Lors de ces travaux, nous avons voulu expérimenter 2 exemples d’utilisation :
– le design d’une borne de recharge solaire en réalité virtuelle,
– le positionnement d’un banc solaire en réalité augmentée.
Ces deux expérimentations ont été réalisées dans le cadre de la réalisation d’une borne de recharge solaire connectée pour tablette. Cet objet répond au besoin de recharge des tablettes des élèves d’un collège connecté.

Pour répondre à la question, nous disposions de :

• 1 casque de réalité virtuelle OCCULUS Rift,
• Logiciel de design en réalité virtuelleGRAVITY SKETCH.
• Solidworks 2018
• 1 boite de modules Groves
  • carte Wemos D1
  • shield GROVE
  • module diviseur de tension Grove
  • module Grove bouton poussoir,
  • module Grove Ecran LCD
  • panneau solaire
• 1 tablette SQOOL par élève.

  

Les travaux ont permis la production de 3 séquences sur le thème des énergies renouvelables au niveau 4ème :

• S12 : Comment fonctionne une lampe solaire de jardin ?
• S13 Projet : Comment informer l’utilisateur de la disponibilité d’une borne solaire ?
• S14 Projet : Comment connecter une borne solaire ?

La première séquence permet aux élèves de comprendre le fonctionnement d’une borne de recharge solaire. Les deux suivantes sont 2 séquences de projet qui donnent lieu à la réalisation d’une borne de recharge solaire connectée.

L’utilisation de la réalité augmentée n’est pas nouvelle, mais son utilisation en classe est devenue plus difficile car les solutions traditionnellement utilisées (Augmente, Layar creator…) sont toutes devenues payantes. Comme nous sommes plusieurs à utiliser SolidWorks, nous nous sommes dirigés vers la solution proposée par Dassault Systèmes depuis la version 2018. L’activité n’a pas été testée avec des élèves pour le moment.

La réalité virtuelle a été difficile à mettre en place. En effet, les solutions disponibles sont couteuses à mettre en œuvre. Elles nécessitent l’utilisation soit d’un smartphone haut de gamme (>500€), doit d’un ensemble ordinateur, casque de réalité virtuelle (1000€+450€). Il faut aussi disposer d’une zone libre sans objet de 2mx2m. De plus, un seul élève peut utiliser l’appareil en même temps. On ne peut collaborer qu’avec un autre casque de réalité virtuelle.

L’activité a été appréciée car elle bénéficiait de l’effet de surprise et beaucoup d’élèves n’ont jamais testé. Cependant la mise en place est difficile car le paramétrage des capteurs est très important et ne doivent pas être modifié par accident. Par exemple lors du déplacement des élèves. La prise en main de l’environnement nécessite un petit temps d’apprentissage (deux manettes à manipuler en interaction pour certaines commande). Attention aussi aux nausées (la kinétose) que peuvent ressentir certains élèves. La philosophie de conception est différente des logiciels de CAO traditionnelle. On ne peut soustraire de volume. Cependant la création d’objets 3D est très rapide mais il est préférable d’avoir des aptitudes en dessin d’art.

Sur le long terme, les coûts devraient diminuer rendant la technologie plus accessible. L’effet de nouveauté disparaissant, l’intérêt des élèves diminuera. Cependant d’autres usages pourront être aussi plus accessibles pour les collèges :

• Collaboration dans l’espace virtuelle,
• CAO en réalité augmenté,
• Simulation de situation d’apprentissage en espace virtuelle.

L’activité de programmation a été bien appréciée des élèves. La création d’un appareil de mesure de tension produite par un panneau solaire a été un succès. L’utilisation d’ardublock n’a pas posé de problèmes et a permis de familiariser l’élève à l’outil pour la programmation de la carte D1.

L’activité de conversion de la borne solaire en borne solaire connectée a été plus difficile. Nous avons rencontré des problèmes de connections des cartes WeMos D1 aux bornes wifi de l’établissement. En effet, parfois des cartes ne se connectaient pas alors qu’elles disposaient du même programme que la voisine. Nous analysons le problème pour savoir si cela venait de la borne wifi qui était surchargée (15 cartes D1 et 15 tablettes simultanément dans la salle), de conflits d’adresse IP ou encore de cartes D1 défectueuses. Il faut dire que plus de 300 tablettes sont utilisées au collège notamment pour les livres numériques ainsi que 27 bornes wifi. L’ajout de 16 cartes D1 peut donc peut-être poser des problèmes de saturation de borne localement.

L’utilisation de la réalité augmentée est devenue plus difficile depuis que les solutions disponibles sont devenues payantes. Le réalité virtuelle est un outil intéressant pour le design d’objets techniques cependant cet outil a un coût important et nécessite une phase d’apprentissage car il ne fait pas partie de l’environnement de l’élève. D’autres usages sont à développer : visite virtuelle de site, simulation en situation dangereuse ou couteuse. Mais ces usages nécessitent un investissement de l’enseignant très important ce qui nous a dissuadé de les mettre en place.

Les documents produits dans le cadre de ces travaux sont disponibles dans les articles suivants :

• S12 Comment fonctionne une lampe solaire de jardin ?
• S13 Projet : Comment informer l’utilisateur de la disponibilité d’une borne solaire ?
• S14 Projet : Comment connecter une borne solaire ?