Groupe de travail académique Seconde SI - CIT Sciences de l’Ingénieur Création et Innovation Technologiques Groupe de travail académique Seconde SI - CIT Analyse d’un support pédagogique Générateur solaire ILAND

Sommaire Introduction Le produit Analyse des référentiels: Création et innovation technologique Sciences de l’ingénieur Exploitations pédagogiques Mise en situation Conclusion

Introduction La mise en place des enseignements d’exploration Sciences de l’ingénieur (SI) et Création et innovation technologique (CIT) entraîne l’évolution des supports pédagogiques actuels. La présence de produits innovants dans les laboratoires permettra d’augmenter la motivation des élèves face aux activités proposées et contribuera à créer une dynamique de découverte tout en valorisant ces disciplines.

Le produit Parmi l’ensemble des produits proposés dans le cadre de la réforme, l’un d’entre eux a particulièrement retenu notre attention : Le générateur solaire ILAND Afin de conforter nos impressions, nous avons, en regard des programmes, analysé les possibilités d’exploitations pédagogiques puis procédé à une mise en situation devant élève.

Analyse des référentiels Création et innovation technologiques Acquérir les bases d’une culture de l’innovation technologique Communiquer ses intentions Mettre en œuvre une démarche de créativité 2 4 1 3

Création et innovation technologiques 1 – Le panneau solaire Acquérir les bases d’une culture technologique Marché, compétitivité, besoin, fonction, coût et valeur Analyse de la valeur d’un produit, brevets et normes Cycle de vie d’un produit : évolutions d’un produit Analyse historique de l’évolution d’un produit Contraintes dans le développement d’un produit Le panneau solaire Brevet déposé par la société fabriquant le panneau disponible Lien avec le site de l’Institut National de la Propriété Industrielle (INPI) Comparatif des différentes technologies des panneaux Eco-conception du panneau Historique du processus de fabrication Etude et amélioration de la fiabilité du processus de fabrication

Création et innovation technologiques 1 – Le panneau solaire Communiquer ses intentions Les outils de communication techniques : cartes mentales, croquis, schémas, descriptions d’un comportement, représentations numériques. Mettre en œuvre une démarche de créativité Méthodes rationnelles et non rationnelles. Outils de formalisation d’une démarche Niveaux de présentation de solutions : maquette, prototype, produit Le panneau solaire Description du comportement du panneau Mise en évidence des différentes applications possibles

Création et innovation technologiques 2 – Le générateur Acquérir les bases d’une culture technologique Marché, compétitivité, besoin, fonction, coût et valeur Analyse de la valeur d’un produit, brevets et normes Cycle de vie d’un produit : évolutions d’un produit Analyse historique de l’évolution d’un produit Contraintes dans le développement d’un produit Le panneau solaire Batterie de dernière génération Etude de l’évolution des différentes technologies des batteries Le recyclage des batteries

Création et innovation technologiques 2 – Le générateur Communiquer ses intentions Les outils de communication techniques : cartes mentales, croquis, schémas, descriptions d’un comportement, représentations numériques. Mettre en œuvre une démarche de créativité Méthodes rationnelles et non rationnelles. Outils de formalisation d’une démarche Niveaux de présentation de solutions : maquette, prototype, produit Le panneau solaire Visualisation du comportement de la batterie Etude de la carte de contrôle Introduction de l’électronique

Création et innovation technologiques 3 – L’éclairage à LED Acquérir les bases d’une culture technologique Marché, compétitivité, besoin, fonction, coût et valeur Analyse de la valeur d’un produit, brevets et normes Cycle de vie d’un produit : évolutions d’un produit Analyse historique de l’évolution d’un produit Contraintes dans le développement d’un produit Le panneau solaire La technologie des LED et les nouveaux marchés Evolution de l’éclairage Economie d’énergie

Création et innovation technologiques 3 – L’éclairage à LED Communiquer ses intentions Les outils de communication techniques : cartes mentales, croquis, schémas, descriptions d’un comportement, représentations numériques. Mettre en œuvre une démarche de créativité Méthodes rationnelles et non rationnelles. Outils de formalisation d’une démarche Niveaux de présentation de solutions : maquette, prototype, produit Le panneau solaire Dessins et modèles 3D disponibles Etude de la performance de l’éclairage Création de support pour les lampes (système de pince, ….)

