🚀 Situation déclenchante
Observe, interroge-toi et formule ta problématique avant de commencer la séquence.
Dans une maison connectée, tout semble fonctionner tout seul. Pourtant, trois questions se posent :
1️⃣ Comment la maison reçoit-elle son énergie et comment l'utilise-t-elle (lumière, chauffage, ouverture d'une porte) ?
2️⃣ De quels matériaux sont faits les objets de la maison et comment les fabrique-t-on ?
3️⃣ Comment la maison reçoit-elle les informations pour réagir seule ?
Observe la maquette de la maison domotique : une télécommande, des capteurs, une porte et des fenêtres motorisées.
- 2 cartes micro:bit (1 pour la maison, 1 pour la télécommande)
- 1 carte Bit Maker V2 et des câbles Grove
- 1 capteur de mouvement PIR, 1 capteur de lumière, 1 module LED rouge (Grove)
- 3 servomoteurs (porte et fenêtres) et une alimentation 5 V
- Une plaque de PVC expansé découpée, et des pièces réalisées en impression 3D
- Logiciels de programmation : Mind+ ou MakeCode pour micro:bit
💶 Voir le coût approximatif
| Cartes micro:bit (×2) | 20 à 27 € pièce |
| Carte Bit Maker V2 | 12 € |
| 3 mini-servomoteurs | 15 € |
| Câbles Grove | environ 5,4 € |
| Capteur PIR + capteur de lumière + LED | environ 12,6 € |
| Plaque de PVC expansé | 10 € |
| Bobine de PLA (moins de la moitié utilisée) | 20 à 30 € |
| Batterie externe ou chargeur USB | 5 à 25 € |
À partir de la situation, écris ce que tu as compris :
Recopie et complète les phrases suivantes :
Le problème à résoudre est : ________________________________________________
⚡ Activité 1 · Chaîne d'énergie
Durée : 1h · T6 · SFC1a/1b – Formes d'énergie et conversions
Mila est restée à l'intérieur de la maison domotique. Elle entend les volets s'ouvrir tout seuls : en s'approchant, elle voit les lames s'enrouler lentement.
Elle s'exclame : « Trop cool ! Mais d'où vient cette force qui fait bouger les volets ? Et pourquoi ça ne marche pas quand il n'y a plus d'électricité ? »
Mila se demande d'où vient cette énergie et pourquoi tout s'arrête sans électricité. Cela l'amène à s'interroger sur les transformations d'énergie dans la maison.
À partir de la situation, écris ce que tu as compris :
Le problème à résoudre est : ________________________________________________
Regarde les vidéos, puis réponds aux exercices pour mémoriser les formes d'énergie.
Regarde la vidéo « 7 formes d'énergie à connaître », puis les vidéos de cours SFC1a et SFC1b avant de répondre.
Dans la vidéo « 7 formes d'énergie à connaître », sept formes d'énergie sont présentées dans un ordre précis. Retrouve la forme d'énergie de chaque numéro :
1. L'énergie cinétique est l'énergie…
2. L'eau d'un barrage, prête à faire tourner des turbines, possède de l'énergie…
3. Les panneaux solaires fonctionnent grâce à l'énergie…
VF1. Un moteur électrique, une lampe, un radiateur, une génératrice ou un vérin sont des constituants qui convertissent l'énergie.
VF2. L'énergie peut être créée à partir de rien.
| Forme d'énergie | Définition | Exemple |
|---|---|---|
| ⚡ Électrique | Fait fonctionner les appareils électriques | Lampe, ordinateur, téléphone |
| 🏃 Cinétique | ___________________________ | ___________________________ |
| 🏔 Potentielle | ___________________________ | Eau d'un barrage |
| 🔥 Thermique | ___________________________ | ___________________________ |
| 💡 Lumineuse | ___________________________ | Panneau solaire |
Regarde la vidéo SFC1b et lis le document sur les convertisseurs d'énergie, puis complète le tableau de conversions.
Pour chaque constituant, choisis l'énergie de départ et l'énergie de sortie :
| Énergie de départ | Constituant | Énergie de sortie |
|---|---|---|
 Moteur électrique |
||
 Radiateur électrique |
||
 Lampe |
||
 Vérin hydraulique |
||
 Génératrice |
1. Un radiateur électrique convertit l'énergie électrique en énergie…
2. Une génératrice convertit…
3. Une lampe convertit l'énergie électrique en énergie lumineuse, mais aussi en…
Une lampe convertit l'énergie ____________ en énergie ____________ (et en chaleur).
Un radiateur convertit l'énergie ____________ en énergie ____________.
Une génératrice convertit l'énergie ____________ en énergie ____________.
