I) CLASSES DE TROISIEME

Classe N°1

Projet 1 « Ballon » : Les élèves préparent des expériences et les placent dans une nacelle équipée d’un ballon afin d’effectuer des mesures dans l’atmosphère. De plus ils devront prendre des films et des photos de la Terre à haute altitude.

Projet 2 « Rover » : Les élèves conçoivent et réalisent un “Rover” qui à pour mission de se déplacer à la surface de Mars, d’être autonome, tout en respectant un cahier des charges quant à ses activités. Si les élèves doivent intervenir, cela ne peut se faire qu’en différé, de quelques minutes conformément à la réalité. Il s’agira d’utiliser des capteurs/détecteurs/caméras.

Les deux projets seront présentés le même jour, celui du lâcher de ballon, dans la cours du Collège, devant les autres élèves, et également lors des portes ouvertes.

Opportunity, le voyage…

Classe N°2

Projet 1 « Défi Quadri (coptère)» et « Défi RobotArduino »  : Les élèves conçoivent et réalisent un Quadricopter et relèvent défi en étant confronté à d’autres classes d’autres Collèges.

Projet 2 « La Machine d’Anticythère » : Les élèves reconstruisent la Machine d’Anticythère et préparent un voyage en Grèce.

Les deux projets seront présentés lors de la journée porte ouverte.

Classe N°3

Projet « Charpak et la voix de nos ancêtres ! »

Nous ne possédons pas d’enregistrement sonore antérieur à 1860 !
Cela semble incroyable, mais pourtant c’est vrai…
Charpak se demandait notamment si on pouvait reconstituer la voix de nos ancêtres en analysant les sillons des poteries qui au niveau microscopique auraient pu être déformés par la voix des potiers.

Ceci aurait notamment été très intéressant pour découvrir les langues qui n’étaient pas écrites. Malheureusement ce projet n’a jamais abouti et de nombreuses personnes disent que ce serait d’ailleurs impossible. L’idée valait néanmoins le coup d’être lancée.
C’est cette idée qui m’intéresse, je souhaite la reprendre et l’essayer.

Édouard-Léon Scott de Martinville, est un ouvrier typographe, libraire et écrivain français, inventeur du phonautographe, de dix-sept ans antérieur au phonographe d’Edison. Son enregistrement d’Au clair de la lune, réalisé le 9 avril 1860 est le plus ancien enregistrement audible d’une voix humaine qui soit connu actuellement.

Les élèves devront étudier comment c’est fait ce premier enregistrement, l’histoire de l’enregistrement, et réaliser des expériences afin d’enregistrer les sons. Pour finalement les amener à avoir la même réflexion que Georges Charpak… Nous allons donc faire de la poterie et essayer d’y enregistrer des sons.

Ce projet sera inscrit aux concours C-GENIAL et Faites de la Science.

Organisation

Dans chaque projet la même organisation est mise en place :

– réalisation du cahier de charges et écriture,

– veille technologique, TICE, organisation d’un stand,

– communication, blog, T-shirt avec logo et slogan,

– conception, fabrication, utilisation de matériel Arduino et Raspberry, mise au point,

– charte graphique, logo, slogan, style, design, animation du stand par la création d’un thème musical, mise en scène, utilisation de l’imprimante 3D pour la réalisation d’une mascotte de projet.

Arduino et Raspberry Pi

Les “Arduino” et autres “Raspberry” sont de nouveaux matériels qu’il est intéressant d’étudier et d’utiliser.

J’utilise déjà en troisième et quatrième les Arduino. Leurs usages seront accrus l’année prochaine et j’utiliserais le Raspberry Pi en troisième.

Arduino : C’est un circuit imprimé en matériel libre sur lequel se trouve un microcontrôleur qui peut être programmé pour analyser et produire des signaux électriques, de manière à effectuer des tâches très diverses comme la domotique (le contrôle des appareils domestiques – éclairage, chauffage…), le pilotage d’un robot, etc. C’est une plateforme basée sur une interface entrée/sortie simple. Il était destiné à l’origine principalement mais pas exclusivement à la programmation multimédia interactive en vue de spectacle ou d’animations artistiques. Arduino peut être utilisé pour construire des objets interactifs indépendants (prototypage rapide), ou bien peut être connecté à un ordinateur.

