Sciences de l’ingénieur · Première

Préparer le projet de 12 heures en SI

Un support de téléphone doit d’abord tenir le téléphone et permettre de lire l’écran. Concevoir consiste à choisir une solution, puis à la tester.

Un exemple pour commencer. Un support très léger qui bascule ne rend pas le service attendu. La stabilité se vérifie avant de comparer l’esthétique ou la masse.

Explications et exemples en accès libre. Ateliers, quiz et cartes avec l’abonnement.

Une séance à la fois

10 à 25 minenviron, par séance

6 séances

Cours, exemple résolu et deux questions avec leur correction.

Organiser mon temps
Les 6 séancesÀ répartir sur plusieurs jours
1 h 20 à 2 h 20
Quiz de bilan12 questions, après les séances
Environ 15 min
Cartes de révision12 cartes, pour un premier passage
Environ 10 min

Le quiz et les cartes se font en plus des séances. Choisis les ateliers et les dossiers techniques selon ce que tu veux retravailler.

Avance à ton rythme : les pauses et les reprises peuvent allonger ces durées.

Ces temps incluent les applications, le quiz et les cartes proposés avec l’abonnement.

Objectifs et prérequis

Objectifs du cours

Ce que tu vas savoir faire

  • Classer une information du dossier comme fait, interprétation, besoin, contrainte ou solution et justifier ce classement.
  • Relier une exigence à une grandeur, une tâche ou un document vérifiable.
  • Comparer des concepts avec les mêmes informations et conserver les inconnues.
  • Lire les résultats d’un modèle plan fourni sans les prendre pour une sécurité physique.
  • Construire un planning de douze heures avec sorties, rôles et arbitrages.
  • Présenter une décision conditionnelle avec son échec, ses preuves et sa prochaine étape.
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Séance 1 · 10 à 20 min

Partir du besoin, pas du mécanisme

Cours

Un rappel utile

Un problème d’usage décrit une gêne observable avant de choisir un objet à fabriquer.

Notre projet fictif consiste à présenter un document sur une petite table. Un fait est fourni : la profondeur disponible vaut 250 mm. « La place risque de manquer » est une interprétation ; « ajouter une bielle » est déjà une solution.

Le besoin nomme le service : présenter le document et régler son orientation. Pour garder plusieurs idées possibles, formule la question ainsi : « Comment rendre ce service dans l’empreinte disponible ? »

Compare d’abord les dimensions dans la même unité. 250 mm = 0,250 m. Une profondeur de 220 mm laisse une marge de 250 − 220 = 30 mm par rapport à cette limite ; ce calcul seul ne prouve pas la stabilité.

Tu vas préparer des critères, comparer des concepts et lire un prototype. Le projet de douze heures se mène en équipe avec l’enseignant ; manipuler ce modèle virtuel prépare le travail, sans remplacer les productions et essais de classe.

Voir un exemple résolu

Une personne doit tenir sa tablette d’une main pendant qu’elle suit une consigne et prend des notes.

  1. La difficulté est de consulter l’écran tout en gardant les mains libres.
  2. Un support est une solution possible ; on commence par observer les positions et les contraintes d’usage.
Pour aller plus loin : exercices et dossier technique

Voir un exemple corrigé

Cas d’ingénierie résolu

Voir un exemple résolu

La fiche donne une table de 250 mm et une consigne de 45 degrés : comment formuler le problème sans faire passer une préférence supposée pour un fait ?

Pièces du dossier fictif
  1. Fiche fictive : profondeur disponible 250 mm, document large de 210 mm.
  2. Consigne du scénario : 45 degrés, sans préférence humaine mesurée.
  3. Crans et bielle sont deux moyens possibles, non des besoins.
Voir la correction

La profondeur disponible et la consigne sont des faits du dossier fictif. Elles ne disent pas que tous les usagers préfèrent 45 degrés. On peut demander comment présenter un document et modifier son orientation dans l’empreinte donnée, avec des constituants remplaçables. Une idée de crans ou de bielle reste une solution possible. Le groupe conserve séparément la fiche, son interprétation et la preuve attendue pour une préférence. Cette séparation permet de comparer plusieurs moyens sans attribuer une opinion à des personnes qui n’ont pas été interrogées.

