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Station météo [SavoirsCDI, 2010]
Station météo [SavoirsCDI, 2010]

Le lycée est dominé par une approche formelle ce qui engendre le fait que les disciplines sont vidées de leur culture et refermées sur elles-mêmes et une discipline doit servir à autre chose qu’à elle-même. Certains élèves en échec scolaire se révèlent lors de ces projets et font preuve de capacités méconnues jusque là, de professionnalisme et d’exigence. Comme partout il est nécessaire que l’enseignant ait un réel désir ainsi que les élèves pour ne pas s’exposer à un échec.
Le pilotage du projet pédagogique par le chef d’établissement fait d’exigence est indispensable pour la construction et la survie du projet.
La dimension interdisciplinaire permet l’articulation du concret et de l’abstrait. Les élèves sont en situation de projet et disposent d’une certaine autonomie.
La première phase est celle de la recherche documentaire. Le CDI est donc un élément central du dispositif.

Dans notre lycée professionnel un PPCP sur la réalisation d’une station météorologique a été réalisée il y quelques années.
Depuis les PPCP ont été abandonnés en raison des nombreuses contraintes inhérentes à leur réalisation. Effectivement, dans notre lycée professionnel rural d’un effectif de 160 élèves, les contraintes d’emploi du temps (horaires en barrettes), les temps de concertation, le manque de crédits ne nous ont pas permis d’envisager de poursuivre les PPCP.

Classes concernées

BEP MSMA (maintenance des systèmes mécaniques automatisés)
BEP BMA (bois et matériaux associés)
BEP électrotechnique
Le but est de faire appel aux compétences de chacune des sections

Partenaires extérieurs

Services techniques de la mairie
Lycée professionnel Agricole (pour réaliser un massif végétal autour de la station)

Objectifs

  • Permettre la lecture des phénomènes climatiques
  • Conception de divers instruments de mesure
  • Développer autour de thèmes climatiques des activités dans le cadre du PPCP
  • Faire appel aux compétences de chacune des sections
  • Mener des recherches documentaires
  • Participer au concours prix Perrin de Brichambaut

Déroulement

A l’aide d’un logiciel de traitement de texte et d’un logiciel de dessin 3D ainsi que de documentation provenant du CDI ou d’Internet, les élèves ont :

  • complété les études de faisabilité concernant leur spécialité professionnelle, puis ils ont complété l’étude générale
  • rédigé les différents cahiers des charges concernant leur spécialité professionnelle (les pièces complexes, cotation, rendu réaliste pour images ont été réalisés par les enseignants)
  • commandé les éléments nécessaires à la réalisation
  • réalisé des exposés qui présentaient leur travail en vue de l’inauguration
  • pris les contacts extérieurs nécessaires à la réalisation du projet (contact avec la mairie de Saint Eloy les Mines, contact avec les élèves du lycée professionnel de Durdat Larequille, contact avec météo France ainsi qu’avec le journal la Montagne)
  • conçu un livret de jeux basés sur la météo en anglais et en français
     

Une partie du 1er semestre a été consacrée à :

  • la conception de divers instruments de mesure
  • l’essai de ces mêmes appareils non étalonnés
  • le plan de l’abri pour recevoir les instruments
  • la détermination du lieu d’implantation de l’abri sur socle bétonné

Par ailleurs, les élèves ont engagé des démarches (courriers, contacts tel, budgétisation…) Ils se sont appropriés le projet et ont acquis une très grande autonomie dans l’organisation des tâches. Les bilans successifs ont donné l’occasion d’orienter le projet en fonction des souhaits et des compétences de chacun.

Compétences visées en ce qui concerne le domaine professionnel

  • Ajustage, découpage, fraisage, soudage, perçage, peinture, tournage, montage pour les BEP MSMA
  • Défonçage, découpage, ponçage, mortaisage,  pour les BEP BMA
  • Les BEP électrotechnique ont réalisé un pluviomètre, un anémomètre, un hygromètre, un baromètre, un thermomètre, une girouette puis les réglages nécessaires.

La réalisation de l’implantation, du piquetage, des fondations, du coffrage, du coulage du béton, de la mise en place de la terre et de la mise en place des éléments a été assurée par le service technique de la mairie.

Rôle du documentaliste et objectifs documentaires :

1. L’analyse du besoin

Remue-méninges (brainstorming)

Le simple fait d’évoquer la fabrication d’un abri de station météo soulevait de nombreuses questions.
L’examen des remue-méninges montre que les questions et les solutions sont nombreuses.
La première étape a consisté à interroger les utilisateurs potentiels du système afin de déterminer son besoin avec le plus de précision possible.

