Séquence 9 : Du besoin au prototype : concevoir et fabriquer un objet technique programmé

🎬 Situation déclenchante

Trois scènes d'Antananarivo sont présentées à la classe, sans commentaire d'abord.

Scène 1 : Il est dix-neuf heures. Le courant est coupé dans le quartier. Le couloir de la maison devient noir. Une personne avance en tâtonnant le long du mur.

Scène 2 : La citerne de l'école se remplit. Personne ne surveille le niveau. L'eau déborde et coule dans la cour. Le gardien s'en aperçoit vingt minutes plus tard.

Scène 3 : Nous sommes en septembre. Le potager du collège n'a pas reçu d'eau depuis quatre jours. La terre est craquelée au pied des plants.

Dans ces trois scènes, un même manque revient : personne ne sait, au bon moment, qu'il faut agir. Un objet technique programmé sait mesurer une grandeur et déclencher une action. Il ne remplace pas la personne : il la prévient.

Deux mots sont écrits au tableau et expliqués tout de suite.
Prototype : premier exemplaire d'un objet, fabriqué pour être testé.
Objet technique programmé : objet qui mesure une grandeur avec un capteur, et qui déclenche une action avec un actionneur.

Pendant six séances, chaque équipe de quatre élèves va choisir une de ces situations, ou une situation proche, et fabriquer un prototype qui répond au besoin. Le dernier jour, chaque équipe présentera son objet en fonctionnement devant la classe.

Tous les objets de la séquence sont alimentés en très basse tension : câble USB de l'ordinateur, ou batterie externe de téléphone. Aucun objet n'est branché sur une prise du secteur.

✏ Activité 1 : Séance 1 : Choisir un projet réalisable : le besoin, l'équipe, le matériel

Travail en équipe de 4. Une seule fiche d'équipe pour le groupe. Vous avez 90 minutes.

Étape 1 : Comprendre le besoin (10 min, à faire seul puis à mettre en commun).
Lisez les trois situations affichées : le couloir noir pendant une coupure, la citerne qui déborde, le potager qui sèche. Choisissez une situation et répondez par écrit à deux questions. Question 1 : quelle grandeur faudrait-il mesurer pour prévenir à temps ? Question 2 : quelle action l'objet doit-il déclencher ?

Étape 2 : Constituer l'équipe et prendre un rôle (15 min).
Écrivez les quatre noms de l'équipe en face des quatre rôles. Un élève par rôle, un rôle par élève.
Chef de projet : il coordonne, il tient le journal de bord et le planning.
Dessinateur-modélisateur : il fait le croquis, puis le modèle 3D.
Programmeur : il écrit le programme Arduino.
Fabricant-testeur : il prépare les fichiers de fabrication, il assemble, il teste.
Rangez ensuite dans la pochette de l'équipe la grille d'évaluation distribuée par le professeur, et lisez le nom des six critères. Vous savez dès maintenant sur quoi vous serez évalués.

Étape 3 : Trouver trois idées (30 min).
Remplissez le tableau des idées : une ligne par idée, au minimum trois lignes. Pour chaque idée, écrivez le nom de l'objet, le capteur nécessaire et l'actionneur associé. Servez-vous de la chaîne d'information vue en séquence 8 : capteur, traitement, actionneur.
Capteurs disponibles au laboratoire, et eux seuls : ultrason HC-SR04, détecteur de mouvement PIR, DHT11 température-humidité, capteur d'humidité du sol.
Actionneurs disponibles, et eux seuls : LED avec sa résistance de 220 ohms, buzzer, servo-moteur SG90.
Sept projets-types sont affichés au tableau avec leur niveau de difficulté. Vous pouvez en reprendre un, ou proposer une autre idée à condition qu'elle n'utilise que les capteurs et les actionneurs de ces deux listes.
Aide : les élèves qui travaillent sur la fiche adaptée écrivent deux idées au lieu de trois.

Étape 4 : Vérifier le matériel réellement disponible (20 min).
Un élève de l'équipe vient à la caisse de composants du laboratoire avec la fiche. Il vérifie trois choses pour l'idée préférée de l'équipe, et coche trois cases.
Case 1 : le capteur existe dans la caisse, je l'ai vu.
Case 2 : l'actionneur existe dans la caisse, je l'ai vu.
Case 3 : il en reste assez pour toutes les équipes.
Vérifiez ensuite le quota de matière : le boîtier prévu doit tenir dans 40 g de filament PLA et une plaque de MDF de 20 cm sur 20 cm au maximum. Une idée qui ne passe pas cette vérification est barrée tout de suite sur la fiche.

