Objectifs de Développement Durables concernés (ODD)
Bonne santé et bien-être
Industrie, innovation et infrastructure
Villes et communautés durable
Lutte contre les changements climatiques
Vie terrestre
Défis Résilience des territoires ADEME (si applicable)
Mobilites et logistiques
Urbanisme Circulaire
Objectifs pédagogiques
Apprendre en petit groupe (jusqu'à 10 personnes) à assembler un capteur qui mesure des paramètres de qualité d'air (particules fines, température, humidité, ...) et aller partager et réutiliser la donnée générée. A l'issue de l'atelier non seulement le capteur aura été assemblé par les personnes, mais les mesures seront envoyées sur une cartographie ouverte et citoyenne en opendata.
Soft skills
Coopération
Suivre des consignes avec précision
Confiance en soi
Compétences techniques
Découverte des capteurs environnementaux
Découverte des objets connectés
Découverte de la donnée et de la donnée environnementale
Notions de mesures, qualité de l'air
Cartographies collaboratives et communautés de communs (ici on publiera dans la communauté Sensor Community)
Broches, entrées, sorties sur un micro-controlleur
Notions environnementales
Mesures de la qualité de l'environnement : comment, pourquoi ?
Enjeux de la qualité de l'air (santé)
Qualité de la donnée, sources, contrôle et informations
Participation citoyenne à l'amélioration de l'environnement et à la prise de décision aidée par la data
Outillage
Ordinateur (fixe ou portable) avec port USB
Source d'énergie (port USB, batterie solaire, ...) pour le capteur
Accès wifi sur place. Il sera utilisé par le capteur pour émettre les mesures, tant que le capteur est à portée de la box ou du dispositif distribuant ce réseau.
Optionnellement un video-projecteur et/ou un écran TV pour partager visuellement la documentation de fabrication.
Documentation de fabrication que l'on peut transmettre en version numérique aux participants avant l'atelier ou vidéoprojeter. Le labfab a un excellent support vidéo-projetable.
Pas besoin de matériel de soudure, on peut assembler le système avec les composants préparés directement en enfichant des fils de prototypage "Dupont" femelles-femelles ce qui est idéal pour des débutants.
MatériauxCapteur de parpticules fines dans boitier réalisé à la découpe laser - cc by SA Fabrique de la Communauté de Communes de la Roche aux
Au moins de quoi assembler un capteur, pour 10 personnes.
Sinon un kit pour 3 à 4 personnes soit par exemple 3 kits pour 9 personnes.
Il est également possible de ramener des boites étanches (tupperwares par exemple) pour intégrer chaque capteur dans un boitier "maison" réalisé très vite en fin d'atelier.
Le Labfab de Rennes a documenté de manière exhaustive la suite de ces ateliers effectués dans toute la région, dans de nombreux lieux : sa documentation de fabrication est en pied de page et la liste des composants disponibles sur wiki Rennes (wiki territorial soutenu par la ville).
Les composants électroniques sont courants, mais il faut prendre les capteurs de particules spécifiés pour pouvoir suivre la documentation de fabrication. Donc disposer à l'avance, pour un kit de capteur de particules fines, de :
Carte Nodemcu ESP8266
Capteur de particules fines SDS011
Thermomètre et hygromètre DHT22
Petits câbles de connexion Dupont (femelle-femelle)
Câble USB vers micro USB (type smartphone)
Adaptateur secteur vers USB (5v) ou batterie solaire résistante à un environnement extérieur OU monter sa propre station solaire
Un bout de tuyau en plastique, un morceau de tulle et du scotch (pour protéger l'arrivée d'air).
Le capteur peut ensuite être mis dans n'importe quel boite étanche avec un orifice pour le tuyau d'air et un äutre pour l'alimentation électrique de la carte électronique.
Local/Lieu
Lieu accessible pour un petit groupe (10 personnes).
Atelier possible en extérieur mais si possible avec prises 220V et Wifi (par exemple cour intérieure, jardin).
Atelier très agile et réalisable dans tout lieu capable d'accueillir la jauge.
Un vidéo-projecteur ou écran TV est un plus pour la phase de visualisation de la cartographie affichant les données.
ÉquipeUn à deux animateurs pour 6 à 10 personnes, dont au moins un à déjà assemblé un capteur.
L'atelier durera 2 à 3 heures.
