Situation déclenchante

Le professeur introduit une situation déclenchante du type « la famille Dupond souhaite construire une maison dans un lieu isolé, comment peuvent-ils l’équiper pour être en sécurité ? ».
Il peut également évoquer une évolution récente de l’habitat : les logements utilisent de plus en plus d’outils numériques et sont de plus en plus connectés. Il demande aux élèves comment l’on pourrait profiter de ces nouvelles technologies pour améliorer la sécurité dans un logement.
Avant de les laisser travailler en groupe, il leur annonce que ce projet se terminera par une restitution finale, pour laquelle ils devront présenter les différentes étapes de leur projet : leurs idées initiales, leurs réalisations… Cette restitution peut prendre plusieurs formes différentes (diaporama, vidéo de type making of, etc.). Dans cette optique, il les invite à prendre des photos de ce qu’ils font et de ce qu’ils écrivent, et à tenir un « cahier de bord » ou « cahier de projet ». La structure de ce cahier peut être imposée par le professeur, ou discutée en classe.
Exemple de structure :

Recherche (par groupes)

Les élèves sont répartis en groupes (de 4 à 7 élèves en fonction des effectifs, l’objectif étant d’avoir 5 à 6 groupes dans la classe) qui constitueront des « îlots » stables pour toute la durée du projet. Chaque groupe réfléchit aux différents moyens de sécuriser un logement.
Après quelques minutes de recherche, le professeur distribue à chaque groupe une photocopie de la Fiche 1, qui présente le plan d’une maison très simple [Ce plan peut bien sûr être modifié. Le fichier source (éditable à l’aide du logiciel Sweet Home 3D) est téléchargeable ICI].
Les élèves doivent reporter, sur ce plan, les différents éléments auxquels ils ont pensé, par exemple :

Note pédagogique :
Il est utile de prévoir, dès le début de chaque phase de recherche, quel élève sera le « secrétaire » du groupe, chargé d’écrire les documents de présentation, et lequel sera le « porte-parole », qui présentera les travaux du groupe lors des mises en commun. Le professeur veillera à ce que ces 2 rôles tournent régulièrement au sein des groupes. Le cahier de bord pourra être utile pour cela.

Mise en commun (collectivement)

Le professeur organise une mise en commun au cours de laquelle chaque groupe présente les idées notées sur le plan.
La discussion collective fait émerger le fait que la sécurité d’une maison peut être traitée selon 2 approches complémentaires :

•  La sécurité des biens. Il s’agira, pour l’essentiel, de se prémunir contre le vol. La domotique permettra de détecter des intrusions (mouvement, ouverture de porte, choc…), de déclencher une alarme (lumière, sirène), voire de décourager d’éventuels intrus en simulant une présence lorsque les habitants de la maison sont absents (lumière, musique…). On peut compléter le dispositif par un envoi de message (au propriétaire ou à une agence de sécurité).
•  La sécurité des personnes. Il s’agira, ici, de prémunir les habitants de la maison contre certains risques domestiques mettant leur vie en danger. On peut penser à la détection des gaz toxiques ou des fumées, ou à la programmation d’un bouton « appel d’urgence » (qui peut être utile aux personnes âgées par exemple).

Au cours de cette mise en commun, le professeur introduit le vocabulaire spécifique en guidant les élèves par un questionnement :

•  Qu’est-ce qu’un système automatisé ? De quoi est-il composé ? L’objectif est d’introduire la distinction entre un « capteur » (qui détecte un signal) et un « actionneur » (qui effectue une action). Les élèves comprennent facilement la différence entre capteurs et actionneurs, mais oublient souvent qu’un troisième élément est indispensable pour relier les deux : un ordinateur, équipé d’un programme. C’est le programme qui permet à l’ordinateur de déclencher des actions lorsqu’un ou plusieurs capteur(s) envoie(nt) un signal (ce signal véhiculant une information).
•  Que signifie le mot « domotique » ? Il est formé par la contraction de 2 termes ? Lesquels ? Que signifie « domus » ? L’objectif étant de définir la domotique comme un cas particulier de système automatisé appliqué à une habitation.

Au besoin, la classe réalise collectivement une carte mentale ou un schéma résumant le projet de maison domotique. Exemple de schéma (incomplet car en cours de réalisation) :

Conclusion

La classe définit collectivement les mots-clés cités ci-dessus : capteur, actionneur, programme, signal, domotique. Elle finalise la liste des fonctions qui ont été évoquées lors de la mise en commun :

•  Simuler une présence
  •  Allumer des lumières (uniquement s’il fait nuit) et faire du bruit
•  Détecter les intrusions
  •  Programmer une alarme (sirène + lumière) déclenchée par :
•  Le mouvement
•  L’ouverture d’une porte ou fenêtre
•  Un choc sur une porte ou fenêtre
•  Prémunir contre les risques domestiques
  •  Détecter les fumées et gaz toxiques
  •  Allumer la lumière lorsqu’un mouvement est détecté (la nuit uniquement)
  •  Programmer un bouton « appel d’urgence »

Les élèves archivent les notes et photos qu’ils ont prises dans le but de préparer la restitution finale.