Origine du stand "Démosciences"
Le stand "Démosciences" s’est ouvert pour la première fois l’année dernière, avec trois pôles : un pôle "SI en CPGE", un pôle "technologie au collège" et un pôle "physique en CPGE".
Le stand est offert aux professeurs par l’organisateur d’Educatec (Tarsus), de façon à organiser des activités susceptibles d’attirer les collègues dans les allées du salon. En effet, depuis quelques années, moins de collègues se déplacent, si bien que les fournisseurs de matériels commencent eux aussi à voir moins d’intérêt dans l’investissement que représente un stand à Educatec.
"Démosciences" n’a pas vocation à vendre ou promouvoir un matériel particulier. L’année dernière, nous avions présenté des progressions pédagogiques illustrées sur deux supports récents (panneau solaire asservi et pilote automatique de bateau).
"Démosciences" est un stand qu’il faut nous approprier, pour partager des points de vue pédagogiques et des savoir-faire expérimentaux : nous espérons que vous viendrez nombreux nous rendre visite !
Nous remercions par ailleurs les partenaires qui nous ont aidé à mettre en place nos activités : Tarsus pour avoir mis à disposition le stand, l’UPSTI pour la fourniture des matériels spécifiques aux TP, Didalab pour le soutien logistique, DMS et Didastel pour le prêt des bancs de TP et National Instruments pour le prêt d’outils d’acquisition.
Fabrice BOISNEAU, Vincent CRESPEL, Marc DÉRUMAUX, Vincent HONORAT, Gilles MOISSARD et Alexis PLANCHE.
La démarche de l’Ingénieur et les compétences globales en TP de Sciences Industrielles pour l’Ingénieur à partir d’un matériel particulier : le « robot Jockey » commercialisé par la société DIDASTEL
L’enseignement des Sciences Industrielles pour l’Ingénieur (SII) en CPGE vise à faire acquérir aux futurs ingénieurs plusieurs compétences globales pour analyser et concevoir un système pluri-technologique complexe.
L’étude d’un tel système peut se faire via trois « domaines »
* Le système industriel lui-même, en situation d’usage ;
* Le système du laboratoire (ou banc d’essai) donc en situation d’usage recréée ;
* Les modèles de connaissance (basés sur les équations) ou de comportement (choisis après essais), à différents niveaux de complexité, et utilisant les outils du cours de mécanique et d’automatique.
Toutes ces études ont pour but d’analyser la capacité du système à valider les performances du cahier des charges et, le cas échéant, de proposer et d’implanter des réglages permettant de les valider.
La désignation proposée des compétences globales devant être acquises par un élève de CPGE en deuxième année PSI est la suivante :
* CG1 : vérifier expérimentalement les performances attendues du système industriel ;
* CG2 : élaborer des modélisations à partir de modèles de connaissance ou de réponses expérimentales ;
* CG3 : valider les modèles obtenus à partir de la confrontation des réponses expérimentales et simulées ;
* CG4 : simuler pour décider, ce qui correspond à utiliser le modèle pour prédire une performance du système industriel ou imaginer une évolution de solution.
Certaines de ces compétences globales ne peuvent être acquises qu’au cours d’une activité de Travaux Pratiques, dont le but est de faire acquérir à l’étudiant une opérationnalité dans la démarche de l’ingénieur : l’enseignement des Sciences Industrielles pour l’Ingénieur en CPGE prend donc appui sur les Travaux Pratiques.
Nous nous proposons donc de présenter puis d’illustrer, sur un support pouvant être installé dans un laboratoire de SII, une progression annuelle découpée en six centres d’intérêt à destination des classes préparatoires de deuxième année PSI.
Les intitulés de ces six centres d’intérêt sont les suivants :
* CI-1 Proposer l’architecture structurelle des chaînes fonctionnelles des systèmes – Vérifier des performances globales ;
* CI-2 Prévoir et vérifier les performances des systèmes linéaires continus invariants ;
* CI-3 Modéliser et vérifier les performances des chaînes fermées de solides ;
* CI-4 Modéliser et vérifier les performances dynamiques et énergétiques des chaînes de solides ;
* CI-5 Améliorer les performances des systèmes linéaires continus invariants asservis ;
* CI-6 Modéliser, prévoir et vérifier les performances des systèmes séquentiels.