Un vérin convertit l'énergie ____________ ou pneumatique en énergie ____________.
Observe la maquette de la maison domotique et analyse comment les volets et la porte s'ouvrent et se ferment.
Regarde les vidéos de la maquette, puis observe le matériel utilisé pour ouvrir et fermer les volets et la porte.
1. Quelle est l'énergie utilisée au départ pour actionner les ouvrants (porte et volets) ?
2. En quelle forme d'énergie est-elle convertie ?
3. Quel constituant de la maquette réalise cette conversion ?
4. Pour détecter une personne ou un animal qui bouge, la maquette utilise…
Pour chaque besoin, choisis le constituant qui réalise la conversion d'énergie :
Elle est convertie en énergie ____________ par le constituant : ____________.
Pour détecter une personne, on utilise : ____________.
Classe les constituants selon l'énergie qu'ils fournissent, puis justifie le choix d'un constituant pour équiper la maison.
Glisse chaque constituant dans la colonne de l'énergie utile qu'il fournit en sortie :
1. On veut ajouter un système de chauffage à la maison domotique. Quel choix est le plus adapté ?
Un autre exemple de conversion dans la maison : ______________________________________
✅ Synthèse & Auto-évaluation – Activité 1
Rédige ta synthèse dans ton cahier et évalue tes compétences.
Ex : servomoteur de la maquette
Ex : module LED
Ex : chauffage de la maison
Ex : éolienne, dynamo
Ex : porte de garage
Coche les compétences que tu penses maîtriser :
Réponds après avoir lu la fiche et regardé la vidéo.
- N1 Nommer les formes d'énergie : électrique, cinétique, potentielle, thermique, lumineuse
- N2 Associer un constituant à son énergie de départ et à son énergie de sortie
- N3 Choisir le constituant qui convertit une énergie donnée (maquette)
- N4 Argumenter le choix d'un constituant (ex. chauffage : radiateur)
Réponds à chaque niveau, puis valide-le pour obtenir ton score. Valide tous les niveaux pour voir ton bilan final.
🛠 Activité 2 · Matériaux et procédés
Durée : 1h · T7 · SFC1f – Procédés de mise en forme
Lors d'une manipulation, les élèves constatent qu'un battant de volet ne se ferme plus correctement. Une pièce de fixation semble cassée.
Ils doivent proposer une solution pour la remplacer à l'identique ou la modifier.
Peux-tu imaginer comment on pourrait refaire cette pièce ? Avec quelle machine ou quel procédé ?
À partir de la situation, écris ce que tu as compris :
Le problème à résoudre est : ________________________________________________
Regarde la vidéo SFC1f, puis réponds pour découvrir les familles de procédés de mise en forme.
Regarde la vidéo sur les procédés de mise en forme disponibles au laboratoire avant de répondre.
À partir de la vidéo SFC1f, réponds aux questions :
1. Quelles sont les trois grandes catégories de procédés de mise en forme des matériaux ?
2. Quel est un exemple de procédé de mise en forme par déformation ?
3. Quelle est la différence entre un procédé par enlèvement et un procédé par ajout de matière ?
Glisse chaque procédé dans la colonne de sa famille :
| Catégorie | Principe | Exemples |
|---|---|---|
| 🔁 Déformation | Le matériau est déformé à chaud ou à froid | Pliage, torsion |
| ✂️ Enlèvement de matière | ___________________________ | Perçage, fraisage, découpe laser |
| ➕ Ajout de matière | ___________________________ | Moulage, impression 3D |
Associe chaque procédé à la machine du laboratoire qui permet de le réaliser, puis retrouve les critères de choix.
Coche uniquement les critères à prendre en compte pour choisir un procédé de fabrication :
1. Quelles opérations peut-on réaliser avec une machine à commande numérique ?
2. Pourquoi est-il important de connaître les procédés de mise en forme disponibles dans le laboratoire ?
Pour graver, percer ou découper, j'utilise une ____________.
Pour fabriquer une pièce couche après couche, j'utilise une ____________.
Les critères pour choisir un procédé : ______________________________________
Pour chaque pièce observée, indique le procédé utilisé et la machine correspondante, puis justifie ton choix en fonction de la forme et du matériau.
La maquette est composée de plaques de PVC expansé découpées et de pièces en plastique, dessinées en 3D avant d'être fabriquées. Observe-les :
1. Pourquoi l'impression 3D convient-elle pour la pièce 1 ?
2. Pourquoi la fraiseuse 3 axes convient-elle pour la pièce 2 ?
Pièce 2 : procédé ____________ · machine ____________ · car la pièce est ______________________
Compare plusieurs procédés possibles et choisis le plus adapté pour fabriquer une pièce de la maquette.
