Séquence de Technologie en ligne permettant aux élèves d'apprendre et de réviser en autonomie en salle informatique ou à la maison.
🚀 Situation déclenchante
Observe, interroge-toi et formule ta problématique avant de commencer la séquence.
📰 Lis et observe…
Chaque jour, des robots agissent à notre place : un aspirateur nettoie seul une pièce, un drone livre un colis, un bras industriel assemble des pièces. Ces machines prennent des décisions et réagissent à leur environnement. Mais qui leur donne leurs instructions ?
📰 Extrait – Magazine Science & Vie Junior (adapté)
« En 2024, on compte plus de 3,5 millions de robots industriels en service dans le monde. Un robot aspirateur parcourt une pièce grâce à des capteurs qui mesurent la distance aux obstacles. Un microcontrôleur analyse ces données et envoie des ordres aux moteurs. Sans programme, le robot n'est qu'un assemblage de pièces mécaniques. C'est l'algorithme qui lui donne "vie". »
🖼 Illustration : robots autonomes (aspirateur, drone livreur, bras industriel) et chaîne d'information capteur → microcontrôleur → actionneur.
👁️ Mes observations
À partir de la situation, complète la phrase (directement dans la page) :
J'observe que…
❓ Formule la problématique
Comment ?
💡 Mes hypothèses
Avant de commencer, écris ce que tu penses déjà savoir. Tu pourras vérifier à la fin de la séquence !
Voici un programme de commande d'un robot éviteur d'obstacles représenté en blocs. Lis-le attentivement :
1. Quelle est la condition de la boucle principale ? Que se passe-t-il quand la batterie atteint 0 ?
La boucle tourne tant que la batterie est supérieure à 0. Quand la batterie atteint 0, la boucle se termine et le programme s'arrête.
2. Identifie le capteur (entrée), les actionneurs (sorties) et les deux variables utilisées.
Capteur (entrée) : capteur_ultrasonique · Actionneurs (sorties) : moteurs (arrêter/avancer), tourner_droite · Variables :distance (stocke la mesure) et compteur_obstacles (compte les obstacles).
3. Que se passe-t-il si le robot détecte 3 obstacles successifs ? Quelle valeur affiche-t-il ?
À chaque obstacle, compteur_obstacles augmente de 1. Après 3 obstacles : le robot affiche 3. La variable est initialisée à 0 et s'incrémente à chaque déclenchement de la condition.
🎯 Activité N2-B – Vrai ou Faux ? (sur le programme de l'activité N2-A)
Relis le programme de l'activité N2-A, puis réponds à ces affirmations. Justifie mentalement ta réponse !
1. La boucle principale du programme s'exécute tant que la batterie est supérieure à 0.
✅ Vrai
❌ Faux
2. Dans ce programme, l'arrêt du robot se déclenche lorsque la distance est inférieure à 20 cm.
✅ Vrai
❌ Faux
3. La variable compteur_obstacles est utilisée pour compter les obstacles rencontrés.
✅ Vrai
❌ Faux
4. Quand aucun obstacle n'est détecté (distance ≥ 20 cm), le robot tourne à droite.
✅ Vrai
❌ Faux
5. Après avoir détecté 5 obstacles, le robot s'arrête et ne continue plus.
✅ Vrai
❌ Faux
📡 Activité N2-C – Quiz : Comprendre et analyser le programme N2-A
5 questions sur le programme de l'activité N2-A. Relis-le si nécessaire avant de répondre !