Création et innovation technologiques 4 – Le container de transport Acquérir les bases d’une culture technologique Marché, compétitivité, besoin, fonction, coût et valeur Analyse de la valeur d’un produit, brevets et normes Cycle de vie d’un produit : évolutions d’un produit Analyse historique de l’évolution d’un produit Contraintes dans le développement d’un produit Normes IP/IK Le moulage

Création et innovation technologiques 4 – Le container de transport Communiquer ses intentions Les outils de communication techniques : cartes mentales, croquis, schémas, descriptions d’un comportement, représentations numériques. Mettre en œuvre une démarche de créativité Méthodes rationnelles et non rationnelles. Outils de formalisation d’une démarche Niveaux de présentation de solutions : maquette, prototype, produit Modèle 3D disponible Concevoir un système d’aide au transport Concevoir un système d’éclairage portatif

Création et innovation technologique Séquence pédagogique Création et innovation technologique Développement des produits Activité d’exploration 1 La propriété intellectuelle Activité d’exploration 2 L’éco-conception Activité d’exploration 3 Les matières plastiques Activité d’exploration 4 Le design Projet / Synthèse Lampe de poche / Aide au transport

Activité d’exploration 1 - CIT La propriété intellectuelle Référence au programme (B.O. spécial n° 4 du 29 avril 2010) Acquérir les bases d’une culture de l’innovation technologique Sélectionner des références et des ressources documentaires spécifiques, S’initier au vocabulaire de l’innovation et de la créativité, Identifier les principes qui régissent la propriété intellectuelle, la normalisation et l’intelligence économique. Notions abordées Marché, compétitivité, besoin, fonction, coût et valeur. Analyse de la valeur d’un produit, brevets et normes.

Activité d’exploration 1 - CIT La propriété intellectuelle Durée Nombre d’élèves 2 h 4 Déroulement de la séance Présentation de l’activité par le professeur Découverte et contextualisation du produit, travail d’investigation sur le panneau solaire, identification de l’évolution technologique, lien vers L’INPI Synthèse reprenant les éléments essentiels composant la propriété intellectuelle 15 min 1h 30 min

Activité d’exploration 1 - CIT La propriété intellectuelle Présentation de l’activité Le professeur introduit la séance en présentant le système et les différentes ressources disponibles. Il fixe ensuite les objectifs de la séance et explique comment, au travers de l’analyse du panneau solaire et de son procédé de fabrication, on va découvrir les outils permettant de protéger un produit ou un savoir-faire. 1

Activité d’exploration 1 - CIT La propriété intellectuelle Découverte et contextualisation A partir du système réel et de l’environnement multimédia pédagogique, l’élève va découvrir les différents contextes d’utilisation. 2

Activité d’exploration 1 - CIT La propriété intellectuelle Le produit A partir de ses observations et du manuel d’utilisation, l’élève commence à définir les particularités du panneau solaire. 4 L’élève va ensuite visionner les rubriques décrivant le produit, ses possibilités d’utilisation et sa mise en œuvre. 3

Activité d’exploration 1 - CIT La propriété intellectuelle L e panneau photovoltaïque souple Il va ainsi définir le caractère novateur du produit et de son procédé de fabrication. 5 L’élève va ensuite focaliser sur le panneau. 5

Activité d’exploration 1 - CIT La propriété intellectuelle L a propriété industrielle l’élève se rendra sur le site de l’INPI afin d’appréhender la notion de propriété intellectuelle. 6 Enfin, après analyse des extraits de presse relatifs à la société ILAND, 6 et du brevet protégeant le panneau et son procédé, 6

