Le Petit FABLAB, Mise en place

Démarrage du FabLab

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En primaire, cela me semble compliqué de démarrer le FabLab directement en classe entière. En effet, la plupart des élèves n’ont aucune expérience de bricolage, de fabrication, ni d’utilisation de machines et comme je ne peux malheureusement pas me découper en 24, le FabLab commencera sur des temps d’APC à partir de projets venant des élèves ou de collègues.

L’idée est d’apprendre au fur et à mesure le fonctionnement des différentes machines à quelques élèves qui pourront ensuite aider leurs camarades sur les projets suivants et ainsi de suite jusqu’à pouvoir ouvrir le FabLab en classe entière sans être débordée.

Fiche projet

Lorsque des élèves ont une idée de projet, elles devront d’abord compléter une fiche projet. Cette fiche projet a plusieurs objectifs :

  • faire réfléchir les élèves en amont de la réalisation sur la manière de réaliser leur idée et les moyens dont ils devront disposer
  • leur faire prendre conscience de l’aide dont ils vont avoir besoin
  • m’informer de leur idée pour que je puisse moi aussi réfléchir de mon côté et rassembler les matériaux et mettre en place les conditions nécessaires à la réalisation du projet
  • permettre à d’autres élèves de s’inscrire sur le projet si nécessaire
  • me permettre d’inviter en APC le groupe concerné.

Voici une première ébauche de cette fiche projet. Je l’adapterai au fur et à mesure.

Une fois cette fiche complétée, les élèves me la déposent et s’il manque des participants, elle sera affichée dans l’école pour que d’autres élèves puissent s’inscrire avant de démarrer la réalisation.

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Quel matériel choisir ?

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Dans une école, le matériel va surtout dépendre de budget disponible pour ce projet et de la sécurité nécessaire.

L’essentiel : la sécurité

Les machines et outils utilisé dans le fablab doivent pouvoir être utilisés en toute sécurité. Il faut donc prévoir :

  • des machines sécurisées et des équipements de protection adaptés
  • des affichages rappelant les consignes de sécurité
  • une formation des professeurs et des intervenants à l’utilisation des machines
  • une formation des élèves utilisateurs du FabLab
  • une bonne aération du local (la VMC ne suffit pas)
  • et bien sûr un encadrement lors de l’utilisation

Les différentes machines :

  • Imprimante 3D :

L’idéal c’est de choisir une imprimante 3D fermée mais elles sont généralement plus chères que les modèles ouverts.

Un système d’auto-nivelage est à mon avis indispensable pour éviter de passer des heures à régler le plateau à chaque séance.

Pour des raisons de sécurité, il est important de n’utiliser que du filament PLA (fabriqué à base de maïs) qui provoque moins d’émanations de COV. Par précaution, cela ne dispense pas d’assurer une bonne aération de la salle.

Toutefois, l’impression d’un objet prend souvent beaucoup de temps (parfois plusieurs jours). Certaines choses ne sont dont pas réalisables dans le cadre scolaire, en particulier si l’imprimante ne peut pas tourner sans surveillance. De plus, cela rend l’utilisation difficile quand plusieurs groupes d’élèves veulent imprimer leur projet durant la même séance.

Pour que l’impression soit plus rapide, il est possible d’utiliser une buse plus large que l’habituelle buse de 0,4mm. Cela rend l’objet imprimé plus grossier mais ce n’est généralement pas un problème dans le cadre d’une création d’enfant. Il est pas exemple possible d’utiliser une buse de 0,6mm ou même d’1mm.

  • Graveuse laser :

La graveuse laser est complémentaire à l’imprimante 3D. Elle présente l’avantage d’être immobilisée moins longtemps et de permettre la création d’objets plus grands.

Elle permet également de créer du matériel pédagogique sur mesure et permettant ainsi de répondre exactement aux besoins d’un enseignant ou d’un élève.

Le point noir des graveuses laser est la sécurité : Dans une école, il faudra absolument choisir une graveuse aux normes européennes (toutes ne le sont pas), entièrement fermée (pour éviter la dispersion des fumées et pour protéger les yeux des utilisateurs), avec un système d’évacuation et/ou de filtration des fumées et un système de détection de flamme. Elle doit également être équipée d’un bouton d’arrêt d’urgence et ne doit être utilisée que sous surveillance en raison des risques de déclenchement d’incendie.

Il faudra également faire très attention au choix des matériaux gravés ou découpés dans la machine car certains produisent des gaz toxiques et corrosifs. Par exemple, le PVC produit du chlore qui endommagerait la machine et est très fortement toxique pour les humains.