1. Dans le programme N2-A, combien de variables sont déclarées au début ?
1️⃣ Une seule (distance)
2️⃣ Deux (distance et compteur_obstacles)
3️⃣ Trois
2. Que fait le programme quand la distance est supérieure ou égale à 20 cm (aucun obstacle à proximité) ?
🛑 Il arrête les moteurs et attend
🔄 Il tourne à droite
📊 Il affiche le compteur_obstacles
3. Quelle instruction déclenchée par la condition « distance < 20 cm » ?
🔄 tourner_droite
🛑 arrêter
📊 afficher compteur_obstacles
4. Après avoir détecté 5 obstacles, quelle est la valeur de la variable compteur_obstacles ?
4️⃣ 4
5️⃣ 5
1️⃣ 1 (elle se remet à 0 entre chaque obstacle)
5. Que se passe-t-il si la batterie atteint 0 alors qu'un obstacle est à 10 cm ?
🦾 Le robot se protège en arrêtant les moteurs
⏹️ La boucle s\'arrête et le programme se termine
🔌 Le robot se met en charge automatiquement
Score : 0 / 5
🎓 Ce que je dois savoir pour le Brevet – N2
★ Analyser le comportement d'un système réel et décomposer le problème en sous-problèmes.
★ Identifier les capteurs et actionneurs d'un système réel dans un sujet de DNB.
★ Lire un programme et expliquer ce qu'il fait instruction par instruction.
★ Expliquer le processus de mise au point (tester, identifier, corriger).
★ Utiliser une instruction conditionnelle pour traduire un cahier des charges en programme.
🛠 N3 · APPLIQUER
Appliquer ses connaissances sur la programmation d'un robot
Ces activités mobilisent tout ce que tu as appris en N1 et N2 : systèmes embarqués, algorithmes, variables, boucles, conditions. Pas de vidéo ici !
💻 Lecture de programme : identifier les instructions
🔧 Mise au point : tester, corriger, valider
🎯 Activité N3-A – Vrai ou Faux ? (N1 + N2 au complet)
6 affirmations portant sur l'ensemble des notions vues. Clique sur Vrai ou Faux.
1. Un actionneur est un composant qui mesure une grandeur physique et la transmet au microcontrôleur.
✅ Vrai
❌ Faux
2. Dans un programme, l'instruction « compteur ← compteur + 1 » incrémente la valeur de la variable compteur de 1.
✅ Vrai
❌ Faux
3. Un programme sans boucle s'exécute une seule fois de haut en bas, puis s'arrête.
✅ Vrai
❌ Faux
4. Décomposer un problème en sous-problèmes est inutile pour des projets simples.
✅ Vrai
❌ Faux
5. Pour tester un programme, il suffit de l'exécuter une seule fois dans des conditions normales.
✅ Vrai
❌ Faux
6. La forme et la transmission du signal permettent de comprendre comment l'information transite du capteur au microcontrôleur.
✅ Vrai
❌ Faux
🏗️ Activité N3-B – Reconstitue l'exécution d'un programme
Un robot doit suivre une ligne noire. Numérote les étapes dans le bon ordre (1 = première, 6 = dernière) :
⚙️ Le moteur droit accélère pour corriger la trajectoire
▶️ Le programme démarre, la boucle « tant que » s'enclenche
🤔 Le microcontrôleur évalue : « Si capteur = noir alors avancer tout droit »
📡 Le capteur de luminosité lit la valeur du sol (noir ou blanc)
📊 La valeur est stockée dans la variable « luminosite »
🔁 La boucle recommence : lecture du capteur à nouveau
🔧 Activité N3-C – Modifier un programme pour améliorer le comportement
Voici un programme de robot en blocs avec des éléments manquants (???). Pour chaque question, choisis la bonne modification.
1. Le seuil de détection (distance < ???) doit être fixé à :
2. Quelle action ajouter après « arrêter() » pour que le robot contourne l'obstacle ?
3. Comment incrémenter correctement le compteur nb_obstacles ?
🎓 Ce que je dois savoir pour le Brevet – N3
★ Identifier les capteurs et actionneurs d'un système réel dans un sujet de DNB.
★ Lire un programme et expliquer son fonctionnement instruction par instruction.
★ Modifier une condition ou une instruction dans un programme pour changer le comportement.
★ Expliquer le rôle d'une variable compteur et l'incrémentation.
🧠 N4 · ANALYSER
Analyser, justifier et concevoir un programme robot
Appuie-toi sur l'ensemble de tes connaissances (N1, N2, N3) pour analyser, justifier et argumenter. Pas de vidéo ici : c'est le niveau de la maîtrise !
