Fabrication d'un composteur individuel et d'une sonde de mesure d'humidité et de température

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Atelier physiquement organisé sur le sujet (à partir de la liste des ateliers gratuits publiés) Fabrication d'un composteur individuel et d'une sonde de mesure d'humidité et de température
Durée de l'atelier 2 jours
Objectifs de Développement Durables concernés (ODD)
  • Villes et communautés durable
  • Consommation et production responsables
  • Lutte contre les changements climatiques
Défis Résilience des territoires ADEME (si applicable)
  • Alimentation et agriculture
  • Urbanisme Circulaire
Objectifs pédagogiques

Soft skills

  •  Ponctualité 
  • Etre attentif

    Connaissances techniques

  • Découverte et mise en application du Design Thinking
  • Bases de programmation arduino
  • Bases de l'électronique et de conception logicielle de circuits (Proteus)
  • Bases de modélisation et conception 3D sur solidworks
  • Bases de l'impression 3D (comment passer du modèle numérique à l'objet physique)
  • Savoir utiliser le petit outillage à main de prototypage (fer à souder, tournevis, outils de coupe, scie sauteuse)


Notions environnementales

  • Pourquoi faire cet atelier, impact sur les déchets sur place au Togo
  • Qu'est-ce que le compostage ?
  • Intérêt de cette méthode et application

Outillage
  • Un ordinateur + videoprojecteur pour les contenus pédagogiques
  • Matériel pour électronique : composants, fer à souder l'étain, planches de prototypage
  • On a demandé aux participants de venir avec leurs ordinateurs et les logiciels pré-chargés le jour J : solidworks (modélisation 3D), Proteus conception électronique.
  • Une imprimante 3D sur place
  • Petit outillage à main, tournevis, scie sauteuse pour aller vite.
Matériaux
  • Planches et tasseaux à acheter à l'avance.
  • Disposer si possible d'un fond de visserie permettant de faire face à une fabrication de menuiserie
Local/Lieu
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Salle principale de l'atelier - cc by SA TIDD Lomé Togo
  • Utilisation de deux salles : une salle "fablab" pour le premier jour et une salle type "salle de cours".
  • 60 m carrés pour 20 personnes avec un local sous 220V et si possible un espace équipe en matériel de fabrication numérique (en tout cas au moins avec une imprimante 3D).
  • Atelier bruyant donc prévoir à l'avance en fonction du contexte.
  • Dans le cas d'une salle de classe, envisager baches de protection du sol ou planches martyres (perçage), pas de problème dans un atelier ou un fablab pour le jour 1 (fabrication et ménuiserie).
Équipe
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L'équipe de superviseurs du premier jour d'atelier - cc by SA TIDD Lomé Togo
  • 6 superviseurs et intervenants pédagogiques.
  • 4 personnes en soutien logistique et commodités (repas, etc)
  • Pour 20 participants.
Normes/Sécurité
  • Attention aux phases de perçage et de coupe
  • Supervision et consignes pour l'usage du fer à souder
  • Pas de danger particulier
Financement
  • Peu couteux car tout le monde va travailler pour concevoir un prototype unique de composteur
  • Electronique et composants pour un prototype
  • Rémunération des intervenants
  • Quelques consommables à bas coût : tasseaux, planches.
Communication
  • Participants recrutés dans les publics et professionnels d'une école : courrier à l'administration de l'école avec un budget et un projet pour réaliser le projet.
  • C'est l'école qui a recruté les élèves intéressés. Il y en avait 50 donc les organisateurs ont organisé des entretiens de motivation pour sélectionner 20 participants et participantes.
  • Sélection sur la motivation des candidats identifiés par l'école.
Accueil Rassemblement dans la salle de cours : des pauses petit déjeuner sont organisées en milieu de matinée.
Consignes Certaines consignes ont été envoyées via groupe électronique avant l'atelier pour garantir son succès :