Étape 5 : Voter et faire signer la fiche (15 min).
Votez à main levée parmi les idées qui ont passé la vérification. Écrivez le projet retenu, le capteur retenu et l'actionneur retenu. Appelez le professeur : il discute la difficulté du projet avec vous, puis il signe la fiche. Sans cette signature, le projet n'est pas lancé.

Alimentation, règle valable pour les six séances : le prototype sera alimenté par le câble USB de l'ordinateur ou par une batterie externe de téléphone. Aucun projet ne se branche sur le secteur.

Ce que tu dois produire : Une fiche d'équipe complète et signée par le professeur : les quatre noms en face des quatre rôles, au moins trois idées étudiées avec leur capteur et leur actionneur, les trois cases de vérification du matériel cochées, le quota de matière vérifié, le projet retenu écrit en clair. La grille d'évaluation est rangée dans la pochette de l'équipe. Cette fiche est le point de départ du cahier des charges de la séance 2.

✏ Activité 2 : Séance 2 : Le cahier des charges, le croquis coté et la nomenclature

Travail en équipe de 4. Vous avez 90 minutes. Sortez la fiche d'équipe signée en séance 1.

Étape 1 : Comparer deux textes écrits pour le même objet (15 min).
Lisez les deux textes du document. Ils décrivent tous les deux la même alerte de citerne pleine.
Répondez par écrit à trois questions.
Question 1 : lequel des deux textes dit ce que l'objet doit faire ?
Question 2 : lequel des deux dit comment le fabriquer ?
Question 3 : dans le texte A, relevez les deux phrases qui contiennent un nombre, et expliquez pourquoi ce nombre est utile.
Deux équipes donneront ensuite leur réponse à la classe.

Étape 2 : Recopier la trace écrite (10 min).
Le professeur écrit la trace au tableau à partir de vos réponses. Recopiez les parties 1 et 2 de la fiche de trace écrite, puis collez le texte A juste à côté : c'est votre modèle.

Étape 3 : Rédiger le cahier des charges de votre projet (25 min).
Remplissez les six lignes du tableau : fonction principale, contrainte technique 1, contrainte technique 2, matériaux envisagés, dimensions maximales, quota de matière.
Trois exigences.
Première exigence : la fonction principale dit le service rendu, elle ne décrit pas une solution de fabrication. « Prévenir par un son quand l'eau arrive près du bord » est accepté. « Coller un capteur ultrason sur une planche » est refusé.
Deuxième exigence : chaque contrainte porte une valeur que l'on peut mesurer, avec son unité. « Détecter une main à moins de 15 cm » est accepté. « Détecter bien » est refusé.
Troisième exigence : cette valeur doit pouvoir être vérifiée en séance 5, pendant la séance, avec une règle, un pied à coulisse, une balance ou un chronomètre. Une durée de quatre heures ne se vérifie pas pendant une séance de 90 minutes : préférez une durée que vous pourrez réellement mesurer en classe.
Aide : les élèves qui travaillent sur la fiche adaptée écrivent une contrainte mesurable au lieu de deux.

Étape 4 : Croquis coté et nomenclature (30 min).
Première partie, le croquis. Sur une feuille A3, le dessinateur trace le croquis de l'objet, aidé par toute l'équipe. Le croquis est à main levée, au crayon, sans règle et sans échelle. Placez et légendez quatre éléments : le capteur, l'actionneur, la carte Arduino, l'entrée du câble d'alimentation. Écrivez ensuite les trois dimensions principales en millimètres : hauteur, largeur, profondeur. Les cotes sont obligatoires : ce sont elles que le dessinateur reprendra en séance 3 dans FreeCAD.
Deuxième partie, la nomenclature. Remplissez le tableau à quatre colonnes : repère, désignation, quantité, rôle du composant. Chaque repère écrit dans le tableau doit être écrit aussi sur le croquis, dans un petit cercle relié à la pièce par un trait fin.

Étape 5 : Relecture croisée et jalon J1 (10 min).
Échangez votre fiche avec une autre équipe. L'équipe qui lit coche trois cases et signe.
Case 1 : la fonction principale dit ce que l'objet fait, et non comment il est fabriqué.
Case 2 : les deux contraintes portent des valeurs que l'on peut mesurer, avec leur unité.
Case 3 : chaque composant de la nomenclature apparaît sur le croquis avec son repère.
Appelez ensuite le professeur : il signe, et le jalon J1 est franchi. Le critère 1 de la grille est renseigné pour votre équipe.