Une diversité de participants rend l'atelier beaucoup plus riche en échanges:
Militants environnementaux
Personnes en découverte du numérique
Enseignants/chercheurs
Collégiens/lycéens
Parité hommes-femmes
Ruraux/urbains
etc.
Normes/Sécurité
Pas besoin d'équipements de protection, pas de manipulation de voltages ou outillages dangereux.
Pas besoin de fer à souder non plus grâce au montage choisi par le Labfab de Rennes.
Financement
Coût d'un kit : entre 30 et 50€ selon fluctuation du coût des composants.
Montages possibles pour financement avec des partenaires locaux intéressés par l'acquisition des compétences et la thématique. Partenaires possibles :
Entreprises
Associations
Collectivités
Agences locales de l'environnement et/ou de l'énergie
Capteurs suspendus : un partenaire paie un capteur pour un lieu ou un participant qu'il choisit, et en paie un autre qui sera offert à un participant ou à un lieu.
Accueil
La phase d'accueil est rapide et bienveillante, mais tout de suite suivie d'une présentation du ou des animateurs et d'un tour de table des participants : qui êtes-vous, pourquoi êtes-vous venu(e) ?
15 mn. Puis on attaque directement la phase de fabrication/assemblage.
Consignes
Tout le monde ici assemble ce capteur pour la première fois : il est normal de ne pas savoir
S'entraider, surtout s'il y a plusieurs capteurs et équipes : ce n'est pas une compétition et on peut aller aider dans une autre équipe si on sait faire
Pas de danger : on ne manipulera que des basses tensions et on aura pas besoin d'outillage dangereux
Objectif commun :mesurer, partager et faire connaître les taux de particules fines autour du capteur
Etre rigoureux lors de la fabrication
Préparation des Matériaux/Kits
Il faut impérativement venir animer l'atelier avec les composants permettant l'assemblage du nombre de kits à réaliser (au moins un). Ces composants sont standards mais il faut se procurer les capteurs mentionnés dans la documentation pour éviter toute soudure, complexité, échec.
En gras les composants clés et capteurs à commander en amont :
Carte NodeMCU ESP8266
Capteur de particules fines SDS011
Thermomètre et hygromètre DHT22 Le modèle BME280 peut être plus pertinent mais nécessite de souder les connexions
Petits câbles de connexion Dupont (femelle-femelle)
Câble USB vers micro USB
Adaptateur secteur vers USB (5v) OU batterie solaire résistante à un environnement extérieur OU monter sa propre station solaire : Proposition sur le blog de Jaxom
Un bout de tuyau en plastique, un morceau de tulle et du scotch (pour protéger l'arrivée d'air).
Pour faire un boitier de protection pour la pluie, une bouteille d'eau minérale vide par kit et/ou une section de gros tube PVC par kit. Sinon on peut préparer des boitiers en découpe laser et ramener les pièces détachées (demande plus de préparation).
Pauses
Pas de temps de pause durant l'atelier, mais tout participant peut en prendre une librement.
Par contre, temps d'échange à la fin pour élargir aux enjeux de la co-production de l'information environnementale pour l'aide à la décision et la prise de mesures environnementales.
Fabrication/Assemblage
La fabrication documentée par le Labfab de Rennes a le gros avantage de se faire rapidement comme avec des légos, par assemblage de briques et sans soudures.
Par contre, certaines phases sont plus délicates comme le flashage de la carte arduino, l'activation de la connexion entre le capteur et le réseau wifi, et demandent un accompagnement resseré des participants.
Etapes avec les participants
Accueil avec café et boissons chaudes et froides disponibles : 10 mn
Présentation des animateurs et tour de table des participants : 20 mn
Présentation des objectifs de l'atelier / échange : 15 mn
Début de la fabrication et partage visuel de la documentation pratique-fabrication : 45 mn
Activation et test du capteur : 15 mn
Visualisation collective des données sur une cartographie en ligne : 10 mn
Echange et débat :30 mn
Rangement
Rangement collectif de la salle avec les participants : pas de matériel ni d'outillage lourd à remiser.
Communication
Le recrutement des participants se fait via annonce sur les réseaux sociaux et dans les réseaux des lieux accueillant les ateliers. Donc suivant les lieux qui accueillent :
liste de diffusion mail
réseaux sociaux avec formulaire d'inscription
intégration dans le cadre d'un événement plus large autour de la santé, du data et de l'environnement
Le labfab de son côté complète depuis plusieurs années une documentation exhaustive et collaborative autour des ateliers, et produit également des articles de fond sur les enjeux associés (exemple ici).
