Catégorie : STEM-STEAM

Quelle découpeuse laser pour les écoles? Partie 3: quels modèles de découpeuses choisir?

24 mai 2024 25 mai 2024 by , , , 0 Commentaire

Cet article fait suite à la première partie: qu’est-ce qu’une découpeuse laser et à la seconde partie: quels sont les usages scolaires. Il est temps maintenant de s’intéresser aux différents choix de découpeuses qui s’offrent aux écoles et aux enseignants. Attention, les choix ci-dessous ne sont pas exhaustifs, mais représentent ce qui, à mon sens, ce qui est le plus recommandable pour les écoles en mai 2024. Dernière précision: ces choix sont issus de longues et passionnantes discussions avec mon compère Stephan Cuttelod, que je remercie ici. Le marché évolue vite, les modèles aussi. Les prix baissent aussi rapidement dans certaines gammes.

Les découpeuses qu’il ne faut surtout pas utiliser en classe!

Quelle idée de commencer une liste de recommandations par ce qu’il ne faut (surtout!) pas emmener en classe!

Les découpeuses laser qui ne sont pas de classe 1

Les types de découpeuses laser ci-dessous devraient être formellement interdits en classe!

Ces découpeuses laser n’offrent pas d’enceinte de protection suffisante pour protéger les yeux et des brûlures. Ces découpeuses n’offrent pas non plus d’évacuation des fumées hors de la classe; or ces dernières peuvent être toxiques. Je sais que c’est frustrant, surtout que ces découpeuses ne coûtent pas cher.

Pour être employée en classe, une découpeuse laser devrait:

  • Etre certifiée classe 1. En dehors de cette classe, des mesures de sécurité particulière pour les personnes présentent doivent être prises, en particulier la protection des yeux. Or, la paire de lunettes souvent fournie avec ces découpeuses ne répondent à strictement aucune norme de sécurité. Pour utiliser en classe une découpeuse laser qui ne serait pas de classe 1, il faudrait donc équiper chaque élève d’une paire de très chères lunettes de protection certifiées. Au final, l’achat d’une découpeuse laser de classe 1 revient bien moins cher.
  • Avoir une évacuation des fumées. Même en n’utilisant que du bois massif, les découpeuses dégagent d’importantes quantités de fumées. Quand on utilise du contreplaqué ou du MDF, on ajoute à cela des colles nocives. On ne parlera alors même pas de l’acrylique. Enfin, on peut se tromper de matière et donc générer du chlore, ou pire, du cyanure. On comprendra dès lors qu’une bonne évacuation des fumées est importante pour la santé de toutes les personnes présentes en classe.

En utilisant de telles découpeuses laser en classe, l’enseignant engage sa propre responsabilité en cas de problème.

Les découpeuses laser CO2

J’utilise depuis plus de 10 ans des découpeuses laser à CO2 dans des FabLab. Mon école en est équipée et j’en possède une; je pense donc avoir une assez bonne vision d’ensemble sur cette technologie. Elle a de nombreux avantages: fortes puissances, rapidité de travail, variété de matériaux pouvant être découpés, comme l’acrylique. Néanmoins, c’est une technologie qui demande de l’entretien, mais aussi des réglages réguliers, qui requièrent des compétences solides. Si personne ne les a dans l’établissement, au moindre problème, la découpeuse prendra la poussière. C’est pourquoi le choix d’une découpeuse laser au CO2 doit être mûrement réfléchi. Dans tous les cas, il faudra éviter pour d’évidentes raisons de sécurité les découpeuses laser bon marché d’origine chinoise, comme les K40.

Quels sont les choix qui s’offrent à nous, et à des prix abordables? Voici les modèles que j’ai sélectionnés avec comme principal critère la facilité d’utilisation et de maintenance. Ils offrent aussi un service après-vente et possèdent de très nombreux tutoriels vidéo sur YouTube. Ils offrent toutes les conditions de sécurité recherchée et offre de nombreux accessoires. Enfin, ces modèles sont disponibles en Suisse et peuvent donc être commandés avec une facture suisse.

Flux BeamoFlux BeamboxFlux Beambox ProxTool P2
Classe de sécurité1111
Puissance30 W40W50W55W
Surface de
travail		300 x 210 mm400 x 375 mm600 x 375 mm680 x 360 mm
Profondeur
de l’espace de travail		45 mm80 mm80 mm71 mm
215 mm avec extension
Epaisseur de
coupe max (indicatif)		3 mm5 mm8 mm12 mm
Vitesse max300 mm/s300 mm/s300 mm/s600 mm/s
Outil rotatifEn optionEn optionEn optionEn option
Caméra✓✓✓✓
Autofocus✓✓✓✓ + gravure en courbes
RefroidissementA eau. IntégréA eau. IntégréA eau. IntégréA eau. Intégré
ConnexionWiF i/ EthernetWiF i/ EthernetWiFi / EthernetWiFi / USB / Ethernet
LogicielPropriétairePropriétairePropriétairePropriétaire et Lightburn
Prix indicatif2’250 CHF3’800 CHF4’650 CHF4’400 CHF
Fournisseur suisseEducatecEducatecEducatecDigitec
L’avis de FredBonne machine d’entrée de gamme à un prix raisonnable. Le choix pour un petit budgetLa plus polyvalente et la plus puissante. Evolutive avec de nombreux accessoires.

Les découpeuses laser à diodes

Les découpeuses laser à diodes ont comme principaux avantages leur facilité d’utilisation et d’entretien, leur faible encombrement, pour une surface de travail très honorable. A nouveau, les critères de choix prennent en compte la sécurité d’utilisation en milieu scolaire, mais aussi la polyvalence et la qualité des machines.

