Rencontre avec Sylvain Soulard.

Rencontre avec Sylvain Soulard, dont les élèves ont remporté le premier prix académique et au niveau national, le deuxième prix collège offert par EDF, du concours C.Génial avec le projet d’une main robotisée.


Interview réalisée en juin 2017 par Clémence Jamet

Sylvain Soulard, professeur de technologie et Jérôme Barbessou, professeur de SVT au collège Anatole France de Cadillac (ndlr : collège devenu à la rentrée 2017 collège pilote La main à la pâte), ont participé au concours C.Génial 2017 avec leurs élèves (voir photo ci-contre). Ayant remporté le premier prix académique, ils sont allés en finale nationale le 19 mai dernier à Paris avec leur projet de main robotisée où ils ont gagné le deuxième prix collège offert par EDF.

Sylvain (situé derrière ses élèves sur la gauche de la photo) est lui-même très actif : il est co-fondateur et co-organisateur du projet Robotek et, depuis l’année dernière, formateur à la Maison pour la science en Aquitaine sur les thèmes "Concevoir et programmer un robot au collège" et "Maquettage et impression 3D".
 

Pour l’équipe éducative du collège Anatole France, il est impensable de ne pas amener les élèves hors de l’établissement au moins une fois dans l’année. Pour cela, ils s’unissent dans des projets sortant de l’ordinaire. Sylvain Soulard a mis en place de nombreux itinéraires découvertes, qui sont des projets interdisciplinaires devant guider les élèves à prendre plus d’autonomie à travers une production individuelle ou en groupe. Il a collaboré notamment avec ses collègues d’histoire-géographie sur la modélisation du château de Cadillac, après en avoir fait la visite. Il a toujours eu l’habitude de travailler en interdisciplinarité avec ses collègues de SVT et de physique-chimie. C’est ainsi que le collège a participé aux Exposciences puis au concours C.Génial, et ce quasiment depuis le début de ce dernier en 2008.

Le concours C.Génial réunit des projets interdisciplinaires et innovants dans les domaines scientifiques et techniques. Il existe une édition pour les collèges et une édition pour les lycées. Pour en savoir plus : https://www.cgenial.org/82-nos-actions/145-concours-cgenial ou contacter directement l'enseignant référent Michel Paya.

Le projet de la main

Sylvain Soulard avait en tête depuis longtemps l’idée de la main robotisée. Lorsqu’il a acheté l’imprimante 3D pour le collège, il a plongé dans la multitude de possibilités qu’offre l’appareil, et celle de la main lui a particulièrement parlé.

L’objectif de cette main est de pouvoir se comporter comme une vraie main et donc pouvoir saisir des objets. L’idée est d’utiliser des câbles pour chacun des doigts qui traversent les phalanges et de les actionner grâce à des servomoteurs. Ceux-ci sont connectés à une carte électronique. A ce système s’ajoutent deux capteurs, l’un de contraction musculaire (placé sur le bras d’un élève afin de récupérer le message nerveux du muscle), l’autre de force, lequel détecte la pression contre l’objet tenu. Sans celui-ci, la main écraserait l’objet.

Pour la réaliser, il s’est mis d’accord avec un de ses collègues de SVT, Jérôme Barbessou, pour prendre sur l’année toutes les classes de 3e, afin de s’assurer que les notions nécessaires à la conception de la main soient abordées. Bien que découvrant la neurobiologie séparément de la technologie, les élèves ont réutilisé ces connaissances pour réaliser le mécanisme de fonctionnement de la main. Sylvain a, lui, consacré toute l’année au projet, abordant au travers de celui-ci les différentes notions du programme. Toutes les classes de 3e ont donc participé à l’élaboration de la main robotisée, bien que seuls six élèves se soient rendus au concours.