1. Quel autre procédé permettrait de fabriquer cette pièce en L ?
Un autre procédé possible serait ____________ mais je ne le retiens pas parce que ______________________
✅ Synthèse & Auto-évaluation – Activité 2
Rédige ta synthèse dans ton cahier et évalue tes compétences.
Ex : pliage, thermoplieuse
Ex : perçage, fraisage, découpe laser
Ex : moulage, impression 3D
Selon les machines du laboratoire
Coche les compétences que tu penses maîtriser :
Réponds après avoir lu la fiche et regardé la vidéo.
- N1 Identifier les trois familles de procédés
- N2 Associer un procédé à une machine du laboratoire
- N3 Expliquer pourquoi un procédé a été choisi pour une pièce
- N4 Choisir et justifier un moyen de fabrication
Réponds à chaque niveau, puis valide-le pour obtenir ton score. Valide tous les niveaux pour voir ton bilan final.
📡 Activité 3 · Chaîne d'information
Durée : 1h · T8 · SFC1i – Fonctions des constituants
Léo rentre à la maison. Il n'appuie sur aucun interrupteur : la lumière du couloir s'allume automatiquement, une alerte s'affiche sur la tablette des parents « Léo est bien rentré », et le chauffage s'enclenche dans sa chambre.
Léo regarde autour de lui : « Je n'ai rien fait... mais la maison a réagi comme si elle savait ce que je faisais ! »
La maison semble agir seule. Léo se demande comment elle comprend ce qui se passe et déclenche automatiquement les bons dispositifs.
À partir de la situation, écris ce que tu as compris :
Le problème à résoudre est : ________________________________________________
Regarde la vidéo, puis réponds pour découvrir les blocs d'une chaîne d'information.
Regarde la vidéo sur les constituants de la chaîne d'information avant de répondre.
1. De quoi a besoin un système technique pour réaliser sa fonction d'usage ?
2. À quoi sert la chaîne d'information ?
3. Quelles sont les trois parties d'une chaîne d'information ?
VF1. Un capteur sert à acquérir des informations sur l'environnement.
VF2. Le microcontrôleur sert à communiquer les informations à l'utilisateur.
VF3. Un afficheur est un composant d'interface humain/machine (IHM).
| Bloc | Fonction | Composants |
|---|---|---|
| 📡 Acquérir | Capter les informations | Capteurs (température, présence, distance…) |
| 🧠 Traiter | ___________________________ | Microcontrôleur |
| 📟 Communiquer | ___________________________ | IHM : boutons, afficheurs… |
Aide-toi de la partie sur le système d'alarme et de la vidéo SFC1i pour associer chaque bloc à son composant et à sa fonction.
Associe chaque fonction de la chaîne à un composant du système d'alarme :
1. Lequel de ces composants est une interface humain/machine (IHM) ?
2. Quels sont des exemples de capteurs ?
Traiter : le ____________ reçoit les signaux, les traite selon son programme et envoie des ordres.
Communiquer : les composants ____________ (boutons, afficheurs) permettent à l'utilisateur d'interagir.
À l'aide de la vidéo et de la description du store automatique puis de la maquette de la maison domotique, retrouve les composants de chaque bloc.
Regarde cette vidéo sur le store automatique pour repérer ses composants, puis réponds.
Glisse chaque composant du store dans le bon bloc de la chaîne d'information :
Observe la maquette réelle de la maison domotique (vidéos ci-dessous ou maquette de la salle) pour identifier les composants de la chaîne d'information.
Traiter : ______________________________________
Communiquer : ______________________________________
Remets dans l'ordre le trajet de l'information dans la maison de Léo, puis décris la chaîne d'information de la maquette.
Glisse chaque étape dans la bonne case pour reconstituer ce qui se passe quand Léo rentre :
1. Dans la maison de Léo, quel élément joue le rôle d'IHM (bloc « communiquer ») ?
Exemple dans la maison de Léo : ______________________________________
✅ Synthèse & Auto-évaluation – Activité 3
Rédige ta synthèse dans ton cahier et évalue tes compétences.
Ex : détecteur de mouvement, capteur de lumière
Ex : carte micro:bit, centrale sans fil
Ex : afficheur, boutons, tablette
Toute maison domotique repose sur ce principe
Coche les compétences que tu penses maîtriser :
Réponds après avoir lu la fiche et regardé la vidéo.
- N1 Citer les trois blocs : acquérir, traiter, communiquer
- N2 Expliquer la fonction de chaque bloc
- N3 Identifier les blocs dans un store et dans la maquette
- N4 Représenter une chaîne d'information complète
Réponds à chaque niveau, puis valide-le pour obtenir ton score. Valide tous les niveaux pour voir ton bilan final.