Carte visualisation des données des capteurs : https://maps.sensor.community/#4/41.56/2.11
Les données sont accessibles car ouvertes au sein de l'opendata cartographique de la communauté Sensor Commmunity.
Atelier physiquement organisé sur le sujet (à partir de la liste des ateliers gratuits publiés)Détecteur de pollution
Durée de l'atelier
2 jours
Objectifs de Développement Durables concernés (ODD)
Industrie, innovation et infrastructure
Lutte contre les changements climatiques
Défis Résilience des territoires ADEME (si applicable)
Mobilites et logistiques
Urbanisme Circulaire
Ilôts de chaleur
Objectifs pédagogiques
Soft Skills :
Savoir coopérer en groupe pour atteindre un objectif en temps contraint
Partage des compétences et connaissances (niveau hétérogène des participants)Respect des consignes de sécurité
Ponctualité (respect des heures de travail, temps de pause...)
Concentration et écoute (il y a beaucoup de code dans cet atelier)
Compétences techniques :
Découverte de la programmation d'objets permettant de fabriquer de la donnée
Programmation de micro-controleur en langage arduino
Fonctionnement et utilisation de capteurs environnementaux (ici CO2 et particules)
Notion de data environnemental. Création et visualisation de ce data sur un ordinateur
Création d'un objet connecté diffusant de la donnée environnementale via internet
Création d'une interface web de visualisation de la donnée
Notions environnementales
Sensibilisation à la pollution de l'air, à ses causes et conséquences
Découverte des principales mesures liées à la qualité de l'air, des capteurs
Sensibilisation au changement climatique et au problème de suivi collectif de la qualité environnementale des lieux de vie.
Présentation de projets possibles localement (pose d'écrans connectés en lieux publics pour permettre à tous de suivre l'évolution de la qualité de l'air avec ou sans téléphone portable)
OutillageL'atelier au wakatlab - CC by SA Wakatlab Bukina Fasso.L'atelier s'est tenu avec 30 participants, on peut donc diviser le matériel nécessaire par trois pour un groupe de 10 personnes.
On utilisera seulement de l'outillage d'électronique de base :
3 fers à souder ()1 par groupe), un rouleau d’étain, pince coupante, solution de perchlorure de fer, alcool, 3 ordinateurs, Pince coupante, pince à dénuder, 3 paires de gants médicaux.
On a demandé aux participants qui le peuvent de venir avec leur ordinateur portable et on leur a demandé de précharger et télécharger le logiciel arduino.
Le seul outillage dangereux est le fer à souder : il ne peut être utilisé sans supervision. Doit être débranché et remisé en chaque usage.
Dans les consignes on met l'accent sur la fragilité des modules photovoltaïques qui ne doivent jamais tomber.
Local/Lieu
L'atelier s'est tenu dans le fablab wakatlab, province du Houet/Bobo-dioulasso au Burkina Fasso.
Il faut disposer d'électricité et être au sec (local couvert, atelier en intérieur);
une salle princinpale de 40 m2 pour 35 personnes en salle principale avec vidéo-projecteur, tables et chaises, les participants ont des ordinateurs, configuration salle de classe.
L'atelier a accueilli plus de trente personnes, avec deux autres pièces ou salles afin de séparer les participants en groupes de 10 à 12 personnes.
Donc autant de salles que de groupes de 10 à 12 personnes.
Équipe
Un superviseur par groupe de 10 personnes.
Donc ici 3 superviseurs on accompagné 3 groupes.
Normes/Sécurité
Veiller à la bonne utilisation des prises électriques,
Le fer a souder est posé dans un endroit réservé. On y touche pas sens autorisation. On le débranche après chaque usage.
Financement
Côté composants électroniques compter envron 300 000 F CFA pour un groupe de 10 personnes.
Pas d'autres frais hormis la rémunération des intervenants et l'assurance de l'atelier.
Communication
Les personnes peuvent s'inscrire sur place via un formulaire papier.
Possibilité de s'inscrire par téléphone directement auprès des organisateurs.
Clôturer les inscriptions 3 jours avant l'atelier pour maîtriser la jauge. Lors de l'inscription on demande aux personnes de venir si possible avec un ordinateur portable, ou de signalier si elles n'en ont pas.