La réalisation de la main

Avant de se lancer, le professeur a monté un prototype pour vérifier que ce projet fonctionnait : « Je ne l’ai pas montré aux élèves, car je ne voulais surtout pas les influencer ». Il ne leur a donné que le poignet, la paume et le pouce : les élèves devaient se charger des doigts. Chaque groupe s’est plus précisément dédié à une phalange. Après des recherches sur les mains existantes, leur fonctionnement etc, les élèves ont monté des maquettes en carton. L’étape suivante a été la modélisation 3D. Différents types de phalange ont été conçues (voir photo), il a donc fallu faire un choix. Toutes n’étaient pas opérationnelles. Excepté un groupe qui a travaillé avec une fraiseuse parce qu’il considérait l’impression 3D trop longue (photo : il s’agit du doigt blanc), l’intégralité des élèves a choisi l’impression 3D pour la fabrication des phalanges. Une fois les doigts montés, leur articulation a été éprouvée avant qu’ils ne soient rattachés à la main. Pour piloter les doigts à l’aide des servomoteurs, il a fallu les programmer. Pour ce faire, Sylvain a fourni aux élèves des documents ressources et quelques lignes du programme à inventer. Sur cette base, les élèves ont procédé par tests pour réaliser et ajuster le programme commandant la main. Petit à petit, la prothèse s’est construite.

Le cahier des charges, donné en début d’année aux élèves par leur professeur, a été entièrement respecté, excepté parfois la contrainte esthétique. L’objectif était de tenir un gobelet sans l’écraser : il a été rempli avec succès.

Bilan du projet

Ce projet n’a pas été plus compliqué que d’autres. Le temps a été le souci majeur, à cause de la lenteur des impressions 3D. Tous les groupes n’ont pas réussi la modélisation de leur phalange, aussi n’ont-ils pas pu l’imprimer. Enfin, la motivation n’a pas été égale : certains élèves ne se sont intéressés au projet qu’une fois la partie théorique passée, d’autres ne se sont pas du tout sentis concernés. Sylvain le regrette : « Il y en a toujours qui ne s’intéressent pas à la technologie, car ils considèrent que cette matière ne leur sera pas utile dans leur projet professionnel ». Cependant, pour ceux qui y ont activement pris part, et en particulier les six ayant présenté la main au concours, ils ont gagné en autonomie, en curiosité, en initiative, en passion. Ils sont devenus plus débrouillards et ont pu observer la qualité du travail des autres élèves participant au concours. « Certains ont appris à coder chez eux », se rappelle Sylvain. Partant de là, le choix des élèves devant représenter le projet devant les jurys a été plutôt évident. Certains ont utilisé le projet pour leur oral du brevet.

Le concours

« Lorsque je me suis réveillé le matin du concours, pour moi, c’était bon », confie Sylvain. Puisque le projet était accompli, puisque les élèves ont appris beaucoup de choses grâce à lui, une victoire n’était pas si importante à ses yeux. Le professeur n’en a pas été moins fier de la fluidité et de l’aisance de ses élèves face aux jurys.

Au niveau académique, ils ont décroché le premier prix. Au niveau national, ils ont remporté le deuxième prix, mais le concours était moins sympathique, a trouvé Sylvain. Les jurys ont encore moins de temps pour voir les projets qu’au niveau académique. La proximité avec ceux-ci est donc grandement diminuée et la convivialité est moindre. De plus, les projets étant disséminés dans deux bâtiments, les élèves n’ont pas osé quitter leur stand sur une durée aussi longue pour aller à la rencontre des participants situés dans l’autre bâtisse. Enfin, ils ne pouvaient être que trois pour présenter leur projet, lorsqu’au niveau académique ils étaient six. Venir à Paris et visiter la ville a cependant été une expérience inoubliable pour eux.

 

Sylvain recommencera le concours l’année prochaine, mais avec un projet différent (il ne sait pas encore lequel). Cependant, il garde celui-ci en réserve, pour idéalement le développer avec Inria (Institut National de Recherche dédié au numérique). L’Institut de Bordeaux dispose d’un casque connecté à un robot qui s’illumine en fonction de la partie du cerveau sollicitée. Que ce partenariat se réalise ou non, la prochaine étape est d’articuler le pouce de la main.