Raspberry Pi : C’est un nano-ordinateur monocarte à processeur ARM conçu par le créateur de jeux vidéo David Braben, dans le cadre de sa fondation Raspberry Pi2.

Cet ordinateur, qui a la taille d’une carte de crédit, est destiné à encourager l’apprentissage de la programmation informatique ; il permet l’exécution de plusieurs variantes du système d’exploitation libre GNU/Linux et des logiciels compatibles. Il est fourni nu (carte mère seule, sans boîtier, alimentation, clavier, souris ni écran) dans l’objectif de diminuer les coûts et de permettre l’utilisation de matériel de récupération.

Travail en équipe pluridisciplinaire

Tous les projets de troisième permettent un travail transversal et demandent une insertion des besoins en connaissances dans les différentes disciplines, comme par exemple en EPI.

 II) CLASSES DE QUATRIEME

Dans le cadre du programme « Confort et Domotique » les élèves auront à mettre en œuvre et/ou réaliser tout ou partie d’une maquette de maison tournante, par classe. Répartition des tâches en équipe. Utilisation d’Arduino et Raspberry.

III) MINI ENTREPRISE (Niveau quatrième)

 I) Problématique du projet entreprise : Les élèves doivent constituer une entreprise, fabriquer et vendre.

II) Problématiques du projet de fabrication : Les élèves doivent être capables de gérer leur entreprise, et de fabriquer des objets à partir d’une imprimante 3D avec des matières recyclables.

III) Les différentes activités : Travail de représentation en 3D avec les logiciels utilisés en Technologie.
Usinage des pièces avec une imprimante 3D et/ou avec une machine à commande numérique

IV) Partenaires envisagés : les entreprises locales et notre fournisseur d’imprimantes 3D

Les élèves devront également concevoir et réaliser un stand de présentation pour le Forum de métiers.

IV) GROUPE DE CINQUIEME – ATELIER SCIENCES

Poursuite de l’activité débutée en sixième.

Basé sur la démarche inductive.

Les objectifs : acquérir des connaissances en astronomie (sciences physiques et mathématiques), en planétologie (SVT) et en Histoire-Géographie :

– connaître la formation du système solaire et connaître quelques caractéristiques des planètes,
– apprendre à utiliser le Soleil ou les étoiles pour se repérer dans l’espace et dans le temps,

– approfondir les connaissances des ondes électromagnétiques, comprendre que la lumière en fait partie,

Les activités envisagées :

– réaliser une frise chronologique retraçant les principaux événements depuis le big bang (sur deux ans, première partie),

– utiliser un télescope (sur deux ans, première partie),

– utiliser les ondes électromagnétiques en communication avec intervention des Radioamateurs de la Vienne

– s’exprimer (Anglais) et communiquer en Morse

– en partenariat avec l’EMF de Poitiers, organiser la venue du planétarium itinérant lors de la Fête de la Science.

Point clé : réaliser des maquettes d’avions, planeurs, micro fusées et apprendre comment les faire voler (stabilité et trajectoire), si possible en liaison/interventions du club de modélisme de Chauvigny.

 V) LIAISON COLLEGE – LYCEE

 Découverte de l’enseignement d’exploration Sciences de l’Ingénieur au Lycée de Montmorillon, pour les classes de troisième. Je prévois une visite à Montmorillon.

1. VI) PARTENARIAT AVEC LE CNRS

Labo fluide, thermique et combustion

Concernant la formation et l’utilisation des Arduino et Raspberry, je vais essayer de développer des échanges entre le CNRS et le Collège, en particulier pour le projet classe n°3 en troisième : « Charpak et la voix de nos ancêtres ! » Je prévois la visite du laboratoire Fluides, Thermique et Combustion en particulier et du site du CNRS en général en septembre. Je brûlais d’envie de visiter le labo combustion… Et de plus, j’ai Free…

 

Quelques données sur cette nouvelle carte :

Vendredi 19, dans la cour du collège, un ballon de type météo, avec expériences embarquées, sera lâché vers 13h par les élèves de la classe de 3°8.