Accueil de tous les inscrits en salle principale (la plus grande disponible). On offre un thé ou un café (15 mn)
Installation des apprenants(es)
Explication de l’intérêt de l’atelier et sensibilisation à la notion de donnée environnementale
Projection de vidéo et explication sur les étapes de conception du détecteur de pollution
Préparation de la phase en groupes :
Présentation des superviseurs aux participants et formation des groupes.
Présentation du matériel et séparation du matériel en trois parties (un kit par groupe=
Désignation des participants et affectation de groupe en évitant que les personnes qui se connaissent ne soient ensemble, pour favoriser les rencontres et améliorer la concentration.
Consignes
Ne pas utiliser le matériel sans permission ni supervision.
On explique aux personnes qu'il ne s'agit pas d'un exercice individuel mais d'un défi d'équipe : on s'entraide, on coopère.
Tout le monde va assembler le détecteur de pollution pour la première fois : il est normal de se tromper, ne pas hésiter à demander de l'aide.
Ces consignes sont données en phase collégiale d'accueil mais sont reformulées par chaque superviseur avec son groupe dès l'arrivée dans la salle de travail.
Préparation des Matériaux/KitsAvant le jour de l'atelier, préparer le matériel correspondant à la jauge et vérifier que les salles nécessaires sont pourvues d'écrans de tv (sinon il faut des vidéoprojecteurs), que les prises 220V fonctionnent.
On dispose de panneaux solaires, et des composants électroniques permettant de réaliser le détecteur de pollution : carte arduino Mega, bouclier GPRS pour la transmission de données, Capteur sensor community (voir à la fin, documentation de fabrication).
Le jour de l'atelier
Division des apprenants en 3 groupes, distribution des composants électronique par groupe, répartition des équipements solaires par groupe.
Une fois les groupes formés, dans chaque salle et avec chaque superviseur : installation du logiciel de programmation (Arduino ide). Installation du logiciel de conception de typon (Proteus 8.9)
après la phase de conception pour le circuit électronique
après la phase d'assemblage.
On instaure une pause déjeuner dans la salle principale, chaque jour. Elle dure 45 mn.
Les pauses permettent aux participants de faire connaissance, aux superviseurs de se concerter et de faire le point sur les participants dans les groupes.
Fabrication/Assemblage
La phase de fabrication et d'assemblage intervient après la phase de découverte et d'accueil, en groupes.
La totalité du jour 2 y sera consacrée, après un premier jour consacré au code source arduino et la compréhension du lien entre codes et capteurs.
Les étapes essentielles sont :
Soudure de tous les composants à assembler ensuite (capteur, panneaux solaires...)
Compréhension de la carte électronique arduino, code source et branchement de capteurs.
Création d'un plan de circuit électronique
Notion de boîtier et de contraintes physiques (protection d'un dispositif extérieur)
Design et fabrication d'un boîtier adapté.
Etapes avec les participants
JOUR 1
Accueil collégial (15 mn) :
On offre thé/café
Les enjeux climatiques, qu'est-ce que la mesure de la qualité de l'air
Présentation du matériel
Présentation des superviseurs de groupes
Affectation des personnes aux groupes
Séparation du matériel par groupe
Les groupes rejoignenet chacun une salle (groupes de 10)
Travail par groupe en salle : 3 heures le matin
Vérification et finalisation de l'installation du logiciel arduino dans les ordinateurs
Le superviseur utilise un écran de TV pour projeter son ordinateur avec la documentation de fabrication.
Présentation de chaque élément qui constitue le kit
Début de la phase de programmation arduino et découverte et utilisation des bibliothèques logicielles associées
Avec cette méthode une carte de prototypage arduino suffit pour chaque groupe.
Cette carte est branchée sur l'ordinateur du superviseur. Pour chaque tâche il fait venir un participant et lui demande d'intervenir sur l'ordinateur en le guidant devant les autres. Puis chacun signale ses difficultés, on met tout le monde à niveau, et on passe à l'étape suivante.
C'est un processus long et mais qui permet la compréhension du code et de l'environnement arduino, même avec des participants de niveaux différents.
Les pauses médianes du midi (45 mn) :
Cette pause est la plus longue de chaque journée. Elle permet aux participants d'échanger dans la salle, de partager connaissances et impressions, de se rencontrer et tisser des liens.