🧠 Consigne générale N4
Les activités N4 mobilisent tout ce que tu as appris : analyser un système embarqué, lire et modifier un programme complet, justifier des choix techniques, concevoir un algorithme à partir d'un cahier des charges. Prends le temps de raisonner !
🤖 Activité N4-A – Analyser le robot nettoyeur de port
Voici la description du système d'un robot nettoyeur de port :
🤖 Robot nettoyeur de port – description
Capteur ultrasonique : détecte les obstacles jusqu'à 4 m
Capteur de pression : mesure la profondeur de l'eau (max 3 m)
Bras collecteur (actionneur) : ramasse les déchets flottants
Microcontrôleur Arduino : exécute le programme embarqué
Batterie : autonomie de 4 heures
Variable « niveau_batterie » : surveille la charge restante
1. Combien de capteurs et d'actionneurs comporte ce système ?
2. Quel est le rôle de la variable « niveau_batterie » dans le programme ?
3. Propose l'instruction conditionnelle permettant au robot de rentrer si la batterie est inférieure à 20 %.
💻 Activité N4-B – Analyse avancée d'un programme de robot
Voici le programme complet du robot nettoyeur représenté en blocs. Analyse-le en détail :
1. À quelle condition le bras collecteur s'active-t-il ? Quel capteur est utilisé ?
Le bras collecteur s'active si la distance est inférieure à 50 cm (capteur : capteur_ultrasonique). Cela signifie qu'un déchet flottant est à portée du bras.
2. Que se passe-t-il lorsque le niveau de batterie atteint 20 % ? Justifie grâce au programme.
La condition de la boucle tant que (niveau_batterie > 20) devient fausse → la boucle se termine → le programme exécute l'instruction suivante : rentrer_au_port().
3. On souhaite que le robot s'arrête aussi après 50 déchets collectés. Modifie la condition de la boucle principale.
Il faut ajouter une condition : tant que (niveau_batterie > 20) ET (nb_dechets < 50) faire. Ainsi, la boucle s'arrête si la batterie est faible OU si 50 déchets ont été collectés.
✍️ Activité N4-C – Questions ouvertes (dans ton cahier)
Écris tes réponses dans ton cahier. Utilise des schémas si cela t'aide à t'exprimer.
1. Représente par un schéma la chaîne d'information complète du robot nettoyeur. Identifie chaque composant, son type (capteur/actionneur/traitement) et les informations qui circulent.
2. Explique en 5 lignes pourquoi il est important de tester un programme dans plusieurs situations différentes (pas seulement le cas normal). Donne 2 exemples de situations à tester pour le robot nettoyeur.
3. Rédige 8 lignes pour expliquer à un élève de 5e comment programmer un robot pour qu'il suive une ligne. Cite au moins 2 capteurs, 2 actionneurs et les structures algorithmiques utilisées.
🎓 Ce que je dois savoir pour le Brevet – N4
★ Analyser l'architecture d'un système embarqué réel et justifier les choix techniques.
★ Lire un programme complet et expliquer le rôle de chaque instruction.
★ Modifier une condition dans un programme pour adapter le comportement du robot.
★ Rédiger une explication claire du fonctionnement d'un programme robot.
★ Distinguer capteur/actionneur/variable/boucle/condition dans un contexte réel.
📝 Synthèse des apprentissages
Commence par les questions de bilan dans ton cahier, puis consulte la carte des connaissances, télécharge les fiches et auto-évalue-toi.
✍️ Questions de bilan – dans ton cahier
Écris le titre « Ma synthèse » dans ton cahier, puis réponds à chacune des questions ci-dessous. Utilise des schémas si cela t'aide !
1. Explique ce qu'est un système embarqué. Cite ses 3 composants principaux, le rôle de chacun et donne un exemple de robot réel.