Creality Falcon2 Pro 40WCreality Falcon2 Pro 60WxTool S1 BlueFlux Ador
Classe de sécurité1111
Puissance40 W60 W40 W20 W
Surface de travail400 x 415 mm400 x 400 mm498 x 319 mm430 x 290 mm
Profondeur de l’espace de travailInconnuInconnu42 mm
125 mm avec extension		30 mm
Epaisseur de
coupe max (indicatif)		20 mm22 mm (bois)
30 mm (acrylique noir). 0.2 mm (acier)		18 mm15 mm
Vitesse max400 mm/s700 mm/s600 mm/s400 mm/s
Caméra✓✓✓✓
Autofocus✗✗✓✓
Air assist✓✓Inconnu✓
Laser supplémentaire1.6 W pour les détails fourni1.6 W pour les détails fourni2 W IR pour le métal (en option)2 W IR pour le métal (en option)
Outil rotatifEn optionEn optionFourni, selon kit choisiNon
ParticularitéLit adaptable et tiroir pour évacuation des déchetsPas encore en vente en Suisse (précommande)Peut graver sur des surfaces courbesDécoupe et imprime en couleur en même temps (en option)
ConnexionUSBUSBUSB / WiFiUSB / WiFi
LogicielLightburn
LaserGRBL		Lightburn
LaserGRBL		Lightburn
LaserGRBL		Propriétaire
Prix indicatif1’700 CHF2’900 CHF2’400 CHF1’400 CHF
FournisseurDigitec3djake.chJasandoEducatec
L’avis de FredA mon sens, c’est le meilleur rapport qualité/prix. La machine est facile à mettre en oeuvre. L’absence d’autofocus supprime une cause de panne et le réglage est simpleC’est l’imprimante la plus puissante. Vu les limitations des lasers diode (pas de découpe d’acrylique transparent, par exemple) et vu le prix, l’alternative d’une laser CO2 est à envisagerC’est la découpeuse à diode la plus polyvalente. Néanmoins, la largeur de découpe est limitée. C’est l’OVNI de la gamme, la seule découpeuse à offrir la fonction impression + découpe. Attention au prix des consommables et aux matériaux compatibles

Conclusion

On constate une course à la puissance des découpeuses à diode. Or, pour 95% du travail effectué en classe, c’est inutile. Il est extrêmement rare de découper des épaisseurs de matériaux dépassant les 8 à 10 mm. Enfin, pour de la gravure, de telles puissances sont inutiles. Par ailleurs, il s’agit de se poser aussi la question de la longévité de ces étages de diodes qui permettent d’arriver à de telles puissances. On manque encore de recul sur ce point.

Les principaux critères de choix seront donc:

  • Quels seront les matériaux utilisés? Si on prévoit la découpe régulière d’acrylique transparent, il faut s’orienter vers une découpeuse à CO2. Idem si on prévoit le marquage du métal (attention: aucune des découpeuses présentées ici ne peut « graver » le métal).
  • Quels seront les travaux réalisés avec la découpeuse? La taille de ceux-ci va aussi influencer sur le choix de la découpeuse. Je travaille régulièrement avec une Falcon 2 22W, et j’apprécie la grande surface de son lit, similaire aux modèles Pro. Et c’est aussi un avantage, je trouve, de pouvoir avoir la même taille en largeur et en longueur.
  • Quel est le niveau de compétence des enseignants qui vont utiliser les découpeuses laser? Les découpeuses à CO2 sont plus contraignantes et demandent plus de maintenance et des compétences techniques plus poussées.

Il reste un point encore à éclaircir: l’accès aux pièces de rechange et aux accessoires en Suisse. Pour cela, il faudra regarder au cas par cas.

Les modèles présentés ont été choisis parce qu’ils respectent la classe 1 en matière de sécurité, mais aussi parce qu’ils sont disponibles en Suisse. Enfin, j’ai volontairement choisi des fabricants qui ont déjà plusieurs années d’expérience et qui ont une bonne réputation en matière de qualité. J’ai volontairement écarté les lasers de l’entreprise Glowforge, car toute impression passe par les serveurs de Glowforge. La découpeuse doit en effet être connectée à Internet. L’utilisateur, lorsqu’il envoie une découpe, l’envoie aux serveurs de l’entreprise, sur lesquels la découpeuse va les chercher. Avec les systèmes de sécurité mis sur certains réseaux des écoles (comme le réseau EDU-VD vaudois), cela peut poser problème. Par ailleurs, il y a une inconnue quant à la protection des données. Enfin, si l’entreprise met la clé sous la porte et éteint ses serveurs, les (très chères) découpeuses ne peuvent plus servir.

Et ensuite?

Le marché de la découpeuse laser pour particuliers est très jeune, en particulier pour des lasers répondant à la classe 1. Celui-ci va certainement encore beaucoup bouger ces prochains temps. D’autres acteurs vont très certainement arriver sur ce marché. On peut par exemple penser à l’entreprise Silhouette ou à Bambu Lab, spécialisée, comme l’était Creality, dans les imprimantes 3D. Je n’ai pas non plus parlé de la Snapmaker Artisan, qui fait trois-en-un: imprimante 3D, CNC et découpeuse laser (classe 1). Je pense que ce modèle nécessite un article à lui tout seul.

Quelle découpeuse laser pour les écoles? Partie 2: quels sont les usages scolaires?

20 mai 2024 20 mai 2024 by , , , , , 1 Commentaire

Cet article fait suite à la première partie: qu’est-ce qu’une découpeuse laser. Après avoir vu les différents types de découpeuses laser, il faut s’intéresser à l’usage pédagogique qu’on peut en faire. Ainsi, cela permettra de définir les meilleurs choix qualitatifs et pédagogiques pour choisir un modèle de découpeuse laser. Je précise que je me focalise ici sur l’école obligatoire, en particulier pour la classe d’âge des élèves de 12 à 16 ans, mais il est possible d’extrapoler pour des élèves d’autres catégories d’âge. Cet article est plus orienté pédagogie et moins technique.

Une découpeuse laser, tout comme une imprimante 3D ou une Silhouette Cameo, a principalement deux usages distincts:

  1. L’usage par les enseignants pour la conception et la fabrication de matériel pédagogique
  2. L’utilisation en classe par les élèves comme outil pédagogique en lien avec l’enseignement.

Usage par les enseignants

Prise en main

Souvent, lorsqu’une découpeuse laser (ou toute autre machine-outil) arrive à l’école, les enseignants commencent par l’utiliser eux-mêmes, pour des projets personnels ou pour la fabrication de matériel pédagogique pour leur enseignement. Ces deux usages sont à encourager. En effet, cela permet à l’enseignant d’acquérir de l’expérience sur l’usage des découpeuses laser, des différents matériaux et des contraintes que cela implique. Cette expérience acquise vise à les sécuriser dans leurs compétences techniques afin de diminuer au maximum les problèmes une fois que ces machines seront utilisées en présence des élèves. L’enseignant doit en priorité pouvoir se concentrer sur son cours et sur la sécurité. Il faut toujours garder à l’esprit qu’un enseignant qui teste et utilise des outils, surtout informatiques, même pour son usage personnel, c’est un enseignant qui apprend et monte en compétence.