Nous proposerons la structure d’une activité de Travaux Pratiques en prenant appui sur le Robot Jockey afin de montrer comment il est possible d’adapter un même support pour l’acquisition de différentes compétences tout au long de l’année. La présentation générale, d’une durée d’environ 30 minutes, pourra être ciblée sur un centre d’intérêt particulier.
Mini-TP de formation et d’échanges sur des outils exploitables au laboratoire ou en TIPE.
Nous vous proposons sur le stand Démosciences de participer à trois mini-TP de 45 minutes, de façon à découvrir et acquérir des compétences par des manipulations.
Il y aura trois supports (une cordeuse et deux vérins stewart) sur lesquels manipuler (par binôme) soit six personnes par séance maximum.
Ces mini-TP sont un point de départ idéal si vous vous intéressez à un de ces thèmes sans avoir encore acheté le matériel nécessaire au laboratoire. Pensez à apporter votre clé USB !
Il n’y a aucun pré-requis à ces TP (pour un professeur de SI).
Le planning des séances pour les trois journées est le suivant :
* 9h30 : TP Oscilloscope
* 10h30 : TP Labview
* 11h30 : TP Micro-contrôleur
* 13h30 : TP Oscilloscope
* 14h30 : TP Labview
* 15h30 : TP Micro-contrôleur
Il suffit d’être sur place à l’heure indiquée pour participer, dans la limite des six places disponibles.
Une inscription est néanmoins ouverte pour permettre aux plus motivés de s’inscrire à l’avance : envoyez moi un mail à l’adresse marc.derumaux_at_free.fr, en précisant les créneaux horaires où vous souhaitez participer.
1 - Utiliser un oscilloscope numérique dans le cadre du laboratoire ou des TIPE
Nous vous proposons de découvrir les fonctionnalités d’un oscilloscope numérique, qui permet d’obtenir sur n’importe quel système et en quelques minutes des courbes, sans interface graphique dédiée.
Nous analyserons sur l’oscilloscope le fonctionnement du hacheur, sur la cordeuse et sur le vérin stewart seul. Nous aurons l’occasion de comparer deux façons de mesurer l’intensité moteur et d’identifier l’adéquation nécessaire entre l’inductance moteur et la fréquence du hacheur pour assurer un comportement mécanique correct.
Vous pourrez refaire les manipulations dans votre lycée, en empruntant un oscilloscope numérique au laboratoire de physique si vous n’en avez pas dans votre laboratoire.
Il n’y a aucun pré-requis.
2 - Réaliser une interface d’acquisition simple avec Labview
Nous vous proposons de construire ensemble une interface d’acquisition simple, utilisable par les élèves, depuis le câblage des capteurs jusqu’à l’application graphique.
Deux supports seront utilisés : la cordeuse et le vérin stewart seul.
Il n’y a aucun pré-requis mais si vous souhaitez vous préparer sous labview, vous pouvez consulter l’excellent cours réalisé par Armel Baguet et Michel Oury disponible à tout moment sur le site de TPline.
Chaque séance de formation dure une heure ; vous serez rapidement autonomes.
Vous pourrez refaire les manipulations dans votre lycée, à la seule condition d’avoir Labview et un boitier NI6008 ou 6009.
3 - Réaliser la partie commande d’un asservissement PID sur micro-contrôleur
Nous vous proposons de câbler, programmer et tester un micro-contrôleur pour asservir une partie opérative.
Il s’agit d’acquérir les informations capteurs, sécuriser la partie opérative en traitant les fins de course, calculer les consignes moteur et piloter le hacheur.
Deux supports seront utilisés : la cordeuse et le vérin stewart seul.
Les cartes microcontrôleurs coûtent environ 40 euros, la carte hacheur environ 6 euros pour Stewart et 95 euros pour la cordeuse : vous pourrez donc refaire ces manipulations très facilement dans votre laboratoire et aller plus loin si cela vous intéresse (certains m’ont déjà demandé s’ils pourraient acheter le matériel utilisé pour refaire les manipulations : si cela peut vous intéresser, envoyez moi un mail à marc.derumaux_at_free.fr et selon le nombre, on s’organisera).
Il n’y a aucun pré-requis.