Un abri de station météo :

Pour qui ?
A quel prix ?
Lequel ?
Quand ?
Où ?
Pour quoi faire ?

Méthodes de travail

  • Problème 
  • Elaborer un questionnaire d’enquête
  • Réaliser l’enquête
  • Analyser les résultats
  • Solution
     

Elaborer le questionnaire d’enquête

L’objectif du questionnaire d’enquête est de recueillir le plus d’informations possibles sur les attentes des utilisateurs potentiels de la station météo.
Tout questionnaire comporte :

  • des questions fermées auxquelles il n’est possible de répondre que par oui ou par non
  • des questions ouvertes où l’intervenant peut s’exprimer librement
  • des questions aux choix multiples dans lesquelles l’intervenant effectue un choix parmi plusieurs réponses possibles.

Travail demandé : Créer un questionnaire relatif à l’abri de la station météo
Présenter et analyser vos résultats.

1. Dans quel but ?
2. En quelle matière ?
3. Où sera-t-il installé ?
4. Qui a-t-il à l’intérieur ?
5. Quelle forme aura-t-il ?
6. Quand doit-il être fini ?
7. A qui va-t-il servir ?
8. Est-ce que nous aurons une gamme de fabrication ?
9. Est-ce une fabrication complexe ?
10. Quel est le prix ?
11. Par quoi commencer ?
12. Sur quel support allons-nous le fixer ?
13. Combien de temps va-t-il rester au lycée ?
14. Devra t on le fabriquer à l’échelle ?
15. Devra t on tout réaliser ?
16. Sera-t-il pratique ?
17. Est-ce qu’on va le peindre ? de quelle couleur ?
18. Est-ce fragile ? 

Analyse

1. Afin d’abriter des instruments de mesure
2. Voir cahier des charges
3. A saint Eloy les Mines, dans l’enceinte de l’établissement
4. Il y aura des instruments de mesure qui vont nous permettre de relever : la température, la pression atmosphérique, le niveau de pluie tombée, l’humidité de l’air, la durée d’ensoleillement, le sens et l’intensité du vent
5. Voir CDC
6. Avant la fin de l’année scolaire
7. Aux élèves de terminales électrotechniques
8. Non, faite par les élèves
9. Fabrication la plus simple possible
10. Le moins cher possible
11. Etude de faisabilité, cahier des charges
12. Sur un support béton
13. Le plu longtemps possible
14. Oui
15. Oui, rien ne sera sous traité
16. Le plus pratique possible
17. Voir CDC
18. Le plus solide possible

Formuler le besoin

L’enquête que nous venons de réaliser nous permet de définir avec précision le besoin auquel répond l’abri de la station météorologique.

Valider le besoin

Cette étape a pour objectif de vérifier que le besoin qui vient d’être énoncé est stable dans le temps.

Informations :
La méthode consiste à examiner :
Pourquoi le besoin existe ?
Ce qui pourrait le faire disparaître ou évoluer
Les risques de disparition ou d’évolution

Application à l’abri de la station météo

Pourquoi le besoin existe-t-il ?
Il est nécessaire de protéger les instruments électroniques et d’avoir un lieu abrité pour faire les relevés
Qu’est ce qui pourrait le faire disparaître ?
Des conditions idéales de relevés (instruments insensibles aux intempéries) feraient disparaître le besoin
Risque de le voir disparaître ?
Aucun

Synthèse :

La démarche que nous venons de suivre est caractéristique du travail effectué par le service mercatique d’une entreprise.
Baptisée démarche d’analyse des besoins, elle vise à obtenir la meilleure adéquation possible entre les attentes de l’utilisateur et la solution (réalisation, fabrication, prestation de service…) qui leur sera proposée.

2. Prospection de faisabilité

L’accord pour la réalisation de l’abri de la station météo a été donné au conseil d’administration qui en demande l’étude.
Pour mener à bien cette mission, il est nécessaire d’identifier et définir, avec le plus de précisions possibles les fonctions que devra remplir ce système pour satisfaire le besoin de l’utilisateur.
Identifier les fonctions de service c'est-à-dire l’action attendue d’un produit ( ou réalisée par lui ) pour répondre aux besoins d’un utilisateur donné.
Principe : un objet ou système technique n’existe pas par lui-même ; il agit dans un environnement déterminé, pour répondre aux besoins de l’homme.
Conclusion : pour identifier les fonctions de service, il faut examiner les relations que le produit entretient avec son environnement.

