La pompe cardiaque - Science sec.3

CD1: Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes d’ordre scientifique ou technologique.

SAÉ - La pompe cardiaque

Science et technologie 306

SAÉ adapté à partir d’une production du Centre de développement pédagogique (CDP)

Mise en situation

De nos jours, plusieurs objets font appel à des appareils de pompage :  automobile, piscine, pulvérisateur, seringue,… La matière que nous pompons peut être liquide ou gazeuse.

Notre cœur est lui-même un système qui utilise une pompe.  Notre corps doit permettre au sang de circuler à travers tous nos organes et finalement à nos cellules.  Le seul moyen pour lui de voyager est d’être pompé.

Mandat

Concevoir un mécanisme d’activation relié à la pompe fabriquée en utilisant, des systèmes de transmission et/ou de transformation du mouvement.

CAHIER DES CHARGES

EN VUE DE LA CONCEPTION D’UN MÉCANISME D’ACTIVATION DE LA POMPE

Fonction globale (fonction de service)

Le mécanisme d’activation doit simuler la contraction musculaire qui active la pompe cardiaque.

Au regard du milieu humain, le mécanisme d’activation devra:

• être facile d’utilisation;
• être actionné manuellement par un organe d’entrée constitué d’une manivelle effectuant une rotation de 360 degré

Au regard du milieu physique, le mécanisme d’activation devra:

• être fabriqué avec des matériaux résistants;
• être fixé sur un bâti déjà construit, déposé sur une surface horizontale;

Au regard du milieu technique, le mécanisme d’activation devra:

• être muni d’un mécanisme de transformation et/ou de transmission du mouvement;
• permettre un pompage régulier et efficace avec le moins d’effort possible;
• utiliser, tel quel, le panneau troué pour la fixation des composants du mécanisme;
• être assemblé de façon à permettre le remplacement de certains composants en cas de bris;

Au regard du milieu industriel, le mécanisme d’activation devra:

• être entièrement réalisable dans un local de science et technologie du 2e cycle du secondaire;
• être réalisé uniquement avec le matériel disponible et les matières premières mises à votre disposition.

Note :  La gommette, les rubans adhésifs et les élastiques ne sont pas permis comme liaisons techniques.

Au regard du milieu économique, le coût du mécanisme devra:

• être inférieur à  4,00 $.

MÉCANISMES DE TRANSMISSION ET DE TRANSFORMATION DE MOUVEMENT

DÉMARCHE DE CONCEPTION POUR LE MÉCANISME D’ACTIVATION

1. Cerner le problème

Cerner mon problème en fonction du cahier des charges.

Ce que je sais...

2. Mise en contexte (croquis et explications)

De quoi puis-je m’inspirer? Comment ça va fonctionner? Comment vais-je le construire?

À l’aide de croquis (insertion, dessin), donne 3 idées de mécanismes pouvant actionner la pompe. Chaque croquis doit être accompagné d’une explication.

Idée	Explications
1. insère ton dessin ici
2. insère ton dessin ici
3. insère ton dessin ici

3. La planification

À l’aide d’un schéma de principe ainsi que d’un schéma de construction, illustre la solution retenue et explique pourquoi tu retiens cette solution.

ATTENTION: N’oublies pas d’accompagner chaque schéma des éléments essentiels (Ex.: Légende, nom des pièces, guidages, liaisons, les mouvements, les forces, les couleurs, etc)

Schéma de principe (insère ton dessin ici)

Schéma de construction Pour concevoir ton schéma de construction, tu dois partir de ce dessin) (insère ton dessin ici)

Explication de la solution choisie

4. La mise en oeuvre

Étapes de fabrication, problèmes de conception et ajustements en cours de réalisation?   (matériaux, liaisons, guidage, outils,…)

A. Décris les étapes de manipulations qui permettent de construire le mécanisme. N’oublies pas d’y inclure les matériaux, le matériel (outils) et de présenter les étapes dans un ordre cohérent.

B. Décris les problèmes de construction que tu as rencontrés durant le processus de fabrication. Explique les ajustements que tu as effectués dans les étapes de fabrication du mécanisme.

5. Le test final.

A. Mise à l’essai de ton prototype.

Fais plusieurs essais de ton mécanisme pour valider son efficacité. Pour chaque essais, décris le résultat obtenu et apporte une améliorations afin que le prochain essais offre une efficacité supérieure.

Tests	Résultats obtenus	Améliorations apportées
1
2
3
4
5
6

B. Retour sur la démarche

La solution retenue respecte-t-elle le cahier des charges?

Quels sont les avantages et les inconvénients de la solution retenue?

Avantages	Inconvénients

Quelles modifications pourrais-tu faire pour améliorer ton prototype?