Une autre approche vient souvent de l’enseignant curieux qui s’équipe pour son usage personnel, puis prend son matériel en classe pour un usage avec les élèves. On a vu cela à de très nombreuses reprises avec les Silhouette Cameo et les imprimantes 3D. L’enseignant acquiert des compétences avec un usage privé (mais souvent en lien avec son travail) puis, une fois l’outil maîtrisé, décide de l’utiliser avec des élèves. Il n’y a rien d’étonnant à cela. L’enseignement est souvent un métier de passionnés qui essaient de partager leurs passions avec leurs élèves. On a ainsi vu des enseignants faire de la photo argentique, du cinéma, du cirque, de l’escalade, du théâtre, des comédies musicales, de la robotique, de l’électronique et bien d’autres choses avec leurs élèves, parce qu’ils sont passionnés par cela et surtout compétents. Ils arrivent ainsi à mettre en place un démarche pédagogique, souvent par projets, qui permet d’intégrer et travailler les objectifs pédagogiques d’une manière innovante et motivante pour les élèves.

Quelques exemples de réalisations par des enseignants pour les élèves

Il est possible de créer des plateaux de jeu, des formes géométriques pour des travaux de mathématique, découper des cartes, créer et personnaliser des panneaux d’activités, des boîtes de rangement, des pièces de jeu personnalisées, mais aussi des tampons ou couper du tissu…

Photo: carinebricole.ch

Les découpeuses laser ont ainsi toute leur pertinence en ACT/ACM. En effet, cela permet de créer des kits en contreplaqués qui serviront de base aux élèves pour travailler différentes techniques créatives. On le sait, on trouve ces kits par exemple chez Opitec. Mais ils sont souvent onéreux et avec la réduction des budgets, cela devient difficile de les commander. Or, on peut réaliser ses kits personnalisés en contreplaqués avec une découpeuse laser. Voici un exemple parlant: fabrication et décoration d’un coucou:

Le coucou a été dessiné sur un logiciel de dessin vectoriel ou de dessin 3D et exporté en SVG ou DXF avant d’être découpé sur du contreplaqué 4mm. Ce dernier est très bon marché et convient bien.

Les élèves peuvent ensuite décorer le coucou avec différentes techniques, selon leurs envies.

Photos: carinebricole.ch

Les enseignants n’ont pas forcément les compétences techniques nécessaires pour réaliser les modèles. Par contre, il est possible de trouver pour une poignée de francs (souvent moins de 3 francs) des milliers de modèles prêts à découper sur la plateforme Etsy. Le problème étant la difficulté à se faire rembourser ensuite par son employeur.

Voici un exemple d’un calendrier perpétuel venant de la plateforme Etsy et qui a servi de base pour un double travail de création en art visuel et en ACT, avec la technique de la peinture sur soie. Il s’agissait de représenter sa famille.

Photos: carinebricole.ch

A ce stade, il me paraît important d’ajouter une précision: la découpeuse laser ne se substitue pas aux apprentissages des élèves; ici, celui de découper avec une scie à chantourner. Dans le cas du coucou et du calendrier perpétuel, il serait complètement illusoire et pédagogiquement contre-productif de demander à des élèves de 4 et 5P de réaliser des découpes aussi complexes. Ce n’est du reste pas dans les objectifs de ces deux réalisations. Ce qui a été réalisé à la découpeuse laser ne sert que de support créatif, comme le serait une feuille de papier. Mais au contraire d’une feuille de papier, le coucou et le calendrier apportent un contexte et un but à la création et donc un facteur de motivation pour l’élève. En effet, l’activité et ses apprentissages sont inscrits dans la réalisation d’un objet hors du commun, tout en travaillant plusieurs techniques manuelles et créatives. Les retours très positifs des parents en sont la preuve. On aurait pu, dans le cadre du coucou, se contenter de réaliser uniquement le petit jardin au pied du coucou. Mais ce dernier apporte tout le contexte et surtout une page blanche pour laisser la créativité des élèves s’exprimer. La diversité des créations parle d’elle-même. A noter encore que le support permet le travail de nombreuses techniques. Si elle avait été équipée, l’enseignante aurait pu, par exemple, faire de la pyrogravure pour la décoration. Dernier point important: dans le cas du coucou et du calendrier, l’enseignante a montré aux élèves une vidéo du processus de fabrication à la découpeuse laser, tout en l’expliquant. Enfin, n’oublions pas le fait que les élèves doivent poncer et coller les objets, avec précision.

L’un des usages les plus intéressants d’une découpeuse laser est la personnalisation d’objets réalisés par les élèves. Et ici, l’enseignant n’a pas besoin de compétences numériques étendues. Il lui suffit de savoir scanner. L’élève réalise sa décoration au feutre noir, l’enseignant scanne le dessin, le met à la bonne taille et le grave sur la matière. Cela peut être du bois, mais aussi de nombreuses autres matières, comme du cuir. Dans l’exemple ci-dessous, les élèves ont réalisé des petites balles en cuir, qui ont été personnalisées par leurs soins à la découpeuse laser:

Dans l’exemple suivant, l’enseignante avait comme projet de faire réaliser aux élèves un petit porte-monnaie en cuir. Les élèves choisissaient alors leur cuir, dessinaient au feutre noir leur décoration personnalisée, qui était ensuite scannée. L’enseignante pouvait alors ajouter du texte à l’ordinateur, avant de graver le tout.

Photos: carinebricole.ch

N’oublions enfin pas tous les petites utilisations pour la vie scolaire d’un établissement, à commencer par la réalisation de prix personnalisés.

A savoir que ces prix ont été réalisés avec le logiciel Silhouette Studio. Beaucoup d’élèves connaissent ce logiciel, puisque l’ayant utilisé en cours d’ACT/ACM, quand ils ont eu la chance d’avoir des enseignantes et enseignants qui utilisent des Silhouette Cameo et disposent d’ordinateurs pour permettre aux élèves de créer leurs modèles. Ici, il suffit d’avoir un seul ordinateur avec la licence Business pour pouvoir ouvrir les projets d’élèves et les exporter en SVG pour la découpeuse laser. Le processus de création est expliqué ici.

