Equipés de deux cellules d’aéronefs récupérées en 2016 puis en 2017, des élèves de Terminale STI2D du lycée Pierre-Gilles de Gennes (Digne-les-Bains) ont réalisé, avec l’aide de leur enseignant, leur projet de spécialité Systèmes d'Information et Numérique (SIN) :  un simulateur de planeur (2016/2017) puis d'avion (2017/2018) avec retour de force sur la cellule, permettant ainsi à leurs camarades de l’option BIA de profiter d’une partie plus “concrète” à leur enseignement.

Contribution des animateurs pédagogiques du pôle DANE 04
et Chrystel Mas, enseignante au lycée de Gennes de Digne-les-Bains

L’origine du projet

Le projet est né suite à la sollicitation de Chrystel Mas, enseignante en mathématiques et formatrice pour le brevet d’initiation aéronautique (BIA) aux côtés de Stéphane Chevrier. Une vingtaine d'élèves est ainsi formée chaque année au BIA.

Chrystel Mas, pilote et proche du milieu aéronautique, a repéré, courant 2016, la carlingue d’un planeur accidenté qui était stocké dans un hangar du centre national de vol à voile de Saint Auban. Son idée a été de proposer aux élèves de terminale STI2D un projet qui pourrait être soumis au baccalauréat et qui soit, si possible, attrayant pour eux.  Ce simulateur sera ensuite utilisé par les élèves du BIA.

En général, ces cellules servent à fournir en pièces détachées d’autres passionnés afin d’entretenir leurs appareils, mais après sollicitation de l’Association Nationale d’Entraide et de Prévoyance du Vol à Voile (ANEPVV), la cellule a été remise dans les ateliers de Sylvain Grimal, enseignant en terminale STI2D.

Fort de la réussite du projet planeur, un second projet a vu le jour avec la récupération d'une cellule d’un avion remorqueur en 2017.

A qui s’adresse ce projet ?

Sylvain Grimal propose chaque année une liste de projets d’envergure à ses 30 élèves de terminale STI2D ayant pris l’option SIN. Les élèves se positionnent par groupe et les voilà engagés dans une aventure qui durera plusieurs mois.

Pour Sylvain Grimal "ces projets sont stimulants, ils créent un stress positif qui amènent les élèves à mener une véritable démarche de projets. Parfois, les projets répondent à une commande d’autres enseignants, de partenaires extérieurs, voire à des idées d’élève".

Dans le cas de l’avion remorqueur, Ce sont Laurent Rastoin, Benjamin Martin et Calvin Robiez qui ont pris les commandes de ce challenge : simuler le vol d’un planeur en reliant le manche de l’avion à un logiciel de simulation (XPlane 11) puis récupérer les données issues du simulateur pour asservir deux moteurs qui permettent de mettre en mouvement la cellule de l’avion dans laquelle est installée le "pilote".

Quelles solutions techniques ? Quel suivi ?

Les élèves travaillent uniquement sur la partie logicielle et électronique du projet. La partie mécanique et la connectique sont réalisées par Sylvain Grimal avec ses équipements personnels car le lycée ne dispose pas de la section STI2D, spécialité ITEC (innovation technologique) qui permettrait la conception et la réalisation de la structure porteuse de la cellule.

Les élèves ont donc travaillé sur un système permettant la récupération de la position des commandes de l’avion (carte Arduino, capteurs potentiomètres et conversion au standard HID des informations afin qu’elles soient correctement interprétées par le logiciel de simulation.).

Les données issues du logiciel sont ensuite envoyées sur un réseau UDP/IP, crée par les élèves, afin qu’une deuxième carte Arduino puisse afficher les informations sur le vol, notamment la position de la cellule d’après le simulateur. Deux moteurs asservis corrigent alors la position de la cellule en roulis / tangage d’après les informations transmises tout en les comparant à la position réelle de l’appareil.

Ainsi, la partie "analyse de réseau" au programme de la filière de formation est traitée : récupération / transferts / échanges de données, communication IP et création de réseaux sont maîtrisées par les élèves en fin de projet.

Ils ont même eu l’idée de proposer que le simulateur soit équipé d’un casque de réalité virtuelle. Une sollicitation à l’entreprise “Drone 13” leur a d’ailleurs permis, pendant une journée, de s’emparer de cette nouvelle technologie.

Des projets pour 2019 ?

"L’année prochaine, nous proposerons aux élèves de répondre à la demande d’enseignants de l’établissement. En effet, le lycée possède un mur d’escalade et il va falloir concevoir un dispositif de chronométrage conforme au cahier des charges de la fédération française d’escalade. Mesure au 1/1000ème de seconde, affichage au 1/100ème de seconde, gestion du temps réel, communication entre eux des éléments du dispositif..."

Ou encore la création d’instruments de musique numériques (violons, violoncelles...) : acquisition du son en analogique, conversion en numérique, traitement du son, effets...

Les projets ne manquent pas au lycée Pierre-Gilles de Gennes qui entend mener ses élèves le plus loin possible et au-delà des programmes si c’est possible, afin de les préparer au mieux vers une poursuite d’étude sur des carrières de techniciens ou d’ingénieurs.

Pour en savoir plus :

• le site du lycée Pierre-Gilles de Gennes à Digne-les-bains (04)