DEMOSCIENCES SUR LE SALON DE L'EDUCATION

Démosciences: Réforme du lycée

Stand STL

              o Module Image : Quelques expériences  (en alternance sur toute la durée du salon) qui illustrent le « module Image » du référentiel STL

                                    Etude des sources lumineuses et filtres :

Etude des différentes sources lumineuses environnantes et des types de filtres disponibles sur le marché.
Grâce à la fibre nous allons pouvoir nous balader de source en source, spectre de raie, continue, halogène ou Led, ampoule à économie d’énergie, etc.…
Nous ferons un parallèle avec les filtres gélatines, en verres, interférentiels, synthèse des couleurs, etc.…

                                   Interférence Diffraction :

Le but de la manipulation est principalement d'interpréter les figures de diffraction observées avec différents objets diffractants (fentes simples, doubles, multi fentes, trous) et d'en déduire les dimensions de ces objets. L'étude expérimentale de la diffraction à l'infini sera réalisée avec un laser He-Ne émettant une lumière monochromatique de longueur d'onde l = 632,8 nm. Pour l'étude de la figure de diffraction, on utilisera une caméra CCD avec un logiciel associé.

                                  Appareil photo :

Etude expérimentale de  la relation entre l’éclairement et le nombre d’ouverture. Mesure d’un angle de champ et d’un grossissement, et relation entre l’angle de champ et le grandissement à la distance focale de l’objectif et à la taille du capteur. Influence du diaphragme d'ouverture sur la profondeur de champ.
Illustration expérimentale du principe d’un appareil à visée « réflex ». Mesure du grossissement d’un système optique et parallèle entre zoom optique et zoom numérique. 

                     o Module Santé :   

                                 L’Echographie

Pratiquer une démarche expérimentale pour comprendre le principe de méthodes d'exploration et l'influence des propriétés des milieux de propagation.

Stand STI2D

                            Mesure à distance, via un navigateur et une liaison internet, de la consommation en électricité, ligne par ligne, d'une habitation, d'un établissement ou d'un laboratoire,.... 

Expériences faites par M. Michel Oury, Association TP Line
Afin de mieux contrôler cette consommation et d'en déduire les moyens de sa réduction, des sondes ampèremétriques sont associées à des modules radio-émetteurs et à une station de collecte et de transmission sur un serveur internet.
Le logiciel développé par l'association Antec/TPLine, permet de contrôler les consommations sur plusieurs lignes, en temps réel (1 mesure toutes les 6 secondes).
Les élèves sont les acteurs de l'instrumentation et de la mesure. Ils analysent les données collectées depuis n'importe quel poste relié à l'internet et en déduisent les décisions à prendre pour moins consommer d'énergie électrique.
L'aspect pédagogique des mesures est configurable, et permet une présentation simple de ce que sont les Smart Grids."

                                Présentation du système Bikeboard :

Expériences faites par M. Laurent Brassart, lycée Jean Perrin, Académie de Nantes
Le système est un petit véhicule électrique à trois roues destiné au transport urbain. Il sera monté sur un prototype de banc de mesures et d'essais. Vous trouverez en pièce jointe une photo et une vue 3D des équipements qui seront exposés.
Démonstrations : Acquisitions de données numériques relatives à la commande et au comportement mécanique d'un véhicule autonome électrique en fonctionnement.
Comparaisons des acquisitions et des résultats de simulation obtenus à partir d'un modèle numérique multi-physique.

                            Maquette « contrôle énergétique : 

Expériences faites par M. Olivier Commenge, Lycée Nicolas Appert, Académie de Nantes
trois maquettes (panneaux) sur lesquelles on peut trouver respectivement 

     - 1 disjoncteur d'eau (ClipFlow) capable de mesurer la consommation et le débit d'eau et de détecter les fuites ou des ruptures de canalisation et de couper, le cas échéant, l'arrivée d'eau automatiquement. 
   - 1 compteur d'énergie électrique délivrant des impulsions proportionnellement à la consommation, associé à un module communicant capable de compter ces impulsions et de transmettre les mesures au serveur
     - 1 micro serveur ultra communicant. Véritable PC embarqué, il a vocation à être intégré sur un réseau local ou distant (internet) par wifi ou Ethernet

Démonstrations faites pendant la durée du salon : 
Observation des échanges entre les capteurs et le micro-serveur
Observation des échanges entre le serveur et un PC reliés en réseau 
Présentation de la modélisation Matlab/Simulink du comportement mécanique et logiciel du ClipFLow

                                AR.Drone

Expériences faites par M. Philippe Le Gal, Lycée Nicolas Appert, Académie de Nantes

L' AR Drone est un quadricoptère piloté à partir d'un téléphone iPhone par le réseau Wifi. L'immersion est totale avec la diffusion vidéo en direct sur l'écran de l'iPhone. Ses caméras embarquées plongent l'utilisateur à l'intérieur du cockpit ! Couvre l'ensemble des compétences et des connaissances des nouveaux programmes du sycle terminal en Baccalauréat SSI et STIDD.Des études de cas couvrent les trois champs technologiques : - information, - énergie, - matériaux et structures.