Erreur à éviter. Une interprétation devient un besoin prétendument observé.

Pourquoi elle échoue. La fiche décrit une situation fictive précise, mais le raisonnement lui ajoute une préférence générale. Cette préférence n’a ni source ni observation et ferme prématurément les solutions imaginables.

Comment la reprendre. Reprends une carte en indiquant d’abord ce qui est écrit dans le dossier, puis ce que tu en déduis. Une préférence supposée reste une hypothèse du dossier ; elle ne choisit pas encore un mécanisme. Reformule le service attendu avec ses contraintes avant de proposer crans, bielle ou inclinaison fixe.

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Séance 2 · 10 à 20 min

Transformer une intention en test

Cours

Un rappel utile

Un critère mesurable transforme une intention en test. Une contrainte obligatoire ne se compense pas par une jolie forme.

Un critère précise ce qu’il faut vérifier. Pour le support, profondeur au plus 250 mm, largeur utile au moins 210 mm et marge arrière au moins 40 mm sont trois questions distinctes.

Un test d’interface précise une situation de départ, une commande et le résultat attendu. Prévoir cinq tâches au clavier aide à préparer l’essai ; sans les exécuter et relever leurs résultats, on n’a pas encore testé l’interface.

Fonctionner au clavier et offrir une alternative au glisser sont deux points différents. Vérifie séparément les commandes, leurs libellés, le focus visible et la lecture des résultats. Une seule réussite ne suffit pas à conclure sur tous les points.

La fiche de constituants démontables permet une revue documentaire, pas la preuve d’un démontage effectué. De même, un petit nombre de pièces ne suffit pas à établir un bilan environnemental : service rendu et durée comptent aussi.

Voir un exemple résolu

Le support doit laisser au moins 40 mm de marge sur une table profonde de 250 mm.

  1. La profondeur occupée doit être au plus 250 − 40 = 210 mm.
  2. Une solution plus profonde échoue à cette contrainte, même si elle obtient une bonne note esthétique.
Pour aller plus loin : exercices et dossier technique

Voir un exemple corrigé

Cas d’ingénierie résolu

Voir un exemple résolu

La fiche décrit quatre constituants démontables et cinq tâches clavier : que peut-on conclure réellement avant tout relevé d’interface ou démontage ?

Pièces du dossier fictif
  1. Fiche N : base, surface dorsale, bras virtuel et appui bas ; axes ou vis, sans collage décrit.
  2. Cinq tâches K : saisie, incrément, présélection, réinitialisation, lecture des résultats.
  3. Aucun relevé de leur exécution et aucun démontage réel ; critères d’interface et preuve documentaire distincts.
Voir la correction

La fiche N permet d’identifier base, surface dorsale, bras virtuel et appui bas, puis les axes ou vis qui les relient. Cela étaye une séparabilité dans la conception écrite, pas un démontage réellement réussi. Les cinq tâches K précisent quoi observer et quel résultat attendre ; sans relevé, REQ-ACC reste non évaluée. Une alternative textuelle décrite peut rendre une fiche recevable pour la discussion, mais elle ne transforme pas l’interface en produit testé. Aucun nombre de pièces ni couleur d’interface ne fournit un bilan environnemental.

Erreur à éviter. Une liste de tâches est présentée comme un test réussi.

Pourquoi elle échoue. Le résultat attendu a été confondu avec un résultat observé. L’écriture d’une commande, d’un nom ou d’un seuil ne démontre pas son exécution, la présence du focus ni la lisibilité réelle du résultat.

Comment la reprendre. Pour chaque intention, nomme la grandeur ou l’action observable, la condition de réussite et la pièce qui l’atteste. Une tâche K décrite fixe l’attendu ; elle ne fournit pas son résultat. Garde donc REQ-ACC non évaluée et limite N à la séparabilité documentaire des quatre constituants.

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Séance 3 · 15 à 25 min

Comparer des idées avec les mêmes règles

Cours

Un rappel utile

Un score pondéré multiplie chaque note par son poids avant d’additionner. Les poids doivent être annoncés.

Comparer des concepts suppose les mêmes questions et les mêmes preuves : encombrement, réglage, simplicité et usage. Une donnée inconnue ne doit pas recevoir une valeur favorable inventée pour compléter le tableau.