Activité d’exploration 1 - CIT La propriété intellectuelle Synthèse Une fois la séance de travail terminée, le professeur et les élèves se réunissent et procèdent ensemble à la synthèse de l’activité. La démarche de créativité, les motivations précédant la réalisation du produit et les étapes ayant conduit à l’innovation seront soulignées. Une fiche reprenant les points clé de la propriété intellectuelle sera remise aux élèves. 7

Activité d’exploration 2 – SI/CIT Le design Référence au programme (B.O. spécial n° 4 du 29 avril 2010) Acquérir les bases d’une culture de l’innovation technologique Sélectionner des références et des ressources documentaires spécifiques, S’initier au vocabulaire de l’innovation et de la créativité, Identifier les contraintes réglementaires, environnementales et économiques liées à un contexte donné. Approfondir la culture technologique  Identifier la dimension sensible ou esthétique (design) associée à un système Notions abordées Marché, compétitivité, besoin, fonction, coût et valeur. Cycle de vie d’un produit : prise en compte des dimensions technique et économique, des impacts sociétaux et environnementaux. Prise en compte des dimensions normative, esthétique ou architecturale

Activité d’exploration 2 – SI/CIT Le design Durée Nombre d’élèves 2 h 4 Déroulement de la séance Présentation de l’activité par le professeur Découverte et contextualisation du produit, observation des formes du container de stockage, travail d’investigation à partir du descriptif du processus de construction du prototype, identification des différentes propositions de solutions Synthèse permettant de définir le métier de designer industriel 15 min 1h 30 min

Activité d’exploration 2 – SI/CIT Le design Ressources disponibles

Activité d’exploration 3 – SI/CIT Les matières plastiques Application pédagogique possible

Activité d’exploration 3 – SI/CIT Les matières plastiques Ressources disponibles

Activité d’exploration 3 – SI/CIT Les matières plastiques Ressources disponibles

Activité d’exploration 3 – SI/CIT Les matières plastiques Ressources disponibles

Activité d’exploration 3 – SI/CIT Les matières plastiques Ressources disponibles

Activité d’exploration 3 – SI/CIT Les matières plastiques Ressources disponibles

Activité d’exploration 3 – SI/CIT Les matières plastiques Ressources disponibles

Activité d’exploration 3 – SI/CIT Les matières plastiques Ressources disponibles

Activité d’exploration 3 – SI/CIT Les matières plastiques Ressources disponibles

Analyse des référentiels Sciences de l’ingénieur Approfondir la culture technologique Représenter communiquer Simuler, mesurer un comportement 2 4 1 3

Sciences de l’ingénieur 1 – Le panneau solaire Approfondir la culture technologique Analyse fonctionnelle, comportementale et structurelle. Organisation globale d’un système technique : information, énergie, matériaux et structures. Prise en compte des dimensions normative, esthétique ou architecturale Le panneau solaire Brevet déposé par la société fabriquant le panneau disponible Analyse des constituants du panneau Lien avec le site de l’Institut National de la Propriété Industrielle (INPI)

Sciences de l’ingénieur 1 – Le panneau solaire Représenter - Communiquer Représentation numérique du réel Représentations symboliques (fonctionnelle, structurelle, temporelle) Simuler, mesurer un comportement Relations entrée/sortie d’un système. Grandeurs physiques caractéristiques et unités en entrée et sortie d’un constituant, d’une chaîne, d’un système. Prévision de l’ordre de grandeur des résultats. Le panneau solaire Etude de la performance du panneau Comparatif des différentes technologies

Sciences de l’ingénieur 2 – Le générateur Approfondir la culture technologique Analyse fonctionnelle, comportementale et structurelle. Organisation globale d’un système technique : information, énergie, matériaux et structures. Prise en compte des dimensions normative, esthétique ou architecturale Identification des constituants de la carte de contrôle Principe du point MPPT Découverte de l’électronique Analyse de l’ergonomie de la poignée Analyse des formes du carénage