Travail à faire pour la séance 3 : terminer la nomenclature si elle n'est pas complète, et vérifier que les trois dimensions principales sont bien écrites en millimètres sur le croquis.

Ce que tu dois produire : Le cahier des charges fonctionnel de l'équipe, complet sur ses six lignes, avec deux contraintes chiffrées et mesurables. Le croquis coté et légendé sur feuille A3, portant les quatre éléments repérés et les trois dimensions en millimètres. La nomenclature remplie, dont chaque repère se retrouve sur le croquis. Les trois cases de relecture cochées par une autre équipe, et la signature du professeur : jalon J1 franchi.

✏ Activité 3 : Séance 3 : Planifier le projet avec un diagramme de Gantt, puis démarrer la conception

Travail en équipe de 4. Vous avez 90 minutes. Sortez le cahier des charges et le croquis signés en séance 2.

Étape 1 : Lire un diagramme de Gantt déjà tracé (15 min).
Le document porte le planning d'un autre projet : la fabrication d'un banc pour la cour. Observez-le, puis répondez par écrit à quatre questions.
Question 1 : quelle tâche dure le plus longtemps ?
Question 2 : quelles sont les deux tâches qui occupent exactement les mêmes colonnes, et pourquoi est-ce possible ?
Question 3 : que marque le petit triangle noir dessiné dans le coin d'une case ?
Question 4 : combien de temps dure ce triangle ?
Une équipe présentera ensuite ses réponses à la classe.

Étape 2 : Recopier la trace écrite (10 min).
Le professeur écrit quatre définitions au tableau à partir de vos réponses : tâche, jalon, livrable, parallélisme. Recopiez la partie 3 de la fiche de trace écrite.

Étape 3 : Lister les six tâches de votre projet (15 min).
Remplissez le tableau des tâches. Les six tâches sont les mêmes pour toutes les équipes.
T1 : cahier des charges, croquis et nomenclature.
T2 : modélisation 3D du boîtier.
T3 : programmation Arduino.
T4 : préparation des fichiers de fabrication, STL et SVG.
T5 : fabrication, assemblage et tests.
T6 : validation et soutenance.
Pour chaque tâche, écrivez le nom du responsable, puis la durée en nombre de séances, et non en semaines. Chaque tâche occupe une seule séance, ou deux séances qui se suivent.
Aide : les élèves qui travaillent sur la fiche adaptée font d'abord l'exercice de remise en ordre des étapes du projet, sur leur fiche.

Étape 4 : Tracer votre diagramme de Gantt (20 min).
Sur la fiche prévue, tracez à la règle un tableau construit comme celui de l'étape 1 : une colonne large à gauche pour le nom des tâches, puis six colonnes étroites de même largeur, titrées Séance 1 à Séance 6, et six lignes titrées T1 à T6.
Hachurez les cases des séances où chaque tâche est menée. Utilisez une hachure différente par tâche : traits obliques, traits verticaux, quadrillage, points serrés, gris uni, traits horizontaux. N'utilisez aucune couleur : la fiche doit rester lisible en photocopie noir et blanc.
Placez enfin les quatre jalons. Un jalon se dessine par un petit triangle noir dans le coin bas-droit de la case, avec son numéro écrit dessous.
J1, cahier des charges validé, en fin de séance 2.
J2, fichiers de fabrication prêts, en fin de séance 4.
J3, prototype assemblé et validé, en fin de séance 5.
J4, projet soutenu, en séance 6.
Le parallélisme doit apparaître clairement : T2 et T3 sont hachurées sur les mêmes colonnes, séances 3 et 4.
Aide : les élèves qui travaillent sur la fiche adaptée reçoivent le tableau déjà tracé, avec ses six lignes et ses six colonnes ; ils n'ont que les hachures et les jalons à placer. Cette aide ne limite pas le niveau atteignable.

