3ème : CI2 Recherche de solutions techniques (Maison basse consommation)

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Séance 1 : Optimisation des apports solaires

Je suis parti du travail proposé sur le site "Confort et Domotique" (message du 04//07/2010) dans la partie Energie (Comment assurer la maîtrise des énergie ?) et "L'optimisation des apports solaires". J'ai revu le déroulement et les documents afin de me les approprier et de les adapter pour obtenir des séances (S1 et S2) plus courtes et plus rythmées.

Les élèves travaillent sur l'orientation des façades et la position des parties vitrées d'une maison afin d'optimiser les apports solaires dans une habitation.

La base de départ est 2 vidéos trouvées sur Internet : "Les clefs du BBC" et "Maison BBC bioclimatique". Ils en existent sûrement d'autres et il est possible de les utiliser comme situation problème au même titre que mes 2 exemples.

Afin de justifier le choix d'orientation de la maison, les élèves utilisent une animation "ressource_soleil.swf" et un document "Confort_ete.pdf"

Les capacités à acquérir sont les suivantes : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.8 Proposer des solutions techniques différentes qui réalisent une même fonction (3). 
4.4 Repérer dans un objet technique donné une ou des évolutions dans les principes de construction (matériaux, énergies, structures, design, procédés) (2). 
Le document de travail "élève" (Optimisation des apports solaires) est en téléchargement au format Openoffice ici :

5ème : CI2 Découvrir les ouvrages du quartier

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Séance 1 : Les principales caractéristiques d'une construction

En parallèle de la classe de 5ème "Architecture" (voir message : http://lecorsiergilles.blogspot.com/2011/09/5eme-projet-20112012.html)   j'ai deux classes de 5ème qui suivent le programme déterminé dans les messages suivants :
- Programmes et capacités 
- Mise en place des séances 
- Présentation de la technologie
Les élèves ont terminé le Centre d'Intérêt N°1 "Comment est le quartier du collège" :
- Séance 1 : Les fonctions de service et les solutions techniques
- Séance 2 : L'évolution de l'éclairage public.
Il restera un petit travail à effectuer pendant les vacances de Noël
- Séance 3 : Comment ont évolué les besoins au cours du temps ?

 Pour commencer le deuxième Centre d'Intérêt, les élèves vont donc rechercher les principales solutions techniques retenues pour un bâtiment (Immeuble d'habitation, locaux d'entreprises, collège, habitations individuelles, église, mosquée).
Les bâtiments étudiés sont situés proche du collège et facilement identifiables.
Pour ce travail, les élèves doivent aussi s'aider du livre de technologie à leur disposition ( Eurêka ! technologie 5ème, Delagrave). Attention ! Je ne fais pas de publicité ! Un autre livre peut très bien être utilisé pour trouver les exemples. 

La capacité abordée est la suivante : (voir "Programme et capacités en 5ème") 
1.3 Comparer, sur différents objets techniques, les solutions techniques retenues pour répondre à une même fonction de service (1).

Le fichier "élève" est en téléchargement au format OpenOffice à cette adresse : 
https://skydrive.live.com/?cid=b49502517fe9110d&sc=documents&id=B49502517FE9110D!1117

3ème : CI1 Appropriation du CDCF (Maison basse consommation)

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Séance 4 : Rédaction du CDCF

Cette séance est divisée en 2 parties comme le CDCF :
- Première partie : La caractérisation fonctionnelle
- Deuxième partie : La rédaction du CDCF et le contexte général du produit. 


1) La caractérisation fonctionnelle :

Après avoir formulé les différentes fonctions de services attendues par la maison basse consommation (voir article : http://lecorsiergilles.blogspot.com/2011/11/3eme-ci1-appropriation-du-cdcf-maison.html), les élèves se rendent compte très vite que les fonctions sont bien trop vagues pour pouvoir créer le produit et vont devoir les préciser en les caractérisant, en portant un jugement.

Les capacités à acquérir sont les suivantes : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.3 Définir les critères d'appréciation d'une ou plusieurs fonctions (2).
1.4 Dresser une liste des contraintes à respecter (3).
1.5 Pour quelques contraintes choisies, définir le niveau que doit respecter l'objet technique à concevoir (3).


2) La Rédaction du CDCF :

Les élèves vont devoir reprendre toutes les études entreprises depuis le début du projet afin de compléter le CDCF et décrire le produit dans son contexte général (son environnement technique, économique).

La capacité abordée est la suivante : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.2 Rédiger ou compléter un cahier des charges simplifié de l'objet technique (2).

