Sciences de lIngnieur Cration et Innovation Technologiques Groupe

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

Création et innovation technologiques 1 – Le panneau solaire Communiquer ses intentions Les outils de communication techniques : Le panneau solaire cartes mentales, croquis, schémas, ü Description du comportement descriptions d’un comportement, du panneau représentations numériques. ü 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 ü Mise en évidence des différentes applications possibles ü

Création et innovation technologiques 2 – Le générateur Acquérir les bases d’une culture technologique ü ü ü Etude de l’évolution des ü différentes technologies des batteries ü ü Le recyclage des batteries ü Marché, compétitivité, besoin, ü Batterie de dernière génération Le panneau solaire 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

Création et innovation technologiques 2 – Le générateur Communiquer ses intentions ü Visualisation du comportement Les outils de communication techniques : Le panneau solaire de la batterie cartes mentales, croquis, schémas, descriptions d’un comportement, ü Etude de la carte de contrôle 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 ü ü Introduction de l’électronique

Création et innovation technologiques 3 – L’éclairage à LED Acquérir les bases d’une culture technologique ü ü ü üEvolution de l’éclairage ü ü Economie d’énergie ü Marché, compétitivité, besoin, Le panneau solaire ü La technologie des LED et les fonction, coût et valeur nouveaux marchés 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

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

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 ü ü Normes IP/IK 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 ü ü 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. ü ü Modèle 3 D disponible 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 ü Concevoir un système d’aide au transport ü Concevoir un système d’éclairage portatif ü

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 Ø Sélectionner des références et des ressources documentaires spécifiques, Ø S’initier au vocabulaire de l’innovation et de la créativité, Ø Identifier les principes qui régissent la propriété intellectuelle, la normalisation et l’intelligence économique. Notions abordées Ø Marché, compétitivité, besoin, fonction, coût et valeur. Ø 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 Ø Présentation de l’activité par le professeur Ø Découverte et contextualisation du produit, travail d’investigation sur le panneau solaire, identification de l’évolution technologique, lien vers L’INPI Ø Synthèse reprenant les éléments essentiels composant la propriété intellectuelle 15 min 1 h 30 min 15 min

Activité d’exploration 1 - CIT La propriété intellectuelle Présentation de l’activité 1 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.

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

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

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

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

Activité d’exploration 1 - CIT La propriété intellectuelle Synthèse 7 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.

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 Ø Sélectionner des références et des ressources documentaires spécifiques, Ø S’initier au vocabulaire de l’innovation et de la créativité, Ø Identifier les contraintes réglementaires, environnementales et économiques liées à un contexte donné. Approfondir la culture technologique Ø Identifier la dimension sensible ou esthétique (design) associée à un système Notions abordées Ø Marché, compétitivité, besoin, fonction, coût et valeur. Ø Cycle de vie d’un produit : prise en compte des dimensions technique et économique, des impacts sociétaux et environnementaux. Ø 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 Ø Présentation de l’activité par le professeur 15 min Ø Découverte et contextualisation du produit, observation des 1 h 30 min formes du container de stockage, travail d’investigation à partir du descriptif du processus de construction du prototype, identification des différentes propositions de solutions Ø Synthèse permettant de définir le métier de designer industriel 15 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 Ø Approfondir la culture technologique Ø Représenter communiquer Ø Simuler, mesurer un comportement 2 4 1 3

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

Sciences de l’ingénieur 1 – Le panneau solaire Représenter - Communiquer Représentation numérique du réel Le panneau solaire 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. ü Etude de la performance du panneau ü ü 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 ü üIdentification des constituants de la carte de contrôle ü Principe du point MPPT üDécouverte de l’électronique ü üAnalyse de l’ergonomie de la poignée ü Analyse des formes du carénage

Sciences de l’ingénieur 2 – Le générateur Représenter - Communiquer Représentation numérique du réel Le panneau solaire Représentations symboliques (fonctionnelle, structurelle, temporelle) ü ü Schéma fonctionnel de la carte de contrôle 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. ü Etude des performances de la batterie (courbe de charge, de décharge, … ü ü Comparatif des différentes technologies

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

Sciences de l’ingénieur 3 – L’éclairage à LED Représenter - Communiquer ü Dessins de définition disponible Le panneau solaire Représentation numérique du réel üModèles 3 D disponible Représentations symboliques (fonctionnelle, structurelle, temporelle) üRéalisation de l’assemblage 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. ü ü Etude des performances des lampes ü Comparatif des différentes technologies ü ü 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 ü Notion d’étanchéité ü ü Les matériaux plastiques ü Découverte des normes (IP/IK) ü ü La voix de la filière plastique française ü POLYMIX ü Découverte du design üKEIM ü Le coût du design ü

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. ü ü Modèle 3 D disponible

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.