Méthode de travail

  • Problème
  • Placer le produit dans son environnement
  • Définir les relations
  • Enoncer les fonctions
  • Solution
      

Tout objet ou système technique est soumis à un ensemble de contraintes que lui impose son environnement. Pour caractériser ses contraintes, on applique la méthode dite des « quatre milieux »

  • milieu physique : caractéristiques physiques, chimiques et mécaniques du cadre d’insertion du produit (pluie, vent, température, vibrations, atmosphère corrosive,…)
  • milieu technique : caractéristiques des ressources dont on dispose pour fabriquer le produit (alimentation énergétique, qualification du personnel, type de machines, technologies utilisées,…)
  • milieu économique : caractéristiques du créneau économique, du marché ou du client qui est ciblé (prix de vente maximum, quantité à produire, coût d’utilisation, concurrence…)
  • milieu humain : caractéristiques attendues ou imposées par l’utilisateur (amélioration du confort, simplicité d’utilisation, fiabilité,…)

Application à la station météo

Réalisez l’étude de la contrainte des quatre milieux pour l’abri de la station météo

  • milieu physique :
    Système installé à l’extérieur
    Intempéries (pluie, vent, neige…)
  • milieu technique :
    Electricité
    Normes météorologiques
  • milieu économique :
    Prix le plus faible possible
    Une seule unité
  • milieu humain :
    Accessible hauteur
    Esthétique
    Protection de l’abri (fermeture à clé)

Définir les relations

Le travail que nous venons d’effectuer nous a permis de placer le produit dans son environnement, mais cela ne nous permet pas de matérialiser les relations qui les unissent.
Pour résoudre ce problème, il a été utilisé un descripteur baptisé  « pieuvre » (méthode APTE) (Schéma réalisé au tableau en classe)

3. Enoncer les fonctions

Problème : Maintenant que nous avons défini les relations que l’abri de la station météo entretient avec son environnement, nous devons énoncer l’ensemble des fonctions de service qu’il remplit.
Nous vous proposons une liste de fonctions qui, sans être exhaustive, permet de mieux définir ce que nous attendons de l’abri. Il vous est tout à fait possible de la compléter.

  • abriter les instruments de mesure
  • résister aux tentatives d’effraction
  • permettre une lecture aisée

Fonctions principales :

  • abriter les instruments électroniques de mesure et de lecture
  • permettre une lecture fiable des informations en respectant les normes météorologiques

Fonctions de contraintes :

  • permettre une maintenance aisée  de l’abri
  • installer un système interdisant le vol des instruments electroniques
  • résister aux intempéries
  • permettre une lecture aisée (abri à hauteur humaine)
  • réaliser un abri agréable au regard


Rédiger le cahier des charges fonctionnel

Nous avons quasiment terminé notre étude de faisabilité ; il ne nous reste plus qu’à consigner le résultat de notre travail dans un document qui s’appelle le cahier des charges fonctionnel (CDCF)
Ce document est l’aboutissement des phases d’analyse du besoin et de prospection de faisabilité que nous venons de conduire.
Définition :
Le CDDF a pour objectif :

  • d’identifier le besoin du demandeur (utilisateur)
  • de caractériser l’environnement du produit
  • d’énoncer les fonctions de service
  • d’identifier les contraintes

Il constitue la référence des rapports entre le demandeur et le concepteur (réalisateur)

CAHIER DES CHARGES

  • l’abri sera installé sur le terrain plat et dégagé en bordure du parking professeur
  • l’abri sera en bois (niangon) et sera boulonné sur des supports réalisés par les MSMA
  • il devra être esthétique, pratique et de faible cout
  • sa hauteur totale sera comprise entre 1.25 m et 2 m
  • l’abri sera traité contre les intempéries et peint en blanc
  • il accueillera les différents instruments de mesure et de lecture météorologiques tout en permettant des relevès fiables, en évitant l’exposition au rayonnement solaire, directe ou réfléchi, et en conservant une ventilation naturelle
  • les portes et les parois verticales seront constituées de persiennes aynt une section en V renversé
  • les portes de l’abri seront orientées vers le nord pour limiter les variations
  • les deux battants de porte seront fermés à clé pour protéger les instruments
  • le toit de l’abri en contreplaqué marin sera doublé
  • le toit inférieur sera constitué par un panneau percé de trous circulaires distribués en quinconce
  • le toit supérieur incliné vers l’arrière, déborde le toit inférieur sur tout son pourtour de manière à empêcher les rayons du soleil ou une pluie oblique de pénétrer entre les deux toits ; ceux-ci sont séparés par un espace suffisant pour permettre une large circulation d’air
  • la hauteur de l’abri est comprise de 1.25m et 2m
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