Le dossier de travail "élève" est en téléchargement au format OpenOffice à cette adresse : https://skydrive.live.com/?cid=b49502517fe9110d&sc=documents&id=B49502517FE9110D%211106 

3ème : CI1 Appropriation du CDCF (Maison basse consommation)

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Séance 3 : L'analyse fonctionnelle

A partir du diaporama sur les "Etudes préalables2" (suite de la présentation créée par un collègue), les élèves doivent formuler les fonctions de service qui définissent l'usage de la maison basse consommation et les présenter sous forme graphique.

La capacité abordée est la suivante : (voir "Programme et capacités en 3ème") 1.2 Enoncer et décrire sous forme graphique des fonctions que l'objet technique doit satisfaire. (2).

Le document élève est en téléchargement au format OpenOffice à cette adresse : https://skydrive.live.com/?cid=b49502517fe9110d&sc=documents&id=B49502517FE9110D%211092

5ème : CI2 L'évolution des besoins (Pompiers)

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Séance 1 : Programmation des besoins

L'étude de cette partie du projet repose sur le un dossier fourni par le Conseil  Général des Yvelines qui se nomme "Programmation des besoins". Ce document est officiel et présente l'avantage de montrer aux élèves un document réel. Ce document est consultable à cette adresse : https://skydrive.live.com/?cid=b49502517fe9110d&sc=documents&id=B49502517FE9110D%211000

J'ai contacté le capitaine du centre d'incendie et de secours afin de mettre au point une rencontre avec les élèves et une visite de la caserne.

Ce travail doit permettre aux élèves de définir l'évolution des besoins en vue de la construction de la nouvelle caserne.

Les élèves vont s'appuyer sur un document préparé en classe et en téléchargement à cette adresse : https://skydrive.live.com/?cid=b49502517fe9110d&sc=documents&id=B49502517FE9110D%211026

Cette présentation auprès des élèves permettra aussi de découvrir le métier de pompier. A cet effet, j'ai préparé une première fiche métier (de base !) en téléchargement à cette adresse : https://skydrive.live.com/?cid=b49502517fe9110d&sc=documents&id=B49502517FE9110D%211029

Les capacités abordées sont les suivantes : (voir "Programme et capacités en 5ème")
1.1 Identifier des fonctions assurées par un objet technique. (1)

1.8 Identifier, de manière qualitative, l'influence d'un contexte social et économique sur la conception et la commercialisation d'un objet technique simple. (1)

4.1 Identifier l'évolution des besoins. (1)

 

3ème : CI1 Appropriation du CDCF (Maison basse consommation)

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Séance 2 : La Formulation du besoin

Toujours à partir du diaporama sur les "Etudes préalables" (créé par un collègue), les élèves doivent formuler le besoin auquel doit répondre l'habitation basse consommation et le présenter sous forme graphique.
La capacité abordée est la suivante : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.1 Formaliser sans ambiguïté une description du besoin. (3).
Le document élève en fichier OpenOffice est à télécharger à cette adresse : https://skydrive.live.com/?cid=b49502517fe9110d&sc=documents&id=B49502517FE9110D%211020

5ème : CI1 Comment est le quartier du collège ? (Pompiers)

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Séance 2 : L'histoire d'une solution et de ses inventeurs

Pompiers en France

Les élèves étudient l'histoire des pompiers en France et rédigent un tableau récapitulatif à l'aide du tableur d'OpenOffice.

Je sais bien que le sujet sort un peu des solutions techniques mais me permets de me rattacher  au projet initial qui est l'étude du nouveau centre d'Incendie et de Secours.

Cette séance va nous permettre d'aborder les capacités suivantes : http://lecorsiergilles.blogspot.com/2010/03/porgamme-et-capacites.html
- Identifier l'évolution des besoins (1)
- Associer les grands inventeurs, ingénieurs et artistes et leurs réalisations (1)
Le document élève est en téléchargement au format OpenOffice à cette adresse : https://skydrive.live.com/?cid=b49502517fe9110d&sc=documents&uc=1&id=B49502517FE9110D%211018#

3ème : CI1 Appropriation du CDCF (Maison basse consommation)

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Séance 1 : Présentation générale du projet

Avant toute chose, j'ai présenté un diaporama sur les "Etudes préalables" (créé par un collègue) afin de recentrer les connaissances de chacun (Besoin, clientèle cible, identification des attentes, recenser, classer et trier les informations, analyser des résultats d'enquête).