Même avec des matériaux compatibles (bois brut, contreplaqué, MDF, acrylique, carton, papier), la gravure et la découpe produisent beaucoup de fumées. La graveuse devra donc être utilisée le plus près possible d’une fenêtre donnant sur l’extérieur afin de laisser sortir le tuyau d’évacuation le plus loin possible et éviter que les fumées ne reviennent dans la pièce. Un purificateur d’air à filtre charbon et HEPA H13 peut être un bon complément.

  • Machine à coudre :

Il existe des machines à coudre pour enfant qui présentent l’avantage d’être simples d’utilisation et qui possèdent un protège-doigt. Attention, je ne parle pas ici de machine à coudre jouet mais de vraies machines à coudre adaptées aux enfants.

Toutefois, une machine classique pourra également faire l’affaire pour peu qu’on puisse y adapter un protège doigts.

Pour ma part, j’ai choisi d’utiliser une de mes anciennes machines à coudre Brother CS8060. C’est une machine électronique avec enfilage automatique, dont la vitesse peut être bloquée à trois paliers différents et qui peut être équipée du protège doigt.

  • Scie à chantourner :

La scie à chantourner permet de couper les morceaux de bois trop épais ou trop grands pour la graveuse laser.

Son utilisation requiert des équipements de sécurité : lunettes de protection, gants et masque bien ajusté (par exemple un masque chirurgical).

Je ne m’étends pas plus sur le sujet car je ne le maîtrise pas encore.

  • MakeDo :

Les kits MakeDo sont des outils et des vis permettant de découper et assembler des morceaux de carton.

C’est un complément très intéressant de la graveuse laser et de l’imprimante 3d car les possibilités sont nombreuses et matières premières sont peu coûteuses.

L’imprimante 3d pourra permettre d’imprimer des pièces complémentaires comme des coins, des poignées, des charnières, etc

Il est ainsi possible pour des élèves de construire des maquettes, des cabanes, des petits meubles, etc qui peuvent facilement être démontés, modifiés, décorés…

  • Robots ou cartes à programmer :

Les possibilités sont maintenant très nombreuses. Il existe différents robots utilisables dans le cadre scolaire : Thymio, Beebot, Codey Rocky,..

Il existe également des cartes à programmer, qui coûtent souvent moins cher que des robots, par exemple les cartes micro:bit.

Le choix dépendra des niveaux concernés. En maternelle, des Beebot seront largement suffisants tandis qu’en cycle 3, il vaudra mieux choisir un modèle offrant plus de possibilités.

Le FabLab sera utilisé par des élèves du CP au CM2, j’ai donc choisi d’équiper le Petit Fablab de 8 robots Codey Rocky car :

  • ils ont un écran que les élèves de CP peuvent modifier facilement,
  • ils peuvent se déplacer,
  • ils ont des capteurs de couleurs, de lumière, d’obstacle et de volume sonore qui permettent de complexifier les projets pour les plus aguerris,
  • les capteurs sont orientables (pour regarder devant ou vers le sol)n
  • ils sont compatibles avec les Lego technic,
  • ils se connectent en bluetooth, ce qui évite l’utilisation de câbles et d’abîmer les connecteurs,
  • enfin, l’écran est amovible et dispose de 3 boutons, ce qui rend possible la programmation de petits jeux.

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Le Petit FABLAB, Mise en place

Pourquoi mettre en place un FabLab dans une école primaire ?

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Un FabLab (laboratoire de fabrication) est un espace où les personnes peuvent accéder à des outils de fabrication tels qu’une imprimante 3D, une découpeuse laser, machine à coudre, à broder, divers outils, etc.

Ces espaces encouragent l’innovation, la créativité et l’apprentissage par la pratique mais est-ce vraiment utile dans une école ?

Tout dépend de la pédagogie et de l’utilisation de ce FabLab.

S’il n’est utilisé que pour montrer aux élèves le fonctionnement des diverses machines et reproduire des modèles tout faits, cela ne présente à mon avis pas un grand intérêt. Les élèves, une fois passée la phase de découverte, finiront probablement par se lasser et les apprentissages seront limités.

Par contre, si le FabLab est utilisé régulièrement, pour des projets qui intéressent les élèves (l’idéal étant des projets venant des élèves eux-mêmes) et pour lesquels ils devront réfléchir, travailler en équipe, argumenter, trouver des solutions, essayer, échouer, réessayer, exposer et expliquer leur travail aux autres élèves, alors les apprentissages seront nombreux et motivants.

Apprendre à utiliser le ou les outils nécessaires :

Que ce soit un ordinateur, une imprimante 3D, une scie à chantourner, une machine à coudre ou un tournevis, il est peu probable que les élèves de primaire sachent déjà s’en servir correctement.

Nos élèves sont de moins en moins dégourