1 — Brief de mission
Décider si une pièce fabriquée sur Mars peut reprendre une fonction critique.
Cette mission finale oblige à utiliser plusieurs modules à la fois. Une réponse n’est considérée complète que si elle ferme les budgets physiques, décrit les capteurs et les actions, conserve une marge, prévoit une panne crédible et explique ce qui est demandé à l’équipage. Pour cette mission, le critère est appliqué explicitement à « Panne sans rechange : fabriquer, contrôler et requalifier une pièce locale ».
2 — Carte du système
On commence par dessiner les flux de masse, énergie, information et autorité. Une flèche sans unité ou sans responsable est considérée incomplète. Cette carte sert ensuite à repérer les dépendances communes et les interfaces qui peuvent propager une panne. Pour cette mission, le critère est appliqué explicitement à « Panne sans rechange : fabriquer, contrôler et requalifier une pièce locale ».
Fabriquer localement une pièce critique commence par l’exigence fonctionnelle, pas par l’imprimante. L’élève décrit les charges, interfaces, température, étanchéité éventuelle, durée de service et conséquences d’une rupture. Ce dossier permet de déterminer quelles caractéristiques doivent être reproduites et lesquelles peuvent être modifiées. Copier uniquement la géométrie d’une pièce terrestre sans comprendre sa fonction peut produire un objet dimensionnellement correct mais mécaniquement inacceptable.
3 — Données et hypothèses
Les nombres fournis sont des données de scénario pédagogique. L’élève doit les recopier avec leurs unités, ajouter les hypothèses manquantes et marquer séparément ce qui vient d’une source NASA. Toute valeur qui change le verdict doit faire l’objet d’une analyse de sensibilité. Pour cette mission, le critère est appliqué explicitement à « Panne sans rechange : fabriquer, contrôler et requalifier une pièce locale ».
Les données de fabrication doivent inclure matière première, historique du procédé, orientation, paramètres machine et lot. Une marge de 15 % de matière ne compense pas une incertitude sur les propriétés. L’élève distingue donc marge de masse et marge de résistance, puis choisit des éprouvettes ou coupons permettant de vérifier le procédé avant de charger la pièce critique. La traçabilité devient une partie de l’objet fabriqué.
4 — Relation directrice
La formule n’est qu’un point d’entrée. Elle doit être reliée à un budget, à une mesure disponible et à un seuil de décision. Si une unité ne se simplifie pas correctement, le calcul s’arrête avant d’utiliser une calculatrice. Pour cette mission, le critère est appliqué explicitement à « Panne sans rechange : fabriquer, contrôler et requalifier une pièce locale ».
5 — Calculs de départ
Marge mécanique
18 kN - 12 kN = 6 kNTemps fabrication
7 h + 3 h contrôle + 2 h essai = 12 hMatière
4,8 kg × 1,15 = 5,52 kg avec 15 % de marge matière6 — Budget masse, énergie et temps
Construisez trois tableaux séparés. Le budget de masse distingue structure, consommables, rechanges et marge. Le budget énergétique distingue puissance instantanée et énergie accumulée. Le budget temps inclut opérations, maintenance, repos et délais de communication. Une marge positive dans un tableau ne compense pas automatiquement un déficit dans un autre. Pour cette mission, le critère est appliqué explicitement à « Panne sans rechange : fabriquer, contrôler et requalifier une pièce locale ».
L’inspection doit combiner plusieurs niveaux. Mesure dimensionnelle, examen de surface, contrôle non destructif disponible et essai fonctionnel ne détectent pas les mêmes défauts. L’élève construit une chaîne de preuves adaptée aux moyens martiens. S’il manque une méthode de contrôle habituellement utilisée sur Terre, il doit réduire le domaine d’emploi, augmenter l’essai ou accepter que la pièce ne puisse pas être qualifiée pour une fonction donnée.
7 — Navigation, communications et connaissance d’état
Indiquez quelles variables doivent être connues localement, lesquelles peuvent être reconstruites plus tard par la Terre et quelle précision est nécessaire pour chaque décision. Le délai radio impose que la mise en sécurité et le diagnostic initial puissent être réalisés sans attendre une réponse terrestre. Pour cette mission, le critère est appliqué explicitement à « Panne sans rechange : fabriquer, contrôler et requalifier une pièce locale ».