Les élèves ont préparé leur projet en suivant le cahier des charges du CNES/Planète Sciences.

L’intérieur de la nacelle.

Descriptif des expériences embarquées :

Les télémesures :

2 capteurs de température
2 capteurs de luminosité
1 capteur de pression atmosphérique mecanique
1 capteur de pression atmosphérique électronique
1 capteur d’hygrométrie

Appareils photos et caméras :

Rotondité : 1 APN – 1 Caméra
Topologie : 1 APN – 1 Caméra
1 Caméra pour l’éclatement
AEROTECHNICIEN : JULIE ROMARY
EQUIPE DE SUIVI ET DE RECUPERATION : RADIOAMATEURS DE LA VIENNE

Ci-dessous les élèves viennent de sortir de la classe avec la chaîne de vol, de haut en bas, le ballon, le parachute, le réflecteur radar et la nacelle.

La bâche de protection est dépliée, le détendeur est fixé sur la bouteille d’hélium

Mise en place de la bâche de maintien du ballon

Le ballon est prêt à être lâché

Première vue de la nacelle

Vue du sol

Le quartier de la Gendarmerie et le rond point de Montmorillon

En bas à droite, l’Entreprise Boutillet

En bas à gauche, le Pont de Lussac

Et à droite, Lussac-les-Chateaux

Au centre, La Grande Ferrière et le rond point

En bas à gauche, Saint Bonnet de Bellac

Aéroport de Limoges-Bellegarde, la piste

En haut à droite, Limoges et au dessous la piste de l’Aéroport

En bas, au centre, Limoges

En haut à gauche, Aixe sur Vienne

Comparatif de deux documents, la photo ci-dessus, sur laquelle on peu voir la piste de l’Aéroport de Limoges Bellegarde et ci-dessous, une capture d’écran de Google Earth.
En mesurant la piste sur les images, nous avons ainsi une estimation de l’altitude au moment de la prise de vue, soit environ 35 km.
Cependant, la carte étant pleine nous ne sommes pas en mesure de dire si la nacelle à poursuivi son ascension. Nous pouvons simplement indiquer qu’elle a au moins atteint cette altitude.

Point de chute, à 105 kilomètres de Chauvigny, à environ 158° et pour coordonnées GPS 45°40’24.52″N – 1°7’42.23″E

C’est grâce à la gentillesse de Monsieur Jean-François COUTY co-gérant de la Ferme Eolienne des des Monts de Rilhac-Lastours SAS que nous avons pu récupérer notre nacelle.

Il nous a contacté le 19 juin vers 20h15, la nacelle étant tombé sur une de ses parcelles.

Non loin du point de chute se trouve un aérogénérateur placé sur les hauteurs de Rilhac-Lastours. Cette éolienne de 120 mètres est la concrétisation d’un projet éco-citoyen porté par des particuliers depuis 2003. Opérationnelle, d’une puissance de 2MW, elle a la capacité de couvrir les besoins en électricité d’environ 5.000 habitants.

Le ballon filmé par une caméra fixée sur la nacelle. Malheureusement, la caméra n’a pas pu filmer l’éclatement car la carte mémoire était pleine avant l’évènement.

Les prévisions de chute

Les trois prévisions de vol, la veille, exactement dans la bonne direction ! Lors de la descente le ballon à poursuivi sa route dans l’axe des prévisions, soit en direction d’Aixe sur Vienne.

Courbes obtenues par télémétrie, tout au long du vol…
Cette année, et pour la première fois depuis 10 ans, nous avons eu toutes les données par radio, jusqu’au point de chute.

La Presse en parle

Bilan

Le bilan est positif, quand même !