Étape 5 : Démarrer la conception, les deux ateliers en même temps (25 min).
Le parallélisme que vous venez de tracer se met en pratique tout de suite. L'équipe se sépare en deux.
Atelier A, le dessinateur et le chef de projet. Ouvrez sur le poste le fichier FreeCAD de départ fourni par le professeur : une boîte simple avec son couvercle. Modifiez les trois dimensions de la boîte avec les cotes de votre croquis. Vous ne construisez pas la boîte depuis une page vide. FreeCAD fonctionne sans connexion Internet : c'est pour cela qu'il est utilisé.
Atelier B, le programmeur et le fabricant-testeur. Montez le capteur et l'actionneur sur la plaque d'essai. Quand le montage est terminé, appelez le professeur : il vérifie le câblage avant que vous ne branchiez le câble USB. Écrivez ensuite une première version du programme dans l'Arduino IDE. L'objectif de cette première version tient en deux points seulement : le capteur renvoie une valeur lisible sur le moniteur série, et l'actionneur réagit.
Rappels de câblage, à respecter sans exception. Si votre projet comporte une LED : la patte longue est le plus, et la résistance de 220 ohms est obligatoire, montée en série avec la LED. La carte est alimentée par le câble USB de l'ordinateur, jamais par le secteur.

Étape 6 : Journal de bord et sauvegarde (5 min).
Le chef de projet écrit trois lignes dans le journal de bord : ce qui est fait, ce qui reste à faire, la difficulté du jour. Le fabricant recopie le fichier FreeCAD et le programme sur la clé USB de l'équipe, puis éteint le poste.

Travail à faire pour la séance 4 : le chef de projet met à jour le diagramme de Gantt. Le programmeur relit son programme et écrit sur son cahier les lignes qu'il ne sait pas encore expliquer.

Ce que tu dois produire : Le diagramme de Gantt de l'équipe, tracé sur les six séances, hachuré tâche par tâche et portant les quatre jalons sous forme de triangles noirs numérotés, avec le parallélisme visible entre T2 et T3. Le tableau des six tâches, chacune avec son responsable et sa durée. Un début de modèle 3D, aux dimensions du croquis, enregistré sur la clé USB de l'équipe. Un montage capteur : actionneur qui répond sur plaque d'essai, vérifié par le professeur avant la mise sous tension, et un premier programme enregistré. La première entrée du journal de bord.

✏ Activité 4 : Séance 4 : Terminer la conception et préparer les fichiers de fabrication

Travail en équipe de 4. Vous avez 90 minutes. Sortez le diagramme de Gantt et le croquis coté.

Étape 1 : Point de planning (10 min).
Le chef de projet met à jour le diagramme de Gantt de l'équipe. Il coche ce qui est terminé, puis il annonce à la classe, en une seule phrase, le retard éventuel de son équipe. Exemple de phrase attendue : « Notre modèle 3D est en retard d'une demi-séance, parce que les cotes du croquis n'étaient pas toutes écrites. »
Le professeur écrit au tableau le nom des équipes en retard et organise l'aide : un élève d'une équipe en avance vient aider une équipe en retard pendant cette séance. Le planning sert ici à décider quelque chose, et pas seulement à être tracé.

Étape 2 : Les deux ateliers en même temps (45 min).
Atelier A, le dessinateur et le chef de projet, sur FreeCAD.
Terminez le boîtier. Percez l'ouverture du capteur, aux dimensions du composant. Percez l'ouverture du câble d'alimentation sur une face latérale. Laissez entre le boîtier et son couvercle un jeu d'assemblage compris entre 0,2 et 0,3 mm : sans ce jeu, les deux pièces imprimées ne s'emboîteront pas.
Atelier B, le programmeur et le fabricant-testeur, sur l'Arduino IDE.
Terminez le programme, téléversez-le, puis testez chaque fonction séparément avant de tester l'ensemble. Testez d'abord la lecture du capteur seule. Testez ensuite l'actionneur seul. Testez enfin les deux ensemble.
Règle appliquée à chaque modification du montage : on débranche le câble USB, on modifie le câblage, on vérifie tout le câblage, et seulement ensuite on rebranche. On ne modifie jamais un câblage sous tension.
Quatre erreurs fréquentes et leur remède sont affichées au tableau.
Polarité de la LED inversée : retournez la LED, patte longue vers le plus.
Résistance oubliée : ajoutez la résistance de 220 ohms en série avec la LED.
Fils mal enfoncés dans la plaque d'essai : réenfoncez chaque fil à fond.
Numéro de broche du programme différent du câblage : corrigez le numéro dans le programme, ou déplacez le fil.
Règle de sécurité rappelée : la carte reste alimentée par le câble USB du poste. Rien n'est branché sur le secteur. Un actionneur de puissance ne se branche jamais directement sur une broche de la carte ; il passerait par un transistor ou un relais, mais aucun projet de la séquence n'en comporte.