Usage par les élèves

Parlons de sécurité

Si on peut mettre facilement entre les mains des élèves une Silhouette Cameo, une imprimante 3D, un télescope ou un appareil de photo 35mm, je pense que ce n’est pas le cas des gravures/découpeuses laser. Il y a un risque très important de blessures: brûlures, bien sûr, mais surtout de dommages permanents au niveau des yeux.

Petit aparté: certains collègues et moi avons souvent été effarés du manque de sécurité (disons plutôt de l’absence totale de sécurité) lors d’usage de lasers pour des cours d’optique en science. Imaginez alors utiliser un laser de 40W sans aucune sécurité qui pourrait définitivement endommager l’oeil d’un élève en une fraction de seconde.

Les lasers, selon leur puissance et risque, entrent dans différentes classes de 1 à 4, cette dernière étant la plus dangereuse. La SUVA a rédigé une excellente documentation disponible ici.

C’est pourquoi l’encadrement des élèves avec une découpeuse laser est indispensable, comme cela serait le cas en atelier de travaux manuels avec un tour, un poste à braser ou toute autre machine représentant des risques.

Exemples d’usage de la découpeuse laser par des élèves

On peut trouver de nombreux exemples d’usages pour des découpeuses laser dans l’excellent article « Revolutionizing Education through Laser Cutting & Engraving: Ignite the Maker Spirit in Students » de Lev Uzlaner.

Outre la personnalisation d’objets, comme nous l’avons déjà vu, les élèves peuvent utiliser la découpeuse laser au même titre qu’une imprimante 3D: pour réaliser des objets qu’ils auraient dessinés et réaliser des prototypes rapidement. Contrairement à la réalisation d’un objet en 3 dimensions destiné à l’imprimante 3D, l’usage de la découpeuse laser va ajouter une difficulté supplémentaire: penser 3D à partir d’éléments 2D. On est dans le même concept qu’un kit de meuble Ikea à plat, qui une fois monté, donnera une armoire en 3D (quand tout va bien…). Des notions d’assemblage entrent alors en jeu, ainsi que de tolérances.

Prenons un exemple: la consigne donnée aux élèves était de réaliser une catapulte, avec le moins de colle possible. La surface au sol totale de la catapulte ne devait pas excéder une feuille A4.

Les élèves ont préparé leurs dessins en 2D sur Shapr3D. Ils ont ensuite utilisé la découpeuse laser pour réaliser des prototypes, souvent nombreux. Pour limiter les coûts et surtout accélérer le temps de découpe, les prototypes sont découpés dans du carton de récupération. L’épaisseur ne correspond naturellement pas, mais cela permet déjà de contrôler à moindres frais la taille des différents éléments.

Pour terminer, voici un dernier exemple: un élève avait comme projet d’examen de construire un radio-réveil avec mise l’heure automatique et affichage de la température. Il a décidé de réaliser le boîtier de son réveil en acrylique à la découpeuse laser.

Bilan

A la lecture de ce qui précède, la conclusion sera que tout comme une imprimante 3D ou une Silhouette Caméo, une découpeuse laser n’est pas indispensable dans une école. Néanmoins, elle ouvre aux enseignants et aux élèves une nouvelle fenêtre d’opportunités et de possibilités pédagogiques, tout en donnant corps à une réalité physique et concrète à l’éducation numérique. Enfin, n’oublions pas les compétences en mathématiques mobilisées par les élèves quand ils créent des modèles pour la découpeuse laser. Dernier point, qui me tient particulièrement à cœur; tout comme la Silhouette Cameo ou l’imprimante 3D, l’utilisation d’une découpeuse laser par les élèves les sensibilise à cette notion de machine-outil, qui est fondamentale et pourtant invisible dans notre société. En effet, lorsque les tâches simples et répétitives sont automatisées, cela ajoute une plus-value au geste et au savoir-faire de l’artisan.

Remerciements

  • A Carine, qui a accepté de tester de nombreuses activités impliquant une découpeuse laser durant ses cours d’ACT en primaire.
  • A Colin et Jonathan, enseignants de travaux manuels à Ecublens, pour m’accompagner dans mes projets bizarres.
  • Aux Ecoles d’Ecublens et à la Commune d’Ecublens, qui ont rendu possible l’installation d’une découpeuse laser XL dans les ateliers de travaux manuels.
  • A Stephan, pour la relecture et ses commentaires pertinents.

A quoi servent les imprimantes 3D à l’école?

10 janvier 2023 10 janvier 2023 by , , , 0 Commentaire

Les imprimantes 3D ont le vent en poupe ces dernières années et leur utilisation s’étend de plus en plus, y compris dans le milieu scolaire. En effet, ces outils peuvent être particulièrement utiles pour aider les élèves à mieux comprendre certains concepts et à développer leur créativité. Mais comment utiliser les imprimantes 3D à l’école de manière efficace et en valorisant le travail des élèves ?


Tout d’abord, il est important de souligner que l’utilisation des imprimantes 3D à l’école nécessite une préparation et une planification adéquates. Il convient de définir les objectifs pédagogiques visés et de choisir les projets qui permettront de les atteindre de manière concrète et ludique. Par exemple, on peut utiliser l’impression 3D pour illustrer des concepts mathématiques en fabriquant des modèles de solides géométriques, ou pour aborder des thèmes scientifiques en créant des maquettes de systèmes biologiques ou de phénomènes physiques.
Il est également important de prendre en compte les contraintes techniques et logistiques liées à l’utilisation de ces outils. Il faudra par exemple s’assurer de disposer d’une imprimante 3D de qualité et fiable, et de la formation et du support nécessaires pour son utilisation. Il conviendra également de mettre en place un système de gestion des impressions et de suivi des projets, afin d’optimiser l’utilisation de l’outil et de favoriser la collaboration entre élèves.
Enfin, il est essentiel de valoriser le travail des élèves et de leur donner l’opportunité de mettre en œuvre leur créativité et leur esprit de découverte. Pour cela, il est recommandé de les impliquer dans la définition des projets et de leur laisser une certaine liberté dans la conception et la réalisation de leurs créations. On peut par exemple leur donner pour consigne de créer une pièce ou un objet à partir d’une fonction précise, ou de résoudre un problème technique en utilisant l’impression 3D.
Voici trois exemples d’utilisation des imprimantes 3D à l’école :

  1. En classe de science, les élèves peuvent utiliser une imprimante 3D pour créer des modèles de cellules, de systèmes organiques ou de structures moléculaires. Cela leur permet de mieux comprendre ces concepts et de les visualiser de manière concrète.
  2. En technologie, les élèves peuvent utiliser une imprimante 3D pour créer des prototypes de leurs propres inventions. Cela leur donne l’opportunité de mettre en pratique leurs connaissances et de voir comment leur création pourrait fonctionner dans la vie réelle.
  3. En mathématiques, les élèves peuvent utiliser une imprimante 3D pour créer des modèles de solides géométriques et les manipuler pour mieux comprendre leurs propriétés. Cela peut aider à rendre l’apprentissage de ces concepts plus concret et plus facile à comprendre.