La classe était divisée en deux groupes. Un groupe avec pour projet le ballon avec nacelle et expériences embarquées. Un groupe avec pour projet un Rover de type martien.

Le projet s’est bien déroulé tout au long de l’année, la classe a bien adhéré aux différents travaux. Les élèves étaient très heureux et fier d’être les acteurs de ce projet.

La lâcher de ballon a eu lieu le 19 juin, lors de la journée des portes ouvertes. Prévu à 13h/13h15, suite à une défaillance des deux détendeurs le lâcher ne s’est effectué qu’à 14h24.

La démonstration du Rover n’a pas eu lieu, le projet était peut-être trop ambitieux. De plus le matériel, Arduino, mis à disposition des élèves s’est avéré assez long à prendre en main, dans la mesure où il fallait que je m’auto forme en même temps. La partie mécanique a démarré un peu trop tard dans l’année.

Tous les travaux et le suivi du ballon en temps réel étaient visibles lors de cette journée en salle de technologie 002.

Les travaux du groupe ballon :

– réalisation du cahier des charges et écriture
– réalisation de capteurs et étalonnage
– construction de la nacelle
– réalisation d’un blog
– utilisation d’Arduino (doublage des capteurs avec enregistrement des données)

Les travaux du groupe Rover :

– réalisation du cahier des charges et écriture
– construction du Rover (lego)
– réalisation d’un blog
– utilisation d’Arduino (cerveau du Rover)

Pour les deux groupes, les travaux d’équipe sont les suivants :

– veille technologique, TICE, organisation de la journée du 19 juin,
– communication, blog, T-shirt avec logo et slogan,
– conception, fabrication, mise au point,
– apprentissage de la programmation Arduino avec Ardublock ou en programme type C.
– charte graphique, logo, slogan, style, design, animation de la journée par la création d’un thème musical, mise en scène, utilisation de l’imprimante 3D pour la réalisation d’une mascotte de projet.

Les Radioamateurs de la vienne sont intervenus sur une séance de deux heures :

– première heure : ils ont présenté leurs activités, l’histoire, les différents matériels, ils ont fait faire aux élèves un exercice de triangulation sur carte.
– deuxième heure : ils ont mis en œuvre un émetteur/récepteur et ont communiqué par radio en morse et en vocal, ils ont fait faire aux élèves un exercice de recherche de balise radio cachée dans la cours du collège. C’était une simulation de la récupération de la nacelle.

Quelques remarques en général et sur les dysfonctionnements en particulier,
afin d’en tenir compte pour l’année prochaine

– Le cahier des charges, a très bien été maîtrisé par les élèves. La nacelle a été validée.

– Tous les capteurs ont délivré les informations souhaitées. Nous en avons installé 7 sur 8 possibles, notre capteur d’UV était défectueux, nous ne l’avons pas installé, nous avions une autre expérience sur le son en remplacement, mais là également, au dernier moment, les données n’étaient pas fiables. Le CNRS nous fournira un capteur d’UV fiable pour l’année prochaine.

– Cette année, l’antenne de réception a été fixée en haut de l’escalier de secours du bâtiment D, sans en gêner l’accès ni l’utilisation.
De ce fait, pour la première fois depuis 10 ans, nous avons reçu toutes les données du vol.

– Deux élèves ont souhaité suivre la trajectoire de vol en compagnie d’un radioamateur, ils sont rentrés au collège vers 20h sans la nacelle, elle était alors perdue. Vers 20h10, un agriculteur me contactait pour m’informer qu’il avait retrouvé la nacelle dans son champ de céréales situé à 15 km au sud ouest de Limoges, à 110 km/2h de route de Chauvigny. Je suis allé la chercher le soir même.

– Le nouveau système lumineux de cette année, même s’il n’a pas été utile pour la récupération, a été bien plus performant et fonctionnait encore après le vol.

– Afin d’être plus disponible pour répondre aux questions des parents et mieux les accueillir et dans le même temps, être également plus disponible pour le suivi, le lâcher ne se fera pas le jour des portes ouvertes, mais plutôt dans la deuxième quinzaine du mois de mai. De plus, cela me laisse du temps pour faire un bilan avec les élèves.