Vérifie d’abord les conditions éliminatoires. Ici, la fiche doit donner une profondeur compatible et décrire une alternative textuelle. Une fiche qui ne les établit pas n’entre pas dans le classement, même si son illustration plaît.

Un score pondéré multiplie chaque note par son poids puis additionne. Avec les poids W1, A obtient 4,50 et B 4,10 sur 5. Les poids expriment des priorités ; les notes ne deviennent pas des mesures physiques.

Avec W2, A obtient 4,20 et B 4,70 : le classement s’inverse. La bonne conclusion est « préféré avec ces priorités », pas « meilleur dans tous les cas ». Cite les preuves manquantes et ce qui ferait rouvrir le choix.

Voir un exemple résolu

On compare deux critères de poids 0,6 et 0,4. Une solution obtient les notes 4 et 3 sur la même échelle.

  1. Score = 0,6 × 4 + 0,4 × 3 = 2,4 + 1,2 = 3,6.
  2. Changer les poids peut changer le classement ; il faut donc expliquer ce qu’on privilégie.
Pour aller plus loin : exercices et dossier technique

Voir un exemple corrigé

Cas d’ingénierie résolu

Voir un exemple résolu

Les mêmes notes donnent A devant B sous W1 puis B devant A sous W2 : quelle décision est justifiée sans inventer une meilleure architecture universelle ?

Pièces du dossier fictif
  1. Notes didactiques A [4,4,5,5] et B [5,5,2,4], quatre critères dans le même ordre.
  2. W1 [0,25 ; 0,25 ; 0,20 ; 0,30] ; W2 [0,40 ; 0,40 ; 0,05 ; 0,15].
  3. C : profondeur non cotée et alternative textuelle non décrite, donc fiche non recevable avant classement.
Voir la correction
  1. Le but. Comparer A et B avec les priorités annoncées, après avoir vérifié leur recevabilité. C reste hors classement : sa profondeur et son alternative textuelle ne sont pas établies.

  2. Lire le calcul. Un score pondéré multiplie chaque note par le poids du même critère, puis additionne. Les poids de chaque jeu totalisent 1, ce qui garde ici un score sur 5.

  3. Appliquer W1 à A : 0,25 × 4 + 0,25 × 4 + 0,20 × 5 + 0,30 × 5 = 4,50. Pour B, le même calcul donne 4,10. A passe devant avec ces priorités.

  4. Recommencer avec W2 sans changer les notes. Pour A : 0,40 × 4 + 0,40 × 4 + 0,05 × 5 + 0,15 × 5 = 4,20. Pour B, on obtient 4,70. Le classement s’inverse.

  5. Interpréter. W1 favorise ici davantage la simplicité et l’explicabilité de A ; W2 donne plus de poids au réglage de B. L’exactitude du calcul ne rend pas une pondération universelle.

  6. Conclure. Le choix est conditionnel aux critères, aux poids et aux preuves. Citer la pondération et les pièces à vérifier permet de rouvrir la décision si les priorités changent ; une note inventée ne répare pas le dossier incomplet de C.

Erreur à éviter. Le classement est annoncé robuste sans second calcul.

Pourquoi elle échoue. Le calcul pondéré est exact sous une priorité particulière, mais cette exactitude a été étendue à tous les jeux de poids. Les critères dominants changent pourtant lorsque les priorités sont déplacées.

Comment la reprendre. Contrôle d’abord les deux conditions de recevabilité de chaque fiche. Ne donne aucune note à C lorsque les pièces nécessaires manquent. Recalcule ensuite les sommes avec W1 puis W2 et cite les poids de ta décision : un changement de classement montre ici que le choix dépend des priorités retenues.

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Séance 4 · 15 à 25 min

Modifier un prototype et vérifier ses critères

Cours

Un rappel utile

Une marge se calcule entre une limite disponible et la place réellement occupée, dans la même unité.

Le prototype M1 est un triangle : hauteur h = 180 mm et recul b = 180 mm. L’angle vaut 45° et la longueur oblique environ 254,6 mm. La profondeur occupée est b, pas cette longueur oblique.

La projection fictive p vaut 110 mm. La marge arrière du modèle est b − p = 70 mm. Cette différence géométrique se compare au seuil de 40 mm ; elle ne constitue pas à elle seule un calcul de stabilité.