La situation de départ "Comment construire une maison respectueuse de l'environnement" est décrite dans le message du 5 Septembre "3ème : Programme 2011/2012".

Les élèves vont devoir identifier le problème, poser des hypothèses et faire des recherches sur Internet afin de compléter les hypothèses et d'en arriver à une définition de "Maison basse consommation".
La capacité abordée est la suivante : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.1 Formaliser sans ambiguïté une description du besoin. (3).
Le document élève en fichier OpenOffice est à télécharger à cette adresse : https://skydrive.live.com/?cid=b49502517fe9110d&sc=documents&uc=1&id=B49502517FE9110D%21996#

5ème : Projet 2011/2012 (Pompiers)

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Centre d'Incendie et de Secours
Projet

J'ai découvert qu'un Centre d'incendie et de secours allait être construit à 300m du collège. Voila une très bonne opportunité d'utiliser ce futur chantier comme support d'étude !
Le plus complexe dans l'affaire est de trouver le bon interlocuteur et de le convaincre de nous aider pour suivre le projet.
Dans ce genre de construction, c'est le Conseil Général qui est Maître d’œuvre et j'ai donc envoyé un mail (sous couvert de ma Principale) expliquant mes besoins à des adresses qui semblaient provenir du CG (au moins une dizaine). J'ai fini par obtenir une réponse positive de la part du Directeur des Bâtiments, des Moyens Généraux et du Patrimoine et obtenu un rendez-vous (avec ma Principale et une collègue de mathématiques) pour prendre contact, mettre en place les objectifs de ce projet et vérifier la faisabilité par rapport au niveau de classe (5ème) et au contenu du dossier de construction.

Nous avons établi un premier découpage de l'année :

Premier trimestre : Définition des besoins (pourquoi un nouveau centre de secours?, visite de l'ancienne caserne, rencontres avec les pompiers )
Deuxième trimestre : Modélisation (maquettes numériques et réelles)
Troisième trimestre : concours (Comment se déroule un concours d'architectes ?, présentation des maquettes)

Les élèves vont bien sûr suivre le programme officiel de technologie (voir messages "Programmes et capacités")
Les Centres d'Intérêts seront les suivants :
CI1 : Comment est le quartier du collège ?
CI2 : L'évolution des besoins.
CI3 : Le projet.
CI4 : Qui fait quoi ?
CI5 : Modélisation du projet.
CI6 : Les métiers

3ème : Programme 2011/2012 (Maison basse consommation)

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Cette année, je repars sur une nouvelle idée pour les élèves de 3ème : la pollution croissante de la Terre.
Avant toute étude, les élèves vont revoir tout ce qui est "Notion de Projet".
Je vous propose un fichier présentant le travail et les capacités à acquérir sur l'année établi avec le logiciel FreeMind et le même document en PDF en téléchargement ici. (avec le tableau récapitulatif des capacités à acquérir).
La situation de départ est de rechercher "comment construire une maison respectueuse de l'environnement".
Le travail débute par l'étude de 2 vidéos afin de définir la situation déclenchante :
Isoler sa maison (après la pub)
La deuxième vidéo provient surement du site Confort et Domotique mais je ne retrouve pas le lien et je me permets donc de vous fournir le lien de mon fichier ici.
Pour débuter, je vais m'appuyer sur le travail développé sur le site de "Confort et Domotique", dans la partie ENERGIE, "L'optimisation des apports solaires".

5ème : CI5 Comment agrandir une maison ?

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Séance 2 : Comment s'opère la dépense énergétique dans un bâtiment ?

Tout en développant les maquettes des maisons (séance 1 suite), les élèves vont aborder les différentes formes d'énergies nécessaires dans un bâtiment d'habitation (électrique, combustible, solaire, éolienne, thermique, ...)
Une fois la liste des différentes énergies rédigée, les élèves vont rechercher dans le livre de technologie les énergies véritablement utilisées dans l'habitat.
Les élèves vont pouvoir ainsi indiquer les différentes transformations des énergies et définir les énergies d'entrée et de sortie de différents appareils domestiques.
Cette séance va nous permettre d'aborder la capacité suivante : http://lecorsiergilles.blogspot.com/2010/03/porgamme-et-capacites.html 
3.1 Repérer sur un objet technique, les énergies d'entrée et de sortie (2)
3.2 Repérer les transformations énergétiques (1)
3.3 Identifier sur un objet technique, les différents éléments de la chaîne d'énergie et les repérer sur un schéma structurel (1) 
Ensuite, les élèves dessineront les différentes prises électriques, alimentation de gaz, arrivée d'eau, ... sur la maquette de la maison.
Voir les essais sur les maquettes :

Automatisme et robotique (PICAXE) Ter

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Retour d'expérience (technologie PICAXE)

Attention !!! Les liens qui étaient proposés ne sont plus valables.

