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Un TP virtuel pour mesurer l’accélération de la pesanteur ? A l’EICnam, c’est possible !

4 mai 2020

  • Saint-Denis (93): Landy
Aujourd’hui pour la première fois à l’EICnam, nous vous livrons un « jamais vu » ou plus précisément l’histoire d’un TP « Techniques de mesures » entièrement mené à distance. Au-delà de ce que cette expérience révèle, elle vous fera découvrir, à travers le témoignage des enseignants à l’initiative de cette expérience, la magnifique aventure collective et collaborative des apprentis, prêts à tout pour consolider leurs savoirs par la pratique et obtenir à terme leur diplôme !

Récemment, nous informions nos élèves et futurs élèves que malgré la période exceptionnelle que nous traversons depuis la mi-mars, la continuité pédagogique des enseignements pour l’ensemble des filières ingénieurs était assurée au sein de l’EICnam ; et ce quelle que soit la modalité choisie, cours du soir ou alternance.

Si la mise en place des cours à distance pour l’ensemble de nos apprentis concerne donc aujourd’hui 95% des enseignements dispensés - une mise en œuvre rendue possible rappelons-le grâce à la remarquable mobilisation et au savoir-faire de nos enseignants, à la formidable motivation et réactivité de nos élèves-, la question de la mise en place des TP est et demeure beaucoup plus complexe ; le TP par essence requiert matériel, interaction forte entre l’élève et l’enseignant, validation, sécurité, etc.

Et pourtant, si à l’impossible nul n’est tenu, l’inenvisageable d’hier s’est soudainement transformé en un possible d’aujourd’hui ; le TP virtuel avec manipulations réelles est devenu réalité !

Gaël Obein - Maître de conférences, Responsable de l’équipe « Rayonnements Optiques » au Laboratoire commun de Métrologie du Cnam - et Quentin Cridling - Attaché temporaire d’enseignement et de recherche au Laboratoire commun de Métrologie du Cnam -, à l’initiative de ce TP « techniques de mesures » nous racontent maintenant cette expérience menée à distance avec les apprentis de 1ère année inscrits à St Denis en Génie électrique  - Électronique de Puissance Réseaux et Motorisation .

A eux la parole !

guillemets     L’unité d’enseignement (UE) « Techniques de mesures » est une unité transversale,

dispensée en première année à l’EICnam, sur le site de St Denis au sein de plusieurs parcours d’ingénieurs : Génie électrique-Électronique de Puissance Réseaux et Motorisation, Génie électrique-Installation Distribution Énergie Éclairage, Systèmes électroniques-Télécommunications et Informatique, Mécanique et Mécatronique-Ingénierie des process d’assistance aux véhicules. L’objectif de cette UE est de donner aux apprentis des éléments théoriques et pratiques pour qu’ils développent à terme un regard critique sur le résultat de mesure : Le thermomètre indique 20°C ; Quelle est la température dans la salle ?

Avec nos élèves, à travers cet enseignement,

nous nous interrogeons sur « qu’est-ce qu’une mesure ? ». Nous apprenons à établir la confiance dans l’instrument via la traçabilité métrologique, l’évaluation de l’incertitude, l’étude des grandes familles de capteurs. A l’issue de l’UE, les apprentis auront pris du recul par rapport à l’acte de mesurer. Gageons que ce recul leur sera utile pour bien diagnostiquer les phénomènes et prendre les bonnes actions correctives une fois complètement engagés dans la vie professionnelle.

Après les cours et les exercices dirigés,

l’UE se termine en temps normal par des séances de travaux pratiques (TP). C’est précisément à ce stade de l’enseignement que nous en étions avec nos élèves le 23 mars dernier, quand les apprentis ont dû passer directement de l’entreprise à leur chambre ! En tant qu’enseignant, avec mon collègue, nous nous sommes dit qu’il était dommage et préjudiciable de faire une croix sur ces TP, qui permettent de refermer l’UE par une expérience pratique, indispensable pour bien assimiler le cours.

Nous avons donc décidé de nous lancer dans une séance de TP à distance !!

Certes, au Cnam, l’enseignement à distance on connait puisque notre établissement est pionner en la matière ; mais proposer un TP à distance, c’était pour nous un vrai défi, une première ! Alors voilà quelles ont été les grandes étapes :

  • Au départ, le plus difficile a été de concevoir et de mettre en place une séance qui pouvait être réalisée avec très peu de matériel. Nous sommes donc arrivés au choix suivant : Mesure de l’accélération de la pesanteur par le pendule simple. " Prenez un pendule de longueur l, mesurez la durée T de sa période d’oscillation, et vous obtenez g, la valeur de l’accélération locale de la pesanteur en appliquant la formule " : 
    formule g

  • Le 30 mars, la liste des fournitures a donc été envoyée aux élèves, en laissant planer le suspense.

message matériel TP

  • Le 7 avril, tout le monde était présent en ligne sur Microsoft Teams, avec son pendule fait maison et surtout sa motivation ! Nous nous sommes répartis en deux groupes, chacun dirigé par un enseignant, en deux classes virtuelles. Nous avons eu recours à la webcam pour discuter amplitude d’oscillation, tension de fil, déclenchement de chronomètres. Et grâce à l’outil de partage de fichiers sur Microsoft Teams, nous sommes intervenus à distance sur un fichier Excel permettant de traiter le calcul d’incertitude.

  • Au final, nous n’avons pas chômé et malgré le chat qui jouait avec le pendule, ou le petit frère qui venait voir ce qui se passait, nous avons avancé sûrement et en l’espace de trois heures, chacun au sein du groupe avait pu mesurer la valeur de g, avec l’incertitude associée.

Le bilan, de notre point de vue d’enseignants,

est très positif. Pour les élèves également, qui n’ont pas vu le temps passer. A ce point positif qu’avec Quentin Cridling nous avons quasiment terminé la mise en place d’un second TP. Il s’agira cette fois-ci de mesurer le temps de réponse d’un thermomètre. Il nous faudra pour cela un thermomètre, un frigo et un chronomètre. On devrait tous pouvoir trouver ça ! Et pour l’heure nous refermons cette belle expérience et cette page avec un trombinoscope qui pourrait faire pâlir de jalousie Evangelista Torricelli. »

apprentis PT techniques de mesures