Essaie p = 140 mm : la marge vaut exactement 40 mm et satisfait « au moins 40 ». Avec p = 200 mm, elle vaut −20 mm : ce cas autorisé doit rester visible comme un échec, pas être effacé.

Modifier b change aussi l’angle, calculé par arctan(h / b). Une variante qui améliore la marge peut donc dégrader l’orientation. Vérifie à nouveau tous les critères ; la grille entière en millimètres ne décrit pas une incertitude de mesure.

Voir un exemple résolu

La profondeur de la table est 250 mm ; le prototype occupe 180 mm.

  1. Marge = 250 − 180 = 70 mm.
  2. 70 ≥ 40 : la marge minimale du projet est respectée. Ce test ne prouve pas encore la stabilité.
Pour aller plus loin : exercices et dossier technique

Voir pour comprendre

Trois positions, une marge arrière

M1 : le triangle représente hauteur et recul. P désigne la projection fictive sur la base, pas une masse dessinée ni une force. La largeur utile est hors de ce plan.

Triangle OAB, projection P et marge arrière APO est le bord avant et A le bord arrière. AB représente la hauteur, OA le recul et OB la longueur d’appui. P est la projection fictive sur la base. La marge signée est abscisse de A moins abscisse de P. La largeur utile est hors du plan ; toutes les valeurs figurent dans le tableau. Aucune force ni charge réelle n’est représentée.OABPhbLMarge arrière m = b − p
Paramètres et résultats du modèle plan, pas un plan de fabrication
GrandeurValeur
h : hauteur180 mm
b : recul et empreinte180 mm
p : projection fictive depuis O110 mm
m = b − p : marge arrière70 mm
Angle entre OA et OB45 degrés
L : longueur d’appui OB254,558441 mm
w : largeur utile, hors du plan210 mm

Lis le schéma. Lis O comme bord avant, A comme bord arrière et B comme sommet. La marge arrière est la différence entre les abscisses de A et P.

Une marge unilatérale positive n’est pas une preuve de stabilité physique.

Voir un exemple corrigé

Cas d’ingénierie résolu

Voir un exemple résolu

Pourquoi la configuration à recul 180 mm et projection 140 mm satisfait-elle la marge, alors qu’une projection de 200 mm doit rester comme échec ?

Pièces du dossier fictif
  1. Recul 180 mm, projection 140 mm : marge arrière 40 mm, seuil inclusif atteint.
  2. Même recul, projection 200 mm : marge −20 mm, cas défavorable dans le domaine.
  3. Longueurs entières ; calcul en millimètres avant affichage en mètres ; aucune charge ni stabilité calculées.
Voir la correction

Avec des cotes entières en millimètres, 180−140=40 : le seuil inclusif est atteint exactement avant toute conversion en mètres. À p=200 mm, la marge vaut −20 mm. L’entrée reste dans le domaine numérique déclaré ; elle produit un résultat défavorable que l’on doit conserver. Refuser ce cas simplement parce qu’il échoue masquerait une configuration utile au diagnostic. Le modèle sépare alors échec de critère et refus d’entrée, comme une hauteur nulle ou une cote non entière. La marge reste un indicateur unilatéral, pas un facteur de sécurité.

Erreur à éviter. Une configuration défavorable est supprimée comme entrée invalide.

Pourquoi elle échoue. Le domaine des paramètres et le domaine des résultats acceptables ont été fusionnés. Une entrée autorisée peut représenter un scénario défavorable, et le supprimer empêche justement de comprendre l’échec.

Comment la reprendre. Commence par vérifier les types et le domaine des entrées. Si les données sont valides, conserve même un résultat négatif : p=200 mm produit une marge de −20 mm et révèle un échec du critère. Compare séparément angle, profondeur, marge et largeur aux seuils, sans transformer leur satisfaction en sécurité matérielle.

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Séance 5 · 15 à 25 min

Préparer douze heures de travail en équipe

Cours

Un rappel utile

Un planning associe une durée à une tâche et à une production concrète. Le total reste dans le budget disponible.

Le projet prévoit douze heures de travail collectif : 2 h de cadrage, 2 h d’exploration, 2 h de choix, 3 h de prototype guidé, 2 h de tests et 1 h de revue. Ce n’est pas le temps de lecture du cours.

