La modélisation fonctionnelle d’une bicyclette Première partie : Le diagramme des cas d’utilisation Abdelkrim EL Marrakchi Inspecteur des Sciences et Techniques Electrique Technologie au Collège Direction Provinciale de Marrakech Introduction : Une bicyclette est un moyen de transport qui existe depuis des lustres(1). Il présente de nombreux avantages. Pas besoin de se ravitailler tout le temps en carburant (sauf de l’eau pour s’hydrater), pas de perte de temps dans les embouteillages, plus de prise de tête pour se garer, maintien d’une bonne forme physique et d’une bonne santé, etc. Mais nous sommes-nous demandés une fois comment fonctionne une bicyclette ? Au cas où, voici les bonnes réponses. 1/ Comment guider la bicyclette ? Avant même d’avancer, il serait sans doute mieux de savoir avant tout guider la bicyclette. Pour cela, nous avons le guidon relié à la fourche de vélo et la roue avant. Pour changer la direction de votre itinéraire, il faudra orienter la roue directionnelle dans la direction voulue. Ainsi, le fait de tourner le guidon à gauche (tirer la manche de gauche vers vous et poussez la manche de droite) vous fera partir à gauche, et l’inverse pour l’autre sens. 2/ Comment faire avancer la bicyclette ? Une bicyclette a deux roues, la première se situant à l’avant étant ainsi la roue directionnelle. La deuxième à l’arrière est une roue motrice qui tourne grâce à de nombreux éléments : la pédale située au bas du cadre, à l’extrémité opposée de la selle ; et la chaîne qui relie deux autres éléments, à savoir le (ou les) plateau(x) fixé(s) sur l’axe de la pédale, et le (ou les) pignon(s) fixés sur l’axe de la roue arrière. En pédalant, vous entrainerez ainsi la roue arrière à votre rythme, grâce à la chaîne. Et c’est ce qui fait avancer une bicyclette. Sur la plupart des bicyclettes d’aujourd’hui, on retrouve à la fois de nombreux plateaux sur l’axe de la pédale et de nombreux pignons sur l’axe de la roue arrière. Ces éléments sont de tailles différentes. Sur ces bicyclettes, on retrouve également ce qu’on appelle un dérailleur, qui permet de déplacer la chaîne d’un plateau à un autre et d’un pignon à un autre. Ce dispositif peut être enclenché grâce à deux commandes placées sur le guidon ; l’objectif est de sélectionner un rapport de vitesse pour se déplacer au rythme voulu. (1) : « Des lustres » signifie une longue période indéfinie. 1 Le principe est le suivant : avec le plus grand plateau et le plus petit pignon, la bicyclette avancera plus vite, la pédale effectuera beaucoup moins de tour que la roue motrice. Mais, il sera plus dur de pédaler (très lourd). C’est pourquoi cette combinaison est surtout utilisée en descente, et quasiment impossible en montée. Vous l’aurez compris, pour les grosses montées, il faudra alors miser sur la combinaison du plus petit plateau avec le plus grand pignon. Cela vous fera effectuer de nombreux tours de pédale pour avancer, mais ce sera plus facile (plus léger). En fonction de la piste (montée, descente, légère ou accentuée), vous choisirez ainsi le bon plateau et le bon pignon. 3/ Comment freiner une bicyclette ? Pour freiner ou arrêter la bicyclette, il faut se servir du dispositif de freinage. Celuici, se divise en quelques éléments, dont les poignées de freins fixées sur le guidon, les patins de freins fixés sur une mâchoire, elle-même fixée sur la fourche (avant ou arrière), et les câbles de freins, reliant les précédents. En tirant sur l’une des poignées de freins, vous tendrez le câble qui y est associé, ce qui actionnera la mâchoire. Les patins serreront alors la roue associée à la poignée de frein pour la ralentir ou la stopper. Source : «http://tout-sur-tout.info/le-fonctionnement-dune-bicyclette/ » 4/ Le contexte d’utilisation d’une bicyclette D’une manière générale, le contexte d’utilisation d’un objet technique ou d’un système technique est constitué par cinq familles d’éléments qui sont : L’utilisateur(s); Utilisateur(s) Matière d’œuvre La(es) matière(s d’œuvre(s) ; L’énergie ; Le support physique ; Objet technique ou Energie système technique L’environnement. Support d’appui Le service est rendu au cycliste Environnement Le vélo transporte le cycliste Utilisateur(s) Energie musculaire Matière d’œuvre La bicyclette Réseau routier Environnement La propulsion du vélo est réalisée grâce à l’énergie musculaire Météo, usagers de la route, les panneaux de signalisation … 2 5/ Le diagramme des cas d’utilisation 5/1. Les différents cas d’utilisation d’un vélo A partir du texte ci-dessus, Les cas d’utilisation d’un vélo sont les suivants : Cas d’utilisation Organes assurant le cas d’utilisation Se déplacer sur un réseau routier Les deux roues (Avant et arrière) guider la bicyclette Le guidon orienter la bicyclette la roue directionnelle sélectionner un rapport de vitesse Un dérailleur Propulser (Pédaler) Pédale Freiner (Ralentir ou s’arrêter) les poignées de freins, les patins de freins et les câbles de freins Un dernier cas d’utilisation peut être mis en évidence pour les bicyclettes dotées d’un système d’éclairage est : Activer le système d’éclairage de la bicyclette. Comment représenter tous ces cas d’utilisation sur un diagramme ? 5/2. Premier niveau de modélisation (Collège) : Pour les collégiens(es), on se limite à un seul cas d’utilisation qui met en évidence le service rendu par la fonction d’usage de l’objet technique ou système technique. Ainsi, le service rendu par le vélo à un cycliste est : La raison d’être d’une bicyclette est de permettre au cycliste de se déplacer sur le réseau routier La bicyclette permet au cycliste de se déplacer sur un réseau routier. Le système Acteur principal Acteur secondaire UC[Modèle] La bicyclette [ Cas d’utilisation Le diagramme des cas d’utilisation] La bicyclette Cycliste Se déplacer sur un réseau routier Le réseau routier 3 5/2. Deuxième niveau de modélisation (Lycée) UC[Modèle] La bicyclette [ Le diagramme des cas d’utilisation] La bicyclette Activer l’éclairage « extend » Guider la bicyclette Orienter la bicyclette « include » « include » Se déplacer sur un réseau routier Cycliste « include » Le réseau routier « include » Propulser la bicyclette Freiner la bicyclette « include » Sélectionner un rapport de vitesse 6/ Conclusion « Ce qu’il faut retenir pour élaborer des diagrammes des cas d’utilisation pour des fins pédagogiques au Collège : Un cas d’utilisation est un service rendu par le système à un utilisateur (Se limiter à un seul cas pour le collège). L’acteur principal bénéficie des services rendus par le système. L’acteur(s) secondaire(s) participe au cas d’utilisation (Il participe aux services rendus par le système). La liaison d’association pour lier les acteurs au cas d’utilisation. La liaison de généralisation (La bicyclette est utilisé par l’homme, la femme ou un enfant –fille et garçon-). Compléments d’informations pour les enseignants : La liaison « include » : Pour faire apparaître des sous cas d’utilisation plus simple ( A « include » B signifie que si A est fait, B est fait). La liaison « extend » : L’action ou le service rendu est optionnel. Le sous-cas d’utilisation est parfois utilisé sous condition. ( A « extend » B signifie que si B est fait, B ne l’est pas forcement). 4