– L’appareil photo des prises de vues horizontales n’a pas fonctionné, la carte mémoire étant endommagée.

– Ayant démarré les appareils dès 13h, heure prévue, la carte mémoire de l’appareil photo des prises de vues verticales s’est trouvée pleine plus tôt que prévu, nous n’avons donc pas eu toutes les photos souhaitées y compris celle de la chute.

– Concernant les caméras, nous avons eu un problème de gestion des cartes mémoire.

– Dans la précipitation, ce n’est pas le bon système Arduino qui a été installé dans la nacelle, la programmation n’était pas la bonne, nous n’avons donc pas de données. Il faudra être plus vigilant et il serait plus prudent que le matériel soit prêt la veille.

– Afin de ne pas perdre de temps le jour du lâcher, il faudra que les plans mécanique et électrique soient prêts la semaine précédente.

– Il faudra procéder aux essais des cartes mémoires dans chaque appareil et sur un temps équivalent à la durée de vol.

– Il faudra prévoir un élève chargé de lancer le chronométrage du temps de vol.

– Il faudra prévoir deux élèves chargés du reportage de la journée.

– La nacelle ne devra être fermée que quelques minutes avant sa fixation à la chaîne de vol et donc ne démarrer les appareils qu’au dernier moment, il faudra prévoir un parasol en cas de plein soleil afin de bien voir et vérifier les différentes mise en marche, et donc deux élèves pour ce poste.

– Il faut prévoir de régler la date et l’heure sur les appareils.

– Il faudra remettre en place l’expérience sur les graines.

– Nous devrons être encore plus performants sur la communication interne.

– Le service de sécurité devra être plus visible, avec des gilets fluo jaunes, ils n’ont pas été portés cette année, l’équipe de lâcher aura des gilets orange, et les autres élèves auront des
T-shirt blancs, tous devront porter le logo, le nom du projet et du ballon, et le slogan.

– Le système lumineux et sonore, pour aider à la récupération, devra être mis en marche en différé par un Arduino nano.

– Nous devons résoudre le problème de GPS

– Bien que nous ayons reçu toutes les données, il faut étudier la possibilité d’équiper l’antenne d’un pré amplificateur.

– Les élèves doivent scrupuleusement respecter les consignes, ainsi que les tâches et les postes qui leurs sont attribués.

– Un plan de la cours sera fait avec les différents postes : Zone de lâcher, sécurité et les prises de vues.

– En ne dépassant pas la masse totale maximale autorisée, l’alimentation sera la suivante :

2 piles de 4.5V en série, soit 9V pour l’émetteur Kiwi
2 piles de 4.5V en série, soit 9V pour les Arduino
2 piles de 4.5V en dérivation pour les appareils photos et caméras
1 pile de 9V pour le système lumineux et sonore d’aide à la récupération,

– Pour alléger la nacelle nous abandonnons le capteur de pression mécanique et son compartiment étanche au profit d’un capteur électronique.

– Il faut prévoir une étude de consommation des différents appareils.

– Il faut essayer d’afficher les données en temps réel, sous forme graphique, sur tous les postes su réseau.

– Afin de faciliter la mise en place du matériel dans la nacelle, il faut étudier la possibilité de la construire en deux parties facilement emboîtables.

Nous intégrerons tous ces points à surveiller et/ou à résoudre dans le cahier des charges pour l’année prochaine.

 

Jeudi 18, à Montmorillon, à la cité scolaire Jean Moulin, les élèves de la classe de 3°9 iront défendre leur projet…

En suivant un cahier des charges commun aux deux établissements, les classes de troisième concernées, ont travaillé toute l’année.

A partir de pièces identiques de quadricoptère, carte mère,

moteurs, hélices, batterie, le challenge était de construire un quadricoptère capable d’une part d’effectuer un vol correct, et d’autre part d’assurer deux missions.

Première mission, atteindre une cible avec un  module permettant de tirer des projectiles.