    En plus de ces avantages pour l’apprentissage, l’utilisation des imprimantes 3D peut également valoriser le travail des élèves. En leur donnant la possibilité de concrétiser leurs idées et de voir leur travail prendre forme sous leurs yeux, les imprimantes 3D peuvent encourager les élèves à être plus créatifs et à prendre plus d’initiatives dans leur apprentissage.

    Texte intéressant, n’est-ce pas? Or, il n’est pas de moi, mais généré par ChatGPT, la nouvelle Intelligence Artificielle qui fait fureur, avec les consignes suivantes:

    Ecris un article de blog sur l’utilisation des imprimantes 3D à l’école selon les contraintes suivantes:

    -au moins 500 mots

    -au moins 3 exemple

    -en valorisant le travail des élèves.

    On n’est plus dans le pétrin

    28 novembre 2022 28 novembre 2022 by , , , , 1 Commentaire

    Le pétrin, dans ma cuisine, est un élément central. J’avais de nombreux robots ménagers. Il ne me reste qu’un pétrin, un Bamix et un blender.

    Chez nous, il y a peu de nourriture industrielle, et la pâtisserie est un plaisir partagé entre ma femme et ma fille. Le pétrin est donc l’appareil le plus sollicité avec le Bamix (on aime les soupes). A l’époque, je profitais des soldes, et j’achetais de l’électroménager bon marché. J’ai ainsi acheté un pétrin Krups (en réalité, le groupe SEB) il y a bien des années. Un appareil, qui malgré une grosse quantité de plastique, a tenu bien des années… sauf les batteurs. Très vite, le batteur à pâte souple a vu sa peinture d’écailler, celle-ci se retrouvant dans les pâtes. Le batteurs à mousse se désagrégeait en plein usage. Il restait le pétrin, qui lui tenait. Mais il a fallu commencer à séparer la peinture de la mie lors des derniers pains. L’appareil fonctionne parfaitement, mais il est très difficile de trouver des batteurs de remplacement à prix corrects; batteurs qui auront le même problème.

    C’est très frustrant. N’en pouvant plus de bouffer de la peinture, alors qu’on essaie de manger relativement sainement, ma femme et moi avons décidé de le remplacer, et de partir sur une valeur sûre… tellement sûre que sa valeur financière est très élevée: un pétrin Kitchenaid.

    Pourquoi ce choix? Premièrement, parce que ma belle-soeur en a acheté un, et elle a un instinct inné pour tout ce qui est de qualité.

    En réalité, il y a plus que cela. Cet appareil est fabriqué aux USA. Je ne me fais pas d’illusion; une partie des composants doit provenir de Chine, mais un effort est fait pour, depuis la fin des années 40, continuer de produire l’ensemble des pétrins à Greenville, en Ohio. Et ça, je trouve vraiment cool. La marque a été rachetée par Whirlpool, mais la production reste en Ohio.

    Un second point: ce pétrin est de l’anti-obsolescence programmée. Pour preuve: il y en a peu d’occasion à vendre, et ils sont souvent à un prix très proche du neuf. Mon premier réflexe a été de chercher une occasion dans un rayon autour de moi. Il n’y en avait que deux, au même prix que le neuf, Black Friday oblige. Explorons un peu plus loin ce sujet:

    • Le design date des années 30, et n’a que peu évolué depuis. Tous les accessoires compatibles « modèle K » depuis les années 30 sont toujours compatibles avec le modèle 2022. On a donc plus de 80 ans de rétro-compatibilité!
    • La carcasse du pétrin est fabriquée en fonte d’aluminium, très épaisse C’est du lourd, du solide, de l’increvable.
    • On trouve des pièces de rechange facilement.
    • Regardez la photo au-dessus de ce texte: au-dessus du sélectionneur de vitesse, il y a une espèce de vis noire. On la retrouve de l’autre côté. Il s’agit de la vis qui permet de changer les charbons, qui font le contact électrique. On pourrait utiliser un moteur sans charbon, appelé brushless. S’il est plus performant, il nécessite une électronique avec microcontrôleur plus pointue pour le gérer. Le moteur avec charbon (brushed), lui, est bien plus simple à concevoir et on n’a pas besoin d’un microcontrôleur pour le commander. Dans notre cas, où on n’a pas besoin d’un performance extrême, ce choix de la simplicité implique une longévité accrue. Le fait que les charbons soient accessibles facilement et changés en moins de 5 minutes (pour quelques francs), rend cet appareils résolument durable.
    • Mon précédent pétrin, qui peinait parfois, avait une puissance de 900W. Le Kitchenaid a une puissance de 300W. Vu la courte durée d’utilisation, ce n’est pas cela qui fera changer ma facture d’électricité. Mais cela m’interpelle: un moteur d’ancienne génération, 3 fois moins puissant, est, selon ce que je vois, aussi efficace, et sans doute plus qu’un moteur de 900W. Le secret réside sans doute dans la transmission directe. Un jeu d’engrenages, et c’est joué. On ne perd pas de la puissance avec des systèmes à courroie.
    • Mon robot Krups/SEB est sensé pouvoir recevoir des accessoires, que je n’ai jamais pu trouver dans le commerce. Par contre, le Kitchenaid semble faire son beurre avec une multitudes d’accessoires, compatibles avec son connecteur de nez (je le rappelle, similaire aux modèles des années 30).

    J’aimerais pouvoir, dans 10 ans, 20 ans, 30 ans,… refaire un article sur mon pétrin Kitchenaid, ce que je ferai s’il sera toujours en fonction. D’ici-là, je vous publierai régulièrement des comptes-rendus.