2. Quelle est la différence entre un algorithme et un programme ? Entre une boucle « répéter N fois » et « tant que… » ?
3. Décris en 5 lignes ce qui se passe dans un robot éviteur d'obstacles : depuis la détection jusqu'à l'action, en citant tous les composants traversés et les instructions du programme.
4. Pourquoi tester un programme dans plusieurs situations est-il indispensable ? Que risque-t-on si on ne teste qu'une seule fois ?
5. En quoi la décomposition d'un problème en sous-problèmes facilite-t-elle la programmation d'un robot complexe ? Donne 2 exemples concrets.
🗺 Carte des connaissances – vérifie tes réponses
🤖 Systèmes embarqués (N1)
Capteur → Mesure une grandeur physique (distance, lumière…)
Microcontrôleur → Exécute le programme, traite les données
Actionneur → Produit une action (mouvement, son…)
Chaîne → Capteur → Traitement → Actionneur
💻 Programme (N1/N2)
Variable → Stocke une valeur modifiable
Boucle → Répète des instructions
Condition → Si… Alors… Sinon…
🧮 Algorithme & démarche (N2)
Analyse → Décomposer en sous-problèmes
Écrire → Traduire l'algorithme en programme
Tester → Vérifier le comportement
Corriger → Identifier et éliminer les bugs
🎯 Types de structures
Séquence → instructions dans l'ordreRépéter N foisTant que…Si… Alors… Sinon…
📄 Fiches de connaissance – à télécharger pour réviser
Télécharge et imprime ces fiches pour consolider ce que tu viens d'apprendre.
📄
Fiche IP-2-1-C1 – Analyser le comportement d'un système réel
📝 Exercice type Brevet n°1 – Analyser un système embarqué
8 points
Contexte : Un robot nettoyeur de port est équipé de : 1 capteur ultrasonique (portée 4 m), 1 capteur de niveau de batterie, 2 moteurs propulseurs, 1 bras collecteur de déchets, 1 microcontrôleur Arduino. Il se déplace à la vitesse 30 et collecte les déchets à moins de 50 cm.
Q1. (2 pts) Identifie les capteurs et les actionneurs de ce robot. Classe-les dans un tableau.
Capteurs (entrées) : capteur ultrasonique, capteur de batterie. Actionneurs (sorties) : moteurs propulseurs (×2), bras collecteur.
Q2. (2 pts) Quel composant exécute le programme et traite les données ? Quel est son rôle dans la chaîne d'information ?
Le microcontrôleur Arduino : il reçoit les données des capteurs, exécute le programme et envoie les ordres aux actionneurs. Il est l'unité de traitement dans la chaîne d'information.
Q3. (3 pts) Décris la chaîne d'information complète du robot lorsqu'il détecte un déchet à 30 cm.
1. Capteur ultrasonique mesure 30 cm → 2. Valeur transmise au microcontrôleur → 3. Condition « distance < 50 » vraie → 4. Ordre d'arrêt envoyé aux moteurs + activation du bras collecteur.
Q4. (1 pt) Que se passe-t-il lorsque le niveau de batterie atteint 20 % ? Justifie à l'aide du programme.
La condition de la boucle « niveau_batterie > 20 » devient fausse → la boucle s'arrête → le programme exécute rentrer_au_port().
📝 Exercice type Brevet n°2 – Lire et modifier un programme
6 points
Programme à analyser (blocs) :
Q1. (2 pts) Combien de variables sont déclarées ? Donne leur nom et leur valeur initiale.
Q2. (2 pts) On souhaite que le robot s'arrête aussi après 50 déchets collectés. Modifie la condition de la boucle principale.
tant que (niveau_batterie > 20) ET (nb_dechets < 50) faire — La boucle s'arrête si la batterie est faible ou si 50 déchets ont été collectés.
Q3. (2 pts) Que fait l'instruction « nb_dechets ← nb_dechets + 1 » ? Quelle est la valeur de nb_dechets après 7 collectes ?
Cette instruction incrémente la variable nb_dechets de 1 à chaque collecte. Après 7 collectes : nb_dechets = 7 (part de 0, +1 à chaque passage dans le bloc « si »).