Un excellent tireur et pilote !

Deuxième mission, déplacer un objet grâce à un module treuil.

Les deux modules étant embarqués dans le quadricoptère.

Le cahier des charges stipule de mettre en place un stand, d’exprimer à l’oral le projet et ses différentes parties, de présenter sous la forme d’un portfolio et sous forme numérique le travail de l’année, et bien sûr d’avoir un quadricoptère capable de voler et d’effectuer les deux missions.

Le stand

Présentation musicale, superbe !

Certains pourraient dire que c’est n’importe quoi, faire de la musique ce n’est pas de la technologie, et bien si ! Je dirais même plus, c’est de la technique, de la physique, etc. Et en plus c’est une ouverture sur le monde.

Les technologues, les scientifiques, doivent-ils se contenter de leur discipline et y rester en ermite ? Non ! Ils sont nombreux à pratiquer d’autres activités… Hubert Reeves n’est-il pas poète à ses heures ? Et Ingres et son violon…

Bien qu’étant modeste et génial, je ne me compare pas à eux… Je n’ai pas cette outrecuidance…

Présentation du projet au jury :

Ce ne sont pas vos yeux ou vos lunettes, mais bien de la brume, nous avions une machine pour cela !

Les élèves ont répondu au cahier des charges, le stand est prêt et la présentation du quadricoptère est superbe. La mise en scène est très bien pensée : de la brume avec un fond musical (TNT d’AC/DC), atterrissage sur un présentoir tournant. Lors du début des épreuves deuxième fond musical.

Les répétitions, géniales !

Répétition. Merci à Céline Dupleix, professeur d’Education Musicale pour son aide et sa disponibilité.

Bilan

Ce challenge fut mis en place avec les collèges de Montmorillon, professeur de technologie Laurent Jarige et de Lusignan, professeur de technologie Yoann Guyonnet.
Pour des raisons de temps et d’investissement des élèves le collège Lusignan s’est retiré au printemps.

Les élèves, en classe entière, ont présenté leur travail lors du challenge, au collège de Montmorillon le jeudi 18 juin.
Dans la matinée, il y avait deux épreuves d’adresse, en fin de matinée, présentation du stand, et présentation orale de l’ensemble du travail de l’année, nouvelle épreuve surprise en début d’après midi avec recherche de la solution pour mener à bien la nouvelle mission.

Les parents d’élèves ont pu voir ces travaux lors de journée porte ouverte.

Les élèves ont été très motivés lors de la présentation de ce projet, et cela ne s’est pas démenti jusqu’au bout.

Le quadricoptère devait être capable de voler correctement et de déplacer des objets à l’aide d’un treuil et d’atteindre une cible à l’aide d’un lance projectiles.

La classe était divisée en plusieurs groupes :

– réalisation du cahier de charges et écriture,

– veille technologique, TICE, organisation du stand, animation par Arduino,

– communication, blog, T-shirt avec logo et slogan,

– conception, fabrication, mise au point,

– entraînement au vol,

– charte graphique, logo, slogan, style, design, animation du stand par la création d’un thème musical, mise en scène, utilisation de l’imprimante 3D pour la réalisation d’une mascotte de projet.

Il faut noter l’investissement particulièrement intéressant et brillant d’un groupe de huit filles qui ont réalisé une mise en scène musicale du stand, avec l’aide de Madame Dupleix,

Le bilan est très positif, les élèves ont été très motivés par ce challenge.

Avec Laurent Jarige, nous essayons de mettre en place une liaison Collège-Lycée dans le cadre de la découverte des filières scientifiques telle que SI Science de l’Ingénieur. Nous souhaitons reconduire ce projet l’année prochaine, en y joignant un challenge Robot Arduino et si possible y faire participer d’autres collèges.

Le site Blackstorm

Et voilà, ils ont débarqués…

Sur votre gauche, vous trouverez un menu avec tous les articles disponibles concernant les travaux  de la salle de technologie 002.

 

Voici les activités de l’année 2013 – 2014

Article en cours…