    Note: cet article n’est pas sponsorisé. Les appareils nommés ont été achetés entièrement avec mon argent, sans aucun lien commercial ou moral avec les marques mentionnées. Je ne touche aucune rétribution de mes activités sur mitic.education. Il y a bien un Patreon, mais personne n’a jugé bon de financer mitic.education.

    Ressusciter une découpeuse laser 40k chinoise – Et maintenant?

    6 mai 2022 5 mai 2022 by , , , 1 Commentaire

    J’ai maintenant une découpeuse laser fonctionnelle. Le titre est trompeur, puisqu’il ne s’agit pas d’une découpeuse 40k, mais d’une 4040 (= 40cm x 40cm de surface de découpe). On l’a vu dans les articles précédent, elle est équipée du frustre contrôleur Nano M2. Si je peux régler la puissance de découpe à l’aide des boutons sur la machine, il est impossible de la faire varier avec le logiciel, pour avoir différents niveaux de puissance lors d’une coupe. La différence se fait en ce moment en variant la vitesse de déplacement de la tête. C’est utilisable, mais pas pratique pour un usage correct de la découpeuse. Par ailleurs, le contrôleur Nano M2 n’est pas utilisable avec le logiciel Lightburn, à mon sens l’un des meilleurs sur le marché.

    La solution consiste à remplacer le contrôleur par un qui soit compatible Lightburn, et PWM. Cette dernière fonction est le Pulse Width Modulation. Il s’agit de faire clignoter à grande fréquence le laser, plutôt que d’émettre une lumière continue. C’est la même technique utilisée pour faire varier l’intensité lumineuse des Leds. Ce faisant on peut faire varier la puissance de découpe.

    Plusieurs solutions s’offrent à nous, puisque des makers ont créé des contrôleurs compatibles 40k, mais plus puissants. C’est le cas de Cohesion3D.

    Cohesion3D LaserBoard

    Le contrôleur a des caractéristiques très intéressantes, mais son prix de 230$, hors frais de port, est trop onéreux, à mon sens, par rapport à la qualité de la machine.

    Je me suis tourné alors vers une autre petite société de makers, comme je les aime: AwesomeTech. Ils ont développé un contrôleur compatible Lightburn, qui s’installe en 5 minutes à la place du Nano M2 et qui a acquis une solide réputation dans le milieu Maker: le Mini Gerbil. Aujourd’hui, ils en sont à la version 3 du Mini Gerbil, vendu 150$, frais de port compris pour la Suisse.

    Mini Gerbil V3

    Il permet d’ajouter un micro-switch de sécurité pour couper le faisceau laser en cas d’ouverture de la porte. Contrairement à la Cohesion3D, ce contrôleur ne supporte pas l’axe Z, ni la rotation pour la gravure d’objets cylindriques. Mais ce ne sont pas des fonctions que je recherche absolument. Surtout, j’aime l’esprit Maker qui anime Awesome.tech. Ce n’est pas tous les jours qu’on croise des personnes qui s’amusent à créer leur propre accélérateur de particules personnel! C’est cette implication dans l’éducation technologique (STEM) que j’ai envie de soutenir. La Mini Gerbil V3 est donc commandée. Stay tuned!

    Imprimante 3D: imprimer des emporte-pièces en enfantine

    5 décembre 2021 10 décembre 2021 by , , , , 1 Commentaire

    Activité pédagogique d’Education Numérique réalisée dans la classe 1-2P/10 de Mme Shirin Russell-Luget – EPS Ecublens

    Aujourd’hui, j’ai déposé notre nouvelle imprimante 3D Prusa MK3s de l’école dans une classe d’enfantine (maternelle). Objectif: chaque élève doit dessiner son emporte-pièce de biscuits de Noël et l’imprimante le fabrique sous ses yeux.

    J’avais déjà réalisé cette activité en 2016. A cette époque, avec l’Ultimaker 2+ et le site cookiecaster.com, fermé depuis. Cette année, je relance l’activité, ayant trouvé un remplaçant crédible à cookiecaster en la présence de https://app.cookiecad.com. Il est gratuit et suffisamment simple pour pouvoir être utilisé par des enseignants sans formation 3D. Enfin, j’ai pu remplacer l’Ultimaker 2+, parfois très capricieuse, par la géniale Prusa Mk3s, bien plus simple d’utilisation.

    Déroulement

    Etape 1: présentation de l’imprimante. Partir de l’exemple du tampon encreur que les élèves connaissent bien. Partir sur l’imprimante papier (2D). Arriver à l’imprimante 3D par analogie: quand tu fais une tour en Kapla, tu fais un premier étage de Kapla. Puis un second, puis un troisième…

    Etape 2: présentation de différents emporte-pièces aux élèves. Faire définir aux élèves les caractéristiques d’un emporte-pièce: tour fermé. Intérieur vide.

    Etape 3: les élèves dessinent leur emporte-pièce au crayon sur une feuille A4. Consigne: faire un grand dessin.

    Etape 4: après validation de l’enseignante, les élèves repassent leur forme au stylo noir épais.

    Etape 5: l’enseignante scanne les dessins.

    Etape 6: l’enseignante envoie les dessins scannés sur https://app.cookiecad.com et génère la forme de l’emporte-pièce. Elle l’exporte en STL.

    Etape 7: passage dans le slicer (ici Prusa Slicer). Ce logiciel permet de découper en tranche la forme 3D et paramètre tous les déplacements de l’imprimante 3D. C’est lui qui « traduit » le fichier 3D en des instructions compréhensibles par l’imprimante 3D.

    Etape 8: impression 😃!

    Pendant ce temps, les élèves colorient leur dessin, qui sera joint à l’emporte-pièce.

    Pendant ce temps, l’imprimante continue son travail…

    Exploitation pédagogique

    L’imprimante 3D permet à l’élève de voir se réaliser son dessin « en vrai ». Mais avant d’y arriver, il faut comprendre les contraintes de l’emporte-pièce: un dessin fermé, représentatif. Un travail préliminaire pourrait être fait sur la silhouette. Avec des élèves un peu plus grands, je partirais sur le travail de la silhouette de l’élève de profil, dont on ferait un emporte-pièce à son image.

    Objectifs pédagogiques

    Play

    Podcast: Play in new window | Download

    Les élèves doivent-ils travailler debout?

