L’objet de cette thèse est de présenter quelques éléments caractéristiques d’une étude conduite en Tunisie afin d’améliorer la compréhension du processus d’acquisition de compétences dans la conception et la représentation des solutions technologiques en génie mécanique. L’enseignement de la conception mécanique s’appuie largement sur la manipulation d’objets en trois dimensions. Pour autant, les objets ou mécanismes ainsi représentés restent limités à de simples outils de présentation ; leur utilisation, dans le cadre de nouvelles approches de situations d’apprentissage fondées sur la résolution de problèmes, est plutôt limitée. Ces possibilités permettraient de développer des stratégies d’apprentissage plus ouvertes, encourageant la recherche et permettant à l’élève de s’auto-évaluer tout en réduisant le guidage procédural de l’enseignant et son rôle d’évaluateur normatif. Le modeleur 3D pourrait ainsi jouer un rôle particulier avec un changement de statut passant de celui d’outil organisant l’activité pédagogique de l’enseignant à celui d’instrument utilisé par l’élève pour résoudre le problème qui lui est posé. De fait, l’enseignant limitait son investigation et donc sa créativité. La créativité et le nombre de solutions à un problème posé en génie mécanique reposent sur l’exploitation du modeleur 3D qui fait passer l’objet d’un simple outil à un instrument et qui donne à l’élève une autonomie pendant son apprentissage et pendant l’évaluation de sa production. Les résultats obtenus lors de l’étude semblent encourageants tant pour la recherche que pour l’évolution de la discipline. / The purpose of this thesis is to present some characteristic elements of a study conducted in Tunisia. The study was conducted to better understand the acquisition process of competencies in the design and representations of technological solutions in mechanical engineering. The teaching of mechanical engineering to fourth graders, technical branches in Tunisia, takes place in technological laboratories with about 10 computer workstations. The 3D modelling software could thus play a special role with a change of status from that of a tool used by the teacher to organize his teaching activities to an instrument used by the learner to solve a situation problem. The use of 3D modelling software to represent 3D objects gives learners the ability to conceive a range of new solutions. The learner can assess himself without resorting to his teacher, who seems to be so far, the only person who is able to evaluate his work and lead him to the expected solution. In fact, the teacher hinders his investigation and creativity. Creativity and the number of solutions to a problem in mechanical engineering depend heavily on the exploitation of a 3D modelling software that changes the use of a simple tool into an instrument that makes the learner autonomous and able to evaluate his own production. The results obtained in the study are encouraging not only for research but also for the development of mechanical engineering. It will be necessary, however, to check the degree of commitment of the teachers who are in favour of this new teaching-learning tool. It will also be wise to analyse the competencies required by the companies in the field and by the labour market in general.