  • Avoir un ordinateur avec soi le jour J
  • Installer les logiciels de travail à l'avance : solid works et Proteus.
Préparation des Matériaux/Kits - Ordinateur et videoprojecteur pour les sessions théoriques, équipé des logiciels Solid worls et Proteus (conception 3D et électronique)
- Bois et tasseaux, visserie, paumelles
- Capteur sélectionné, carte arduino, composants classiques (cf doc de fabrication)
- Fer à souder, fils et plaque de prototypage
Pauses Les pauses médiane du matin se font dans une cour extérieure avec mise à disposition de boissons chaudes et fraîches. Les pauses sont obligatoires
Fabrication/Assemblage
  • Bien passer les consignes de sécurité pour l'utilisation de l'outillage électroportatif.
  • Attention à chaque fois qu'on aura utilisation d'un fer à souder l'étain.
Etapes avec les participants

JOUR 1 : Contexte, connaissances théoriques, début de conception numérique de l'objet


Matinée du jour 1 : Contexte et intérêt du compostage- méthode de design thinking


En configuration salle de cours avec ordinateur et vidéoprojecteur :

8h00-8h20: Mot d'ouverture et prise de contact
8h20-8h45: Présentation du contexte de l'atelier

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Initiation au compostage par Jérémie Boissinot - cc by SA TIDD Lomé Togo

8h45-9h30: Initiation au compostage par un expert (Programme entrepreneurs du monde)

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Découvert du Design Thinking par Jutin Hankem - cc by SA TIDD Lomé Togo

9h30-10h00: Initiation au Design Thinking par un expert (Projet Zindi Togo)

Pause médiane de matinée

10h00-10h30 avec boissons chaudes et petit déjeuner offert

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Découverte du 3D print - cc by SA TIDD lomé Togo

10h30-11h30 : Découverte modélisation et Conception 3D avec solidworks

Intervention d'un expert doctorant en génie mécanique. Intérêt et fonctions de base du logiciel pour concevoir un objet, ici le composteur.

11h30-12h30: Initiation à l'impression 3D

Principe, matériau, machines, démonstration in situ.

12h30-13h15 - Pause déjeuner


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La pause déjeuner - cc by SA TIDD Lomé Togo

  • Déjeuner offert par les organisateurs.

Après-midi du jour 1 : Objectif conception et fabrication du composteur


13h15-14h15: Conception et modélisation 3D de projets de composteurs

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Composteur conçu sous solidwoeks lors de l'atelier - cc by SA TIDD Lomé Togo

Il y a eu plusieurs versions intermédiaires pour aboutir à une version finale

La conception se fait complètement en mode professionnel CAO en découvrant solidworks sur son ordinateur.
Un schéma avec les vraies dimensions issues des échanges se fait progressivement sur un tableau et permet d'aboutir à un modèle 3D crédible avec l'aide des superviseurs.

14h14-16h00 : fabrication du composteur physique

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Fabrication du composteur physique - cc by SA TIDD Lomé Togo

On affecte des tâches à des groupes pour : les meseures et le traçage, la coupe de bois, après-coupe, visserie. Ceci permet d'accélérer cette phase critique pour la suite. Attention dans un établissement d'enseignement il faut impérativement respecter les horaires et donc si on n'arrive pas à terminer cette phase il faudra le faire très vite le lendemain matin.

Le rangement dure 30 mn et est fait par tous et toutes (participants et superviseurs).

Jour 2 : dispositif de monitoring IOT (électronique)


Matinée


En configuration salle de classe avec vidéo-projecteur :

8h00-9h00: Initiation à l'électronique par un ingénieur
9h00-10h00:Initiation à la programmation arduino

10h00-10h30 : Pause médiane de matinée

Boissons chaudes et petit déjeuner offert.

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Concevoir un circuit électronique simulé sur ordinateur avec Proteus - cc by SA TIDD Lomé Togo

10h30-11h30 : Conception et modélisation électronique du dispositif capteur + afficheur par les apprenants sur leurs ordinateurs avec le logiciel Proteus.

Application des connaissances par la conception du montage électronique.