Retrouvez tous les fichiers et la documentation sur A4 à cette adresse : RoboTribu (K-RT) — Wiki A4.fr

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J'ai enfin terminé la partie "mécanique et câblage" des 3 robots du Pack découverte (Voir message précédent "Automatisme et robotique (PICAXE) Bis").
J'ai donc commencé la partie programmation. Vous retrouverez toutes mes explications et les liens utiles afin de télécharger logiciel et driver  dans le message daté du 16 mars 2011 "Automatisme et robotique (PICAXE)"

1. J'ai commencé par le "Robotpilot" et .... déjà des difficultés : je travaille avec le logiciel "Programming Editor" et avant de d'envoyer le programme au robot, vérifiez bien que le cavalier (sur la carte électronique) est bien placée sur "PROG". Ensuite pour l'utiliser, placez le cavalier sur "RUN".(Un long moment pour trouver le problème de non fonctionnement !). Une fois ce problème résolu, tout fonctionne pour le mieux !!!
2. Passons au RobotMoto qui m'a posé de gros problèmes au niveau des moteurs très faibles en puissance et refusant pour le droit de tourner une fois la roue montée. Après toutes les vérifications, je me suis résigné : "Il est en panne !"
3. Je me suis attelé au RobotServo et tout semblait fonctionner à merveille sauf le moteur gauche qui refusait de s'arrêter et tournait tout doucement à l'envers. Je reprends tout le circuit, toutes les vérifications d'usages et .... encore une fois, je me résigne : "Il est en panne !"

Je finis par contacter par mail le fournisseur qui a un service spécial après-vente Picaxe. Voici la copie de ce mailà la fin de ce message.
J'ai contacté le SAV par téléphone ensuite comme demandé en réponse. J'ai eu le plaisir de discuter avec Monsieur Denis Hoffschir de la société qui a su m'écouter, prendre en compte mes problèmes, rechercher des solutions (pratiquement 1h30). Pour le robotServo, c'est simplement un problème de réglage de l'arrêt et donc ce monsieur m'a envoyé un petit programme de débugage "Test valeur arret rotation continue.cad". Une fois le programme lancé, plus de problèmes.
Il restait donc le RobotMoto, et là, peut-être un problème d'ampli ? Et donc, je n'ai plus qu'à le renvoyer à la société pour dépannage.
Ces 3 robots étant la propriété du collège de ma femme (c'est toujours Colombo pour les vieux !), je vais acheter le même Pack découverte qui me semble très intéressant une fois prêt à être utilisé.
Voici, pour l'instant la fin de cette série commencée Pendant les vacances d'hivers 2011.
J'espère que ça peut vous aider et je suis à votre disposition pour répondre (dans la mesure du possible) à vos question.

Envoyé : jeudi 2 juin 2011 18:04
> À : picaxe@a4.fr
> Objet : Problemes Robotservo et RoboMoto
> Importance : Haute

Bonjour,
> Je suis professeur de technologie et j'ai voulu tester votre kit RoboTribu. Beaucoup de déconvenues mais enfin j'arrive aux tests.
> Aucun problème de fonctionnement avec RobotPilot.
> 1) RobotServo : quelque soit le programme que je télécharge, le servomoteur MG refuse de s'arrêter mais tourne tout doucement dans le sens horaire (recule). Il semble que le servomoteur reçoive une instruction très faible ???
> 2) RoboMoto : un des moteur refuse de tourner lorsque je monte la roue avec l'axe et la roue dentée. Les moteurs semblent très faibles alors que j'ai vérifier le montage avec le jeu pour obtenir une rotation sans efforts.
> Mes piles sont neuves, j'ai vérifié les différents câblages, les circuits imprimés et j'ensuis à me demander ce que je vais faire de mes deux robots en panne ???
> Comment dois-je faire pour vous renvoyer les deux robots pour dépannage ?
> J'étais prêt à acheter un autre kit mais maintenant, je me pose de nombreuses questions sur la suite de ma démarche pour développer les automatismes dans mon établissement.
> Merci pour votre réponse rapide et l'aide que vous pourrez m'amener
> M. Lecorsier