Le calcul 18 kN - 12 kN = 6 kN représente une marge de charge dans le scénario, mais elle doit être reliée au cas de charge et au facteur de sécurité retenu. L’élève vérifie aussi les modes de rupture non représentés par la charge maximale : fatigue, usure, température, flambement, fuite ou défaut local. Une pièce peut réussir un essai statique et rester inadaptée à plusieurs centaines de cycles.
8 — Survie et facteurs humains
Vérifiez air, eau, thermique, radiation, nourriture, médecine et charge de travail uniquement lorsqu’ils sont pertinents pour cette mission. L’objectif est d’éviter le faux « tout va bien » d’un calcul technique qui oublierait le temps de sommeil, la capacité à enfiler un scaphandre ou la nécessité d’un second équipier pour une opération critique. Pour cette mission, le critère est appliqué explicitement à « Panne sans rechange : fabriquer, contrôler et requalifier une pièce locale ».
Le temps de douze heures doit être placé dans la chronologie opérationnelle. Fabrication, contrôle et essai immobilisent machines, énergie et personnel ; une seconde tentative peut être nécessaire. L’élève compare cette durée à la durée pendant laquelle le système peut rester en mode dégradé. La faisabilité technique d’une pièce locale ne garantit donc pas que la réparation arrive avant l’épuisement de la marge opérationnelle.
9 — Incident injecté propre à la mission
La pièce critique fabriquée localement réussit l’inspection dimensionnelle mais présente une dispersion de propriétés matière : l’élève doit choisir un essai de preuve, une limite de charge et une durée de surveillance en service. Pour cette mission, le critère est appliqué explicitement à « Panne sans rechange : fabriquer, contrôler et requalifier une pièce locale ».
Pour AM-16.10, la réponse doit montrer quelles grandeurs de « Panne sans rechange : fabriquer, contrôler et requalifier une pièce locale » sont recalculées, quelles hypothèses cessent d’être valides et quelle action est réversible avant de consommer une réserve irréversible.
Si les propriétés mesurées sont dispersées, l’élève ne choisit pas la meilleure valeur. Il cherche la cause, élargit l’échantillonnage, peut modifier le procédé ou réduire la charge admissible. Une requalification conditionnelle doit préciser les limites d’emploi, la durée autorisée et les inspections supplémentaires. Ce raisonnement transforme l’impression locale en processus d’ingénierie plutôt qu’en simple remplacement improvisé.
10 — Décision et justification
Terminez par une décision explicite : poursuivre, retarder, reconfigurer, abandonner une activité ou passer en mode refuge. Citez les trois grandeurs qui commandent cette décision et la marge restante. Une conclusion sans critère numérique ou opérationnel est considérée comme une opinion, pas comme une décision d’ingénierie. Pour cette mission, le critère est appliqué explicitement à « Panne sans rechange : fabriquer, contrôler et requalifier une pièce locale ».
Le dossier final conserve la configuration exacte de la pièce, les données matière, les résultats de contrôle, la preuve de charge, les limites et l’autorité qui a accepté son utilisation. Si une version suivante est fabriquée, elle reçoit un identifiant différent. Cette discipline permet à la base d’apprendre de ses réparations au lieu d’accumuler des pièces ‘presque identiques’ dont personne ne connaît plus l’historique.
11 — Livrables attendus
- schéma des flux et interfaces ;
- budget masse-énergie-temps avec marges ;
- chronologie nominale et chronologie après incident ;
- liste des hypothèses et sources ;
- décision finale argumentée.
12 — Barème de validation
40 % : cohérence des calculs et unités ; 20 % : traitement des interfaces ; 15 % : marges et mode dégradé ; 15 % : facteurs humains et procédure ; 10 % : qualité des sources et séparation entre données, hypothèses et scénarios. Pour cette mission, le critère est appliqué explicitement à « Panne sans rechange : fabriquer, contrôler et requalifier une pièce locale ».