 Expériences faites par Mme Christelle Abis et M. Julien Escoffier, Lycée Arbez Carmes, Acacémie de Lyon

L'expérimentation proposée présente deux activités pratiques de modification d'une pièce, de choix et de caractérisation de matériaux  et de prototypage rapide. Ces deux activités pratiques s'appuient sur l'analyse et la modification de systèmes pluri techniques que sont un diffuseur de parfum, support d'une activité de design produit, et d'une cafetière automatisée de cuisine, utilisant des composants en matière plastique et en céramique. 

Une "matériauthèque" originale permet un choix visuel et sensitif des matériaux polymères recherchés et une machine d'essai didactique permet de vérifier certaines caractéristiques des matériaux. 

Une imprimante 3D permet de matérialiser la modification d'une pièce à partir d'une réflexion de design menée sur un logiciel de CAO et de valider la démarche de prototypage et de modification d'un système mécatronique.

Ces activités répondent à des points précis du programme de l'enseignement transversal du baccalauréat STI2D ainsi qu'à certaines activités attendues de la spécialité ITEC. l'association des 2 activités montre comment il est possible de lier des activités de l'enseignement transversal à celles d'un enseignement de spécialité

Démosciences : CPGE

Stand Sciences Physiques

Expériences faites par M. Patrice Bottineau, Lycée Louis le Grand, Paris et M. Jacques Tabuteau, ex Lycée Janson de Sailly, Paris

                                  Lévitation par ultrason, lévitation en champs proches

                                  Biréfringence du plexiglas

                                  Tube

Stand Sciences de l’Ingénieur

Expériences faites par MM.Fabrice Boisneau, Alain Caignot, Vincent Crespel, Marc Dérumaux, Cédric Lusseau, Gilles Moissard, Pascal Serrier, David Violeau

                                 Scilab-Xcos au service des SII en CPGE

Vous avez certainement déjà rêvé d’un logiciel qui serait facile à prendre en main, mais en même temps puissant, que chaque élève pourrait installer sur son ordinateur personnel, qu’il soit sous Windows, Mac ou Linux.Ce logiciel existe ! Il s’agit de Scilab et son éditeur graphique Xcos. 

Nous vous proposons de venir découvrir à travers 3 TP les fonctionnalités de ce logiciel puissant, et en particulier la nouvelle “toolbox CPGE”, spécialement conçue pour les SII en CPGE, et qui doit permettre aux élèves de prendre en main la modélisation des systèmes asservis en quelques minutes !

                             Instrumenter et piloter une imprimante, un TP à bas prix qu’on maîtrise totalement

Le meilleur moyen de comprendre, c’est d’essayer par soi même. Alors nous avons ouvert le carter d’une imprimante multi-fonctions scanner et jet d’encre à 40 euros l’unité ... Comme on se doute, ça n’est pas simple d’assurer une qualité d’impression de 600 dpi à la cadence de 20 pages par minutes, soit 3 secondes par pages, le tout en couleur ! Équipés d’un oscilloscope numérique, nous avons pisté les signaux, reniflé les nappes ... puis les câbles ont été déviés vers une carte de commande par microcontrôleur, d’une part pour traiter les signaux du codeur incrémental nous parvenant à une vitesse vertigineuse, et d’autre part pour piloter nous même la tête d’impression avec une correction PID... Nous vous proposons de venir découvrir notre imprimante, de mesurer ses caractéristiques à l’aide d’un oscilloscope numérique relié à un ordinateur pour traiter les mesures. Vous pourrez aussi découvrir comment un microcontrôleur PIC et un hâcheur à 6 euros chacun permettent d’asservir un moteur à courant continu avec à la fois une précision et une vitesse de déplacement impressionnantes.

Et pourquoi pas ensuite s’appuyer sur un logiciel pour commander l’asservissement et visualiser les signaux ?