Chaque étape produit quelque chose de vérifiable : exigences, comparaison, paramètres, résultats ou décision. « Avoir travaillé deux heures » ne suffit pas à montrer que le livrable attendu est prêt.

Les rôles de coordination, modèle, tests et trace tournent entre les membres. Pour transmettre un rôle, explique la preuve produite et une limite. La rotation organise le travail ; elle ne prouve pas à elle seule ce que chacun a appris.

À H6, une heure de clarification peut remplacer une heure de détails du prototype : il reste alors 1 h de clarification, 2 h de prototype, 2 h de tests et 1 h de revue. Conserve les contrôles et le total, sans effacer une exigence.

Voir un exemple résolu

Pour 12 h : observer 2 h, définir 2 h, comparer 2 h, prototyper 3 h, tester 2 h, présenter 1 h.

  1. Total = 2 + 2 + 2 + 3 + 2 + 1 = 12 h.
  2. Les essais ont une place réservée ; ils ne deviennent pas le temps qui reste si la fabrication déborde.
Pour aller plus loin : exercices et dossier technique

Voir pour comprendre

Douze heures, six sorties vérifiables

Les fenêtres sont collectives et successives. Elles préparent l’organisation du projet en classe, pas une estimation de lecture du cours.

Douze heures, six sorties vérifiables
FenêtreDuréeSortie attendue
H0–H22 hJournal des faits et exigences
H2–H42 hTrois fiches comparables
H4–H62 hRecevabilité, W1/W2 et choix
H6–H93 hM1, variantes et dossiers K/N
H9–H112 hRegistre des résultats et limites
H11–H121 hDécision et revue argumentée

Lis le schéma. Vérifie la durée de chaque intervalle, puis la sortie qui permet de passer au suivant. L’oral de six minutes est compris dans la dernière heure.

Un créneau consommé ne prouve pas que sa sortie a été obtenue.

Voir un exemple corrigé

Cas d’ingénierie résolu

Voir un exemple résolu

À la sixième heure, comment insérer une heure de clarification dans le planning sans dépasser douze heures ni supprimer les deux heures de contrôles ?

Pièces du dossier fictif
  1. Planning initial : 2 h + 2 h + 2 h + 3 h + 2 h + 1 h = 12 h.
  2. À H6, besoin d’une heure de clarification ; une heure de détails visuels est sacrifiable.
  3. Contrôles H9–H11 et revue H11–H12 protégés ; quatre rôles tournants dans le dossier fictif.
Voir la correction
  1. Le but. Insérer une heure de clarification à H6 en gardant une fin à H12 et les temps de contrôles et de revue.

  2. Distinguer passé et reste. Les six premières heures sont consommées. Le budget disponible est donc 12 − 6 = 6 h, et non douze nouvelles heures.

  3. Poser la nouvelle tâche. Réserver H6 à H7 à la clarification. Il reste alors cinq heures : deux pour le noyau du prototype, deux pour les contrôles et une pour la revue.

  4. Placer les blocs. Prototype H7–H9 ; contrôles H9–H11 ; revue H11–H12. Les durées restantes totalisent 1 + 2 + 2 + 1 = 6 h.

  5. Expliquer l’arbitrage. L’heure ajoutée vient d’une heure de détails visuels retirée du prototype initialement prévu sur trois heures. Le journal nomme ce qui est retiré, pourquoi et quelle preuve reste attendue.

  6. Conclure. Le planning tient en douze heures sans effacer les contrôles. Si la clarification ou une preuve reste incomplète à la fin, le statut demeure incomplet : la fin d’un créneau ne prouve pas la réussite du jalon.

Erreur à éviter. Le planning masque une treizième heure ou sacrifie les contrôles.

Pourquoi elle échoue. Le temps déjà consommé n’a pas été distingué du temps restant. La nouvelle tâche est ajoutée sans retirer un élément secondaire explicite, ou le test est réduit pour faire paraître le planning réalisable.

Comment la reprendre. Replace l’aléa sur la ligne du temps et compte les heures qui restent. Une heure ajoutée après H6 exige de retirer une heure à une autre tâche, ici les détails du prototype. Conserve le temps de contrôle et de revue ; si une preuve manque encore à la fin, inscris son absence au lieu de déclarer le jalon validé.