    4 avril 2019 28 avril 2019 by , , 0 Commentaire

    Quels sont les cours où les élèves travaillent parfois debout? Naturellement les cours d’éducation physique, certains cours de musique, d’économie familiale ou de travaux manuels. Mis à part cela, la journée d’un élève se passe assis derrière son bureau. Si cela est un vrai calvaire pour les élèves souffrants d’hyper-activité, c’est aussi adopter une posture passive.

    Ma salle de classe est particulière. Elle est petite et encombrée: postes de soudures, quelques imprimantes 3D, la table de défis de robotique, les armoires pour le matériel… Les chaises prennent beaucoup de place et empêchent des déplacement aisés. Par ailleurs, il n’y a qu’une douzaine de chaises et 4 tabourets. Cela suffit pour mes cours d’OCOM Technologie, où je n’ai en général que 12 élèves au maximum. Mais impossible pour une classe complète de venir travailler. Pourtant, cette salle est bien équipée: un écran plat, une Apple TV, un chariot avec 20 Macbook Pro dernière génération.

    Voici la salle, il y a quelques années. Ces derniers temps, il y avait 4 groupes de 8 tables.

    Quelle solution? La plus simple: supprimer les chaises. Cela signifie donc des tables assez hautes pour travailler debout. Cela conforte aussi une autre observation: devant un poste de travail fixe, du style iMac, un élève se tient relativement bien. Mais avec un portable, dont le positionnement est bien plus souple, l’élève s’avachit; jusqu’à se vautrer. J’en étais au point que j’avais des élèves presque couchés sur leur chaise, les pieds sur une autre chaise. Ils adoptaient une position complètement passive devant l’écran, alors qu’au contraire, je recherche un travail dynamique, des échanges, des interactions. En effet, ma pédagogique est basée sur le projet; individuel et par groupes. Malgré les remises à l’ordre, l’élève-type se ré-avachissait à nouveau après un court délai.

    Pourquoi? L’ado est réputé mou. Mais à ce point, on frôlait l’état de limaces. Et surtout, quelle différence de position devant un élève devant un iMac ou un portable! Et puis, j’ai regardé ma famille. On n’a pas d’ordinateur fixe (à part les serveurs). On travaille sur des Macbook et des iPad. Il n’y a que moi qui possède un dock, avec écran, clavier et souris pour mon portable, dans mon bureau; un poste de travail fixe. Sinon, où utilise-t-on nos appareils mobiles? Sur le canapé, le fauteuil, sur une chaise, les pieds sur une autre. Nos élèves, à de rares exceptions près (les gamers hardcore, par exemple), ne possèdent pas d’ordinateur fixe, mais un portable ou une tablette, qu’ils utilisent partout sauf sur un bureau. Je pense que nos élèves, en présence d’un ordinateur portable ou d’une tablette à l’école, reproduisent leur position habituelle avec ces appareils.

    Pour désencombrer et dynamiser les élèves, la solution paraît donc simple: il faut supprimer les chaises! Mais pour cela, il faut du mobilier adapté. Tout enseignant qui travaille avec de l’informatique a déjà dû se pencher sur le clavier d’un élève pour corriger quelque chose. Et c’est non seulement inconfortable, mais aussi difficile de travailler, penché sur une table. Il faut donc une table assez haute, pour pouvoir s’y accouder, comme à un bar.

    Il existe de superbes tables, réglables en hauteur et sur roulettes.

    Source: https://www.ch.ergotron.shop/ergotron-learnfit.html

    Mais une table par élève reviendrait à ré-encombrer ma classe. Et surtout, il n’y a pas la place pour un travail en groupe collaboratif. Mes élèves travaillent, par exemple, en groupe avec des Lego Mindstorms, deux ordinateurs portables, des feuilles, du matériel. Ils doivent pouvoir se regrouper autour d’une grande table, ronde si possible afin de favoriser les échanges et la collaboration.

    A ce stade de ma réflexion, j’en suis à des constats purement empiriques. J’ai donc commencé à faire quelques recherches. Et je suis arrivé sur ce sujet de France2:

    Puis j’ai lu ces articles:

    J’ai enfin découvert ce livre: Get Up! : the Dire Health Consequences of Sitting and What We Can Do About It du Dr. James A. Levine.

    Travailler debout permettrait donc d’améliorer les capacités neurocognitives des élèves, mais aussi de lutter contre l’obésité infantile… et de désencombrer ma classe! Par contre, il n’est pas prévu d’en arriver à cette extrémité: https://ecolepositive.fr/bouge-ta-classe-un-projet-innovant-pour-booster-lapprentissage-en-classe/

    Mon cours, et donc ma salle, est un peu mon laboratoire pédagogique. J’y ai testé avant de les promouvoir au niveau de l’école vaudoise et romande de nombreuses technologies: la robotique pédagogique (il y a 11 ans de cela), la programmation sur Arduino, l’impression 3D, la découpe laser,… J’ai donc fait, il y a quelques années, la demande d’achat de 6 tables rondes et hautes à la commune. Demande refusée plusieurs années de suite, jusqu’à ce qu’elle soit acceptée cette année. Le choix s’est porté sur des tables rondes de 1m de diamètre, réglables en hauteur. Une table ronde pour plusieurs élèves vaut le prix d’une seule table haute telle que présentée au-début de cet article. Elles sont arrivées aujourd’hui. Les élèves m’ont aidé à la mise en place et à choisir l’emplacement des tables. L’idée était d’avoir une classe sans tables alignées; quelque chose de plus organique et déstructuré. Et voici le résultat:

    On peut se déplacer facilement. Les élèves de 9H qui ont testé les tables aujourd’hui ont globalement apprécié. Il faut dire que mon cours ne dure que 90 minutes. Je me réjouis de voir ce que cela donnera avec mes autres élèves. Les retours de mes collègues qui vont utiliser la salle seront aussi très intéressants.

    J’ai gardé 4 tabourets, pour les postes de soudure. Ils serviront aussi pour les élèves blessés ou plâtrés. Les tables peuvent se régler en hauteur pour être utilisées en position assise. L’enseignant dispose encore d’un bureau standard, avec un iMac. Mais étant équipé d’une Apple Tv, je ne suis que peu assis; je profite de la mobilité offerte par cet outil pour travailler debout (jusqu’à maintenant sur ma table de robotique, haute), avec mon propre ordinateur portable ou mon iPad.

