]. Identifiez le
composant X et décrivez sa fonction technique exacte.
Q3.4. Un élève souhaite adapter un vélo traditionnel pour transporter des charges lourdes (courses, enfants).
Proposer deux modifications des principes techniques de propulsion ou de structure.
Q3.5. Classer les 4 objets d'étude (Draisienne, Grand-Bi, Vélo Moderne, VAE) selon le critère 'Performance
du principe de freinage', du moins performant au plus performant (voir document à découper en ressources).
NIVEAU 4 : ANALYSE / JUSTIFIER
📌 Critères d'évaluation (Analyse / Justifier) : Analyser, comparer des principes et justifier des choix techniques.
Q4.1. Analyse de dysfonctionnement : Au cours d'une pente forte, un cycliste constate que ses freins à patins
chauffent excessivement et perdent toute efficacité. Expliquez la cause technique et proposez une évolution
du principe technique pour résoudre ce problème.
Q4.2. Comparaison critique : Comparez les principes techniques de transmission 'Pédalage direct sur la roue
avant (Grand-Bi)' et 'Chainette avec dérailleur (Vélo moderne)'. Pourquoi le premier a-t-il été abandonné ?
Q4.3. Justification de choix technique : Pourquoi les concepteurs de VAE ont-ils dû abandonner le freinage
classique par patins au profit des freins à disque hydrauliques ?
Q4.4. Synthèse et prospective :Les attentes des cyclistes changent avec le temps : ils ont d'abord voulu
aller plus vite, puis être plus en sécurité, ensuite moins se fatiguer, et aujourd'hui polluer moins
en ville. En t'appuyant sur ces envies, invente le fonctionnement technologique du vélo de
ville du futur pour l'année 2030.
Q4.5. Évaluation d'impact :Comment passer de la draisienne au vélo électrique montre que les inventions changent grâce à deux
choses : de nouveaux matériaux et énergies (comme les batteries), et les nouvelles envies des
gens (aller plus loin, moins se fatiguer) ?
Ma carte mentale
Synthèse
Ressources
La friction des patins en caoutchouc transforme l'énergie cinétique de ton vélo en chaleur par contact direct avec la jante, ce qui ralentit la roue.
La transmission de ton vélo :
OST1b - La fonction technique, le principe technique : Fiche connaissance - Vidéo
Découper les 4 vignettes ci-dessous pour traiter la question Q3.5