Sciences de l’ingénieur 2 – Le générateur Représenter - Communiquer Représentation numérique du réel Représentations symboliques (fonctionnelle, structurelle, temporelle) Simuler, mesurer un comportement Relations entrée/sortie d’un système. Grandeurs physiques caractéristiques et unités en entrée et sortie d’un constituant, d’une chaîne, d’un système. Prévision de l’ordre de grandeur des résultats. Le panneau solaire Schéma fonctionnel de la carte de contrôle Etude des performances de la batterie (courbe de charge, de décharge, … Comparatif des différentes technologies

Sciences de l’ingénieur 3 – L’éclairage à LED Approfondir la culture technologique Analyse fonctionnelle, comportementale et structurelle. Organisation globale d’un système technique : information, énergie, matériaux et structures. Prise en compte des dimensions normative, esthétique ou architecturale Le panneau solaire La LED de puissance Découverte des matériaux Analyse du design de la lampe

Sciences de l’ingénieur 3 – L’éclairage à LED Représenter - Communiquer Représentation numérique du réel Représentations symboliques (fonctionnelle, structurelle, temporelle) Simuler, mesurer un comportement Relations entrée/sortie d’un système. Grandeurs physiques caractéristiques et unités en entrée et sortie d’un constituant, d’une chaîne, d’un système. Prévision de l’ordre de grandeur des résultats. Le panneau solaire Dessins de définition disponible Modèles 3D disponible Réalisation de l’assemblage Etude des performances des lampes Comparatif des différentes technologies Découverte de l’optique

Sciences de l’ingénieur 4 – Le container de transport Approfondir la culture technologique Analyse fonctionnelle, comportementale et structurelle. Organisation globale d’un système technique : information, énergie, matériaux et structures. Prise en compte des dimensions normative, esthétique ou architecturale Notion d’étanchéité Découverte des normes (IP/IK) Les matériaux plastiques La voix de la filière plastique française POLYMIX KEIM Découverte du design Le coût du design

Sciences de l’ingénieur 4 – Le container de transport Représenter - Communiquer Représentation numérique du réel Représentations symboliques (fonctionnelle, structurelle, temporelle) Simuler, mesurer un comportement Relations entrée/sortie d’un système. Grandeurs physiques caractéristiques et unités en entrée et sortie d’un constituant, d’une chaîne, d’un système. Prévision de l’ordre de grandeur des résultats. Modèle 3D disponible

Sciences de l’ingénieur Séquence pédagogique Sciences de l’ingénieur L’énergie Activité d’exploration 1 Capter l’énergie Activité d’exploration 2 Stocker l’énergie Activité d’exploration 3 Gérer l’énergie Activité d’exploration 4 Utiliser l’énergie Projet / Synthèse Eclairage public autonome

Mise en situation La mise en situation devant élève a permis de mettre en évidence plusieurs points. Dans un premier temps, les élèves se sont montrés très intéressés par le produit qu’ils ont trouvé original et innovant. Pour eux ce produit est novateur car il ne pollue pas, il est transportable, utilise une énergie renouvelable, est multifonctionnel et facile d’utilisation. Dans un second temps, les élèves ont souhaité en savoir davantage sur « la capture des rayons solaires », « la conversion des rayons en énergie électrique », l’électronique, la fabrication du produit. Il est important de souligner qu’en l’absence de consignes, l’élève a du mal a dégager par lui-même les différents centres d’intérêts.

Conclusion Il apparaît clairement que le générateur solaire ILAND offre des possibilités d’exploitations riches et variées, cadrant avec les référentiels des nouveaux enseignements d’explorations SI et CIT. De plus, la société le commercialisant ayant basé sa stratégie sur l’ innovation, de futures déclinaisons sont à prévoir et pourront augmenter l’impact pédagogique de ce système.