    Dernier point: ma salle de technologie (appelée SRO, soit Saturne Robotique, du nom du collège de la fonction première de la salle) est aussi la rédaction du journal de l’école, Le 1024, qui a rédigé un article sur ces futures tables. J’espère que nos journalistes en herbe feront un article critique et argumenté dans quelques semaines.

    Un tout grand merci à Sylvette, notre cheffe de service des écoles ainsi qu’à la Commune d’Ecublens pour nous permettre de réaliser cette nouvelle expérience.

    Une alternative à la Fimo… et une leçon d’humilité

    21 octobre 2018 21 octobre 2018 by , , 0 Commentaire

    Jusqu’à maintenant, je pensais, naïvement, que j’allais éduquer mes enfants. Mais je fais quoi quand ma gamine de 10 ans possède le génie créatif de sa maman et de sa tata? Petit projet « je finis vite avant d’aller au lit »… J’avoue… j’en suis incapable. Réalisé sans modèle.

     

     

    Play

    Podcast: Play in new window | Download

    La machine de Rube-Goldberg d’Ecublens

    13 octobre 2018 13 octobre 2018 by , , , 1 Commentaire

    Je me rends compte que je n’en ai pas parlé ici (par contre, j’en ai parlé là). Les élèves des OCOM Technologie et Travaux Manuels de l’EPS Ecublens se sont rendus au Makerspace de Renens pour réaliser une machine de Rube-Goldberg pour arroser une plante à l’aide d’un smartphone, sous la direction de Marc Wettstein. 

    Les 18 élèves ont été répartis en 4 groupes. Un groupe par table. Obligation donc entre les groupes de collaborer et de se coordonner pour se transmettre le mouvement d’une table à l’autre. Voici le résultat.

    Une machine de Rube Goldberg est une machine qui réalise une tâche simple d’une manière délibérément complexe, le plus souvent à l’aide d’une réaction en chaîne. Elle tire son nom du dessinateur américain Rube Goldberg (1883-1970) (source Wikipedia). Quelques exemples, présentés aux élèves sont disponibles ici: http://www.mitic.education/files/Rube_Goldberg

    [Livre] Programmer avec Arduino en s’amusant pour les nuls

    4 septembre 2018 4 septembre 2018 by , , , , , , 0 Commentaire

    Tout le monde connaît la série de livres Pour les nuls. Pour ma part, j’ai commencé à créer des sites web avec le HTML pour les nuls, il y a (très) longtemps de cela. Le nom de la collection est trompeur; chaque livre va étudier un sujet à fond; mais il va prendre par la main le lecteur, étape après étape.

    Alors quand j’ai vu que le livre Programmer avec Arduino en s’amusant pour les nuls est paru, je n’ai pas pu résister. Surtout qu’il est indiqué sur la couverture: 20 projets à réaliser dès 10 ans.

    Alors? Et bien, on ne s’amuse pas; et à 10 ans, on aura mieux à faire que de se plonger dans ce livre. Et pourtant, cela reste l’un des meilleurs livres pour découvrir le monde d’Arduino, mais à destination des ados passionnés ou des adultes qui n’ont aucune notion de programmation ou d’Arduino et qui sont intéressés par découvrir ce monde… ou accompagner un jeune. De fait, c’est un excellent livre pour tout enseignant(e) n’ayant pas des années de programmation derrière lui/elle et qui désire embarquer ses élèves dans l’aventure Arduino. A condition d’accepter le tutoiement à la mode Ikea… et aux marottes linguistiques de l’auteur, qui s’évertue à appeler mikon un microcontrôleur.

    Le problème, c’est que le premier montage électronique n’intervient que juste avant la page 100. Avant cela, il n’y a que peu de pratique. On aura perdu tous les jeunes bien avant ça. Mais alors, que se passe-t-il durant les 100 premières pages? Et bien une présentation, claire, didactique, de l’Arduino, comme je n’en ai jamais vu dans d’autres livres. On aborde même le langage assembleur (brièvement, mais on en parle, avec même un exemple). C’est aussi le premier livre qui présente simplement et clairement ce qu’est un microcontrôleur et à quoi il sert. Chaque élément de la carte Arduino Uno est ainsi présenté. C’est complet, simple, compréhensible.

    Chaque concept est ainsi présenté. Normalement, dans un cours Arduino, on commence par faire des montages sur les broches numériques. Là pas; on commence avec les broches analogiques. Etonnant. Rafraichissant. Et pas si bête. On comprend tous une variation d’une valeur analogique; c’est notre quotidien. A part l’interrupteur, il n’y a que peu d’exemples de systèmes binaires dans la vie quotidienne.

    Un livre donc à recommander, à la fois pour le débutant, mais aussi pour l’enseignant qui y trouvera une base référentielle de connaissance autour de l’Arduino.

    Programmer avec Arduino pour les Nuls en s’amusant

    Olivier Engler

    Editions Pour les nuls

    ISBN: 978-2412023877

    Commander sur Amazon

    Mise à jour du cours « Arduino à l’école »

    26 août 2018 26 août 2018 by , , , , 0 Commentaire

    A temps pour la rentrée! Voici une nouvelle mise à jour du cours « Arduino à l’école ». De quoi apprendre les bases de l’électronique et de la programmation en OCOM.

    Au menu:

    • Le potentiomètre
    • Le servo
    • De nouveaux exercices
    • De nombreuses corrections

    Télécharger le cours

    [Livres] Sylvia présente : Super Projets Arduino

    21 mai 2018 21 mai 2018 by , , , , , , 0 Commentaire

    Il n’est pas commun qu’un livre sur Arduino soit écrit par une jeune demoiselle. Mais ce n’est pas n’importe quelle demoiselle; Sylvia est déjà une figure reconnue dans le mouvement maker. Ce petit livre, très coloré, superbement illustré, s’adresse clairement aux enfants; mais les adultes débutants sur Arduino y trouveront tout autant leur compte. Comme le titre l’indique, il ne s’agit pas d’apprendre à programmer sur Arduino, mais d’approcher ce monde avec de petits projets qui, mine de rien, vont parfois assez loin. Une réussite.

    Sylvia présente : Super Projets Arduino

    Sylvia Todd

    Editions: First Interactive

    ISBN: 978-2412023891

    Acheter sur Amazon