Deux paramètres clés influent sur la qualité du compost et indiquent qu'il faut l'arroser ou le maintenir à une certaine température. On va donc prendre un capteur de température et un capteur d'humidité qui sont intégrés dans un capteur qui fait les deux mesures.

Le retour d'information se fait par un afficheur relié à la carte arduino.

11h30-12h30: Conception, modélisation et impression 3D du boîtier pour le dispositif électronique

Application des connaissances pour concevoir en 3D via solidworks un boitier pour le dispositif de sonde.
Echange avec les participants en direct avec un expert qui fait la modélisation en direct sous leurs yeux via videoprojecteur. Lancement de l'impression 3D avant la pause de midi.

12h30-13h15: Pause déjeuner

Déjeuner offert à tous et toutes.

Après-midi : passage du modèle numérique du circuit électronique sous Proteus à sa fabrication


13h15-14h30 : Fabrication physique du système embarqué de monitoring

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Découverte du capteur-sonde température-humidité qui va être utilisé - cc by SA TIDD Lomé

On part des fichiers de conception numérique du circuit électronique faits sous Proteus pour réaliser le prototype final avec les composants physiques.

Chacun a participé à la conception sur son ordinateur avec sa version de projet, puis la réalisation physique de la conception finale est faite sous forme de masterclass de démonstration sous les yeux des participants par l'expert animateur. Explication de chaque phase.

Le code arduino est vidéo-projeté en direct avec la démonstration de différents scénarii activables sur le prototype final (suivant les broches branchées, etc).

Cette phase permet de tenir le timing tout en "donnant faim" aux participants qui pourront plus tard explorer chacune des briques (cet atelier va déboucher dans les semaines qui suivent sur une suite verticale d'approfondissement par des ateliers sur chaque technique).

14h30-15h00 : Intégration du dispositif électronique intégré dans son boitier à l'intérieur du composteur et tests

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On procède à l'assemblage des parties : le dispositif est intégré dans le boitier imprimé en 3D, lui-même intégré dans le composteur réalisé en bois. On peut maintenant voir les valeur affichées et qui vont permettre d'assurer, avec les connaissances transmises, le processus optimal de compostage. Si l'humidité est trop faible, il faudra arroser le compost. On connait également les consignes à suivre en fonction des températures indiquées.

15h00-15h30 : Synthèse de l'atelier et évaluation

  • Tour de table : avez-vous apprécié l'atelier ? Qu'avez-vous appris ? Améliorations possibles ?
  • Proposition de leur distribuer ensuite un formulaire d'évaluation par mail.
  • Contentement des participants mais frustration car envie d'ateliers plus long et complets.

C'est un des objectifs caché des pédagogues qui ont concentré le maximum de découverte d'outils impossibles à mâitriser du premier coup, mais abordables, pour amener les élèves à approfondir ensuite chaque technique. Un programme complet d'approfondissement est en cours de création dans la suite de cet atelier par les organisateurs en lien avec un établissement d'enseignement.

15h30-16h00 : Clôture

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Photographie de groupe des participants - cc by SA TIDD Lomé Togo

  • Remise des attestations
  • Photographie de groupe

Note du CCLab: cet atelier est remarquable par sa structure pédagogique cohérente en quarts de journées bien rythmées par des pauses médianes malgré un programme très dense :

Matin :
  • 1ere partie : contexte et théorie
  • 2eme partie : techniques de conception numérique
Après-midi :
  • 1ère partie : application de la technique au projet et passage du modèle à l'objet physique par la fabrication (CAo, 3D, électronique)
  • 2eme partie : fabrication et/ou tests.
Rangement
  • Le rangement est important à la fin du jour 1.
  • Il est fait avec les participants durant 30 mn (16h00-16h30
  • Nettoyage de la sciure, remisage des outils à leur place
Communication
  • Publication sur les réseaux sociaux dans les semaines qui suivent l'événement.
Contact documentation Sylvestre Olanlo - TIDD - sylolanlo@gmail.com