Elle permet aussi aux superviseurs de faire le point sur les participants aux différents groupes.
Travail par groupe en salle : 3 heures l'après-midi
Durant le jour 1, reprise des ateliers Dans les différentes salles pour la seconde phase arduino et la compréhension des bibliothèques logicielles.
A la fin de l'après-midi, debriefing dans chaque salle de formation avec le superviseur.
Rassemblement collégial de fin de journée (15 mn)
Séparation et installation des groupes dans les mêmes salles que la veille.
Travail par groupe en salle : 3 heures le matin
Soudure et préparation des éléments qui vont alimenter (modules solaires), et permettre à la carte électronique de capturer et transmettre de la donnée.
Fabrication de la connectique des capteurs et du bouclier GPRS.
L'objectif est d'avoir des parties qui vont se brancher sur la carte électronique dont le code a été préparé la veille.
Pause médiane du midi (45 mn) Travail par groupe en salle : 3 heures l'après-midi
On raccorde la totalité des éléments préparés, électronique et gprs.
Test des équipements et du fonctionnement de la solution.
Debogage, vérification des branchements lien entre logique et matériel.
Fin du jour 2 : phase collégiale
Débriefing de l'état des réalisations.
Annonce du programme du lendemain
Consignes horaires
Jour 3 : finalisation (une demi-journée - 3 heures)
Accueil collégial
Rappel des objectifs de la journée
Séparation en groupes en salles
Travail par groupe en salle : 3 heures le matin
Objectif fonctionnement final du détecteur de pollution
Branchement sur alimentation solaire, tests d'envoi du data
Intégration dans le boitier de protection
Tests d'interfaces web de visualisation du data environnemental
Rassemblement en salle principale avant la pause médiane de midi : célébration
Chaque équipe présente sa réalisation, et la fait fonctionner.
Débriefing des points les plus difficiles pour les participants
Notion de captation citoyenne de données. Exemples de projets.
Ouverture sur des projets à l'étude : installation de capteurs au Burkina pour permettre aux pouvoir publics d'avoir un nouvel outil de mobilisation et de prise de décision.
Rangement
Le rangement est effecté en fin d'atelier par les participants.
Les éléments étant de petite taille (électronique, petit outillage), il est très facile d'initier les participants au rangement dans un fablab ou un atelier en leur indiquant la logique de rangement.
Photo de GroupePhotographie de groupe - CC by SA Wakatlab Burkina Fasso
A la fin du jour 3 (midi), on prend une photo avec tous les participants qui acceptent la diffusion de leur image dans les réseaux sociaux. Ici des photos ont été prises avec les groupes en salle, pas avec la totalité des participants.
Communication
Diffusion de post sur Facebook.
Diffusion de billet sur le site internet
DocumentationDocumentation pdf pour la fabrication
Objectifs de Développement Durables concernés (ODD)
Éducation de qualité
Industrie, innovation et infrastructure
Villes et communautés durable
Défis Résilience des territoires ADEME (si applicable)
Mobilites et logistiques
Alimentation et agriculture
Urbanisme Circulaire
Ilôts de chaleur
Gestion de l'eau et des sols
Objectifs pédagogiques
Soft Skills
- Savoir se concentrer
Compétences techniques
-
Compétences des pédagogues
Outillage
Il faut impérativement disposer d'une découpe laser de grande taille donc anticiper pour pouvoir en utiliser une dans un fablab, une école, une entreprise partenaire.
Le reste est très facile à amener sur place le jour J. L'atelier demande deux jours de travail.
Matériaux
Bien respecter les épaisseurs et dimensions des plaques de bois à se procurer.
Pistes : magasins de bricolage, partenaires du milieu de la menuiserie, etc.
Local/Lieu
Dans l'idéal, proche de la découpe laser : dans un fablab, ou alors une salle de classe où l'on peut rassembler des tables pour assembler la maquette finale suivant les étapes.
Il faut une connexion internet pour extraire en direct le périmètre cible de la plateforme openstreet map
Équipe
Deux personnes pour 6 participants.
Normes/Sécurité
Utiliser une découpe laser dans un local aux normes (extincteur, extraction de fumées, arrêt d'urgence...)
Financement
La maquette 3D physique la moins chère du monde probablement, en fidélité cartographique : 20 €.
Communication
Recrutement parmi des personnes intéressées par un travail autour de leur lieu de vie : associations de quartier, mairies, chercheurs...