Étape 3 : Préparer les fichiers de fabrication (25 min).
Le fabricant-testeur s'installe au poste.
Pour l'impression 3D : exportez le modèle au format STL, puis ouvrez-le dans le logiciel de découpage en couches. Réglages imposés : remplissage 20 %, épaisseur de couche 0,2 mm, bordure d'accroche si la pièce est étroite. Vérifiez que l'échelle est bien à 1:1.
Pour la découpe laser, si votre projet en comporte : préparez un fichier SVG aux dimensions réelles. Les traits de coupe et les traits de gravure doivent se distinguer de deux manières. Sur le dessin imprimé sur papier, la coupe est un trait plein fin et la gravure un trait pointillé. Dans le logiciel xTool Creative Space, donnez en plus deux couleurs différentes aux deux familles de traits : c'est ce qui permet de leur attribuer deux réglages de machine différents.
Enregistrez les fichiers sur le poste, puis recopiez-les sur la clé USB de l'équipe.

Étape 4 : Contrôle du professeur et jalon J2 (10 min).
Appelez le professeur. Il ouvre chaque fichier et vérifie trois points : le maillage est fermé, l'échelle est bien à 1:1, les dimensions tiennent dans le quota de matière.
Il établit ensuite l'ordre de passage des équipes à l'imprimante, et il lance les premières impressions dès la fin de la séance, en dehors du temps de classe : une impression dure une à deux heures et ne peut pas être attendue pendant le cours.
Le professeur vous distribue la fiche des cinq règles de sécurité du FabLab. Apprenez-les : elles seront contrôlées oralement au début de la séance 5, avant tout accès aux machines. Recopiez aussi les parties 4 et 5 de la fiche de trace écrite.
Jalon J2 franchi. Le critère 3 de la grille est renseigné élève par élève, et le critère 2 pour l'équipe.

Travail à faire pour la séance 5 : vérifier que les fichiers de l'équipe sont bien enregistrés sur la clé USB, et apprendre les cinq règles de sécurité du FabLab.

Ce que tu dois produire : Un modèle 3D terminé, avec l'ouverture du capteur, l'ouverture du câble et un jeu d'assemblage de 0,2 à 0,3 mm, exporté au format STL puis découpé en couches. Selon les projets, un fichier SVG de découpe laser aux dimensions réelles, avec ses traits de coupe et ses traits de gravure distincts. Un programme complet, téléversé, qui fonctionne sur plaque d'essai. Les fichiers vérifiés par le professeur et recopiés sur la clé USB de l'équipe : jalon J2. Le diagramme de Gantt mis à jour et la nouvelle entrée du journal de bord. La fiche des cinq règles de sécurité, reçue par chaque élève.

✏ Activité 5 : Séance 5 : Fabriquer, assembler, tester et valider le prototype

Travail en équipe de 4. Vous avez 90 minutes. Sortez le cahier des charges rédigé en séance 2 : vous en aurez besoin à la fin de la séance.

Étape 1 : Contrôle de sécurité, avant tout accès aux machines (10 min).
Le professeur interroge la classe sur les cinq règles apprises depuis la séance 4. Pour chaque règle, un élève l'énonce et un autre explique pourquoi elle existe. Aucune équipe n'approche d'une machine avant la fin de ce contrôle.
Règle 1 : porter les lunettes de protection au FabLab.
Règle 2 : ne jamais toucher la buse de l'imprimante 3D.
Règle 3 : ne jamais regarder le faisceau laser.
Règle 4 : vérifier que la ventilation est en marche pendant la découpe laser.
Règle 5 : attendre le refroidissement des pièces avant de les prendre en main.
Organisation annoncée : la découpe laser tourne sans interruption pendant les 45 minutes des étapes 2 et 3. Une seule équipe est à la machine à la fois, dans l'ordre du tableau de passage affiché, et le professeur reste à la machine. Toutes les autres équipes travaillent aux tables.
Aide : les élèves qui travaillent sur la fiche adaptée traitent l'exercice de vrai-faux justifié sur la sécurité.