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Séance 6 · 15 à 25 min

Garder les échecs pour améliorer la solution

Cours

Un rappel utile

Une itération change une solution à partir d’un essai, puis vérifie l’effet de ce changement.

Un résultat doit garder sa provenance. Les angles R, les dimensions Q et les tâches d’interface ne vérifient pas les mêmes critères. Une bonne moyenne d’angle ne valide pas automatiquement la marge d’une autre variante.

Les six angles R donnent environ 44,933° de moyenne pour le modèle à 45°. Dans Q, une profondeur de 181 mm et une projection de 115 mm donnent une marge calculée de 66 mm : ce n’est pas une troisième mesure indépendante.

Le cas F garde sa marge de 30 mm et son échec au seuil de 40 mm. Une nouvelle variante peut corriger cette marge, mais elle doit repasser les autres critères et recevoir des données qui lui correspondent.

Pour soutenir ton choix, présente le besoin, les critères, le modèle, les résultats, un échec et la prochaine étape. N’annonce pas un essai d’usage, de résistance ou de démontage qui n’a pas été réalisé.

Voir un exemple résolu

Le premier support glisse pendant l’essai. On ajoute un appui antidérapant.

  1. L’hypothèse est que le nouvel appui réduira le glissement.
  2. On refait le même essai pour comparer ; avoir ajouté une pièce n’est pas encore une preuve de réussite.
Pour aller plus loin : exercices et dossier technique

Voir un exemple corrigé

Cas d’ingénierie résolu

Voir un exemple résolu

Une variante donne une marge de 50 mm : suffit-elle à corriger le cas F, et quelles données anciennes ne doivent pas servir à prétendre la valider ?

Pièces du dossier fictif
  1. F : h=180, b=180, p=150, w=210 mm ; angle 45 degrés mais marge 30 mm.
  2. U : h=180, b=200 ; marge 50 mm mais angle 41,987212 degrés. V : h=b=200, p=150, w=210 mm ; quatre critères géométriques favorables.
  3. R et Q appartiennent à M1 ; ils ne sont pas des observations de la variante V. Tâches d’interface sans relevé : non évaluées.
Voir la correction

La variante U donne une marge de 50 mm mais un angle de 41,987212 degrés, donc une erreur supérieure à 2 degrés : elle ne résout pas tous les critères. V donne 45 degrés avec profondeur 200 mm, largeur 210 mm et marge 50 mm ; elle devient une candidate du modèle sur p=150 mm. Les angles R et cotes Q concernent cependant M1, pas V. Les réutiliser comme nouvelles observations de V serait une fausse validation. Il faut conserver F, refaire tous les critères et nommer les preuves encore absentes, notamment les tâches d’interface K.

Erreur à éviter. La marge favorable masque un angle échoué ou une fausse provenance des données.

Pourquoi elle échoue. La revue ne suit qu’un indicateur favorable et oublie que les autres critères peuvent se dégrader. Elle transfère ensuite les observations d’une ancienne configuration à une variante qui n’a pas été observée.

Comment la reprendre. Rouvre le registre de F avant de retenir une variante. Vérifie tous les critères de U, V et W, puis distingue leurs résultats de modèle des données de M1. V peut devenir la prochaine candidate ; elle ne reçoit ni les observations R/Q de M1 ni un résultat inventé pour les tâches K.

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Sources du cours

Édition Maxdecours · Vérifié le .

Spécialité sciences de l’ingénieur, Première générale, programme du BO spécial du 22 janvier 2019

  1. Programme de sciences de l'ingénieur de Première et Terminale généralesMinistère de l'Éducation nationale et de la Jeunesse · consulté le 2026-09-13
  2. Programmes et ressources en sciences de l'ingénieur, voie GTÉduscol · consulté le 2026-09-13
  3. La démarche de l'ingénieurÉduscol · consulté le 2026-09-13
  4. Web Content Accessibility Guidelines 2.2World Wide Web Consortium · consulté le 2026-09-13
  5. Référentiel général d'écoconception de services numériques, version 2024Mission interministérielle Numérique écoresponsable · consulté le 2026-09-13
  6. Le Système international d'unités, 9e éditionBureau international des poids et mesures · consulté le 2026-09-13