Étape 2 : Récupérer les pièces, découper, ébavurer, contrôler (25 min).
Récupérez vos pièces imprimées. Si votre boîtier n'a pas pu être imprimé, parce qu'une coupure de courant ou une panne a interrompu la machine, le professeur vous remet un boîtier de remplacement découpé au laser dans le MDF, ou en carton fort. Ce n'est pas une faute de l'équipe : écrivez-le dans le journal de bord et continuez le travail.
Passez à la découpe laser à votre tour si votre projet en comporte. Pendant que vous attendez, limez et ébavurez les bords de vos pièces.
Faites ensuite le contrôle qualité, au pied à coulisse, et cochez quatre points sur la fiche.
Point 1 : les dimensions mesurées correspondent au modèle 3D, à moins de 1 mm près. Écrivez la valeur mesurée à côté de la valeur prévue.
Point 2 : les pièces s'emboîtent sans forcer.
Point 3 : les ouvertures du capteur et du câble sont au bon endroit.
Point 4 : les bords sont lisses.
Quatre défauts et leurs remèdes sont affichés.
Pièce décollée du plateau : ajouter une bordure d'accroche.
Dimensions fausses : vérifier l'échelle dans le logiciel de découpage en couches.
Pièces trop serrées : le jeu prévu dans le modèle était trop faible, limer ou reprendre le modèle.
Fil bloqué : la bobine ne se déroule pas, la dérouler à la main.

Étape 3 : Assembler le prototype (20 min).
Suivez les six opérations dans l'ordre, et cochez chaque case au fur et à mesure.
Opération 1 : fixer la carte Arduino dans le boîtier.
Opération 2 : installer le capteur à son ouverture.
Opération 3 : installer l'actionneur.
Opération 4 : câbler les composants.
Opération 5 : vérifier tout le câblage, puis brancher l'alimentation, câble USB ou batterie externe.
Opération 6 : fermer le boîtier.
Règle écrite au tableau, sans exception : on vérifie tout le câblage avant de mettre sous tension, jamais après. L'alimentation reste le câble USB ou la batterie externe. Rien n'est branché sur le secteur.

Étape 4 : Tester, puis valider avec le cahier des charges (25 min).
Première partie, les tests. Quatre questions, à cocher OK ou KO sur la fiche de tests.
Le capteur détecte-t-il ?
L'actionneur réagit-il ?
Le programme complet fonctionne-t-il du début à la fin ?
L'objet est-il solide et stable ?
Pour chaque KO, remplissez obligatoirement la colonne « problème rencontré, solution appliquée ». Un KO renseigné vaut mieux qu'un OK non vérifié.
Deuxième partie, la validation. Ressortez le cahier des charges de la séance 2. Reprenez chacune de ses six lignes, une par une, dans l'ordre du tableau. Pour chaque ligne, écrivez « respecté » ou « non respecté », et le résultat mesuré quand il y en a un. Pour chaque ligne non respectée, écrivez une amélioration concrète, chiffrée quand c'est possible.
C'est ce retour au cahier des charges qui donne son utilité à la séance 2 : un critère que l'on ne peut pas vérifier était mal écrit.
Recopiez ensuite la partie 6 de la fiche de trace écrite.

Étape 5 : Se positionner, ranger, se répartir l'oral (10 min).
Chaque élève se positionne lui-même sur la grille d'évaluation, dans la colonne « moi », pour les six critères. Choisissez un niveau parmi les quatre : insuffisante, fragile, satisfaisante, très bonne. Le professeur remplira ensuite sa propre colonne, et l'écart sera commenté en séance 6.
Rangez le matériel : chaque composant revient dans la caisse du laboratoire. Le chef de projet écrit la dernière entrée du journal de bord.
Répartissez enfin les cinq parties de l'exposé entre les quatre élèves : introduction, cahier des charges, réalisation, démonstration, bilan. Un élève prend deux parties. Chacun écrit sa partie sur sa fiche : c'est le travail à faire pour la séance 6.

Travail à faire pour la séance 6 : préparer sa partie de l'exposé et apporter le prototype en état de fonctionnement.

Ce que tu dois produire : Un prototype assemblé et fermé, qui fonctionne sur câble USB ou batterie externe : jalon J3. La fiche de contrôle qualité renseignée avec les valeurs mesurées. La fiche de tests renseignée, colonne des problèmes et des solutions comprise. La fiche de validation du cahier des charges remplie ligne par ligne, avec au moins une amélioration proposée. La colonne « moi » de la grille remplie par chaque élève. La dernière entrée du journal de bord. La répartition écrite des cinq parties de l'exposé.

✏ Activité 6 : Séance 6 : Préparer, répéter et soutenir l'exposé du projet

Travail en équipe de 4. Vous avez 90 minutes. Apportez le prototype en état de fonctionnement et la fiche sur laquelle vous avez écrit votre partie.

Étape 1 : Fabriquer le support et répéter (20 min).
Votre support est une seule feuille A3, écrite gros au feutre noir. Il ne faut ni couleur, ni décoration, ni phrase complète : un support se regarde d'un coup d'œil depuis le fond de la salle.
Divisez la feuille en cinq zones, une par partie de l'exposé, et écrivez dans chaque zone quatre à six mots-clés au maximum, plus un chiffre si vous en avez un.
Zone 1, introduction : nom du projet, prénoms de l'équipe, problème à résoudre.
Zone 2, cahier des charges : la fonction principale, et les deux contraintes chiffrées.
Zone 3, réalisation : les étapes de conception et de fabrication, les machines utilisées.
Zone 4, démonstration : ce que vous allez montrer, et comment.
Zone 5, bilan : une difficulté, une solution, une amélioration.
Répétez ensuite une fois, debout, en vous chronométrant. Le chef de projet note le temps de chacun sur la fiche de répétition, puis le temps total.
Règle rappelée : on s'appuie sur le support, on ne le lit pas. Si une phrase est écrite en entier sur le support, elle sera lue : effacez-la et remplacez-la par trois mots.
Le professeur passe dans les équipes et fait raccourcir les exposés trop longs.

Étape 2 : Préparer les questions (à faire pendant la répétition, dans le temps de l'étape 1).
Avant de passer, écrivez sur votre fiche trois questions que le professeur ou la classe pourrait vous poser, et la réponse en une phrase pour chacune. Répartissez ces trois questions entre les quatre élèves : chacun sait à l'avance laquelle il prend.

Étape 3 : Soutenir devant la classe (60 min).
Chaque équipe dispose de 8 minutes : 5 minutes d'exposé, 2 minutes de questions, 1 minute pour changer d'équipe et installer le prototype suivant.
Les quatre élèves prennent la parole à tour de rôle. Personne ne parle deux fois de suite. Le prototype est mis en fonctionnement pendant la partie démonstration, et non avant. Il est alimenté par son câble USB ou par sa batterie externe, comme pendant toute la séquence.
Quand vous êtes dans le public : vous écoutez, et vous préparez une question. Chaque équipe doit poser au moins une question à une autre équipe pendant la séance.
Ce format est un entraînement à l'oral de soutenance du diplôme national du brevet, que vous passerez en fin de troisième. La différence vous est dite clairement. Au brevet, l'oral dure 15 minutes : environ 5 minutes d'exposé et environ 10 minutes d'entretien. Il se passe seul ou en groupe de 3 élèves au maximum. Il est noté sur 20, dont 8 points pour l'expression orale et 12 points pour la maîtrise du sujet. Aujourd'hui, votre soutenance n'est pas notée sur 20 : elle est évaluée avec les quatre niveaux de maîtrise, comme le reste du projet.

Étape 4 : Bilan de séquence (10 min).
Répondez à trois questions, d'abord par écrit en une phrase chacune, puis à l'oral.
Question 1 : quelle a été la principale difficulté du projet ?
Question 2 : à quel moment le planning a-t-il été utile ?
Question 3 : quelle ligne du cahier des charges a le plus souvent posé problème ?
Le professeur vous rend votre grille renseignée et la met en regard de votre auto-positionnement de la séance 5. Les écarts sont commentés équipe par équipe.
Rendez enfin la pochette de l'équipe : cahier des charges, croquis, diagramme de Gantt, journal de bord, fiches de tests et de validation.

Ce que tu dois produire : Le support d'exposé sur une feuille A3, écrit gros au feutre noir, en cinq zones de mots-clés. La fiche de répétition chronométrée renseignée, avec le temps de chaque élève et le temps total. Les trois questions probables écrites avec leur réponse, réparties entre les quatre élèves. La soutenance elle-même : 5 minutes d'exposé où les quatre élèves prennent la parole, démonstration du prototype en fonctionnement, puis 2 minutes de réponses aux questions. Jalon J4. Les trois réponses écrites du bilan de séquence, et la pochette d'équipe rendue au professeur.

📒 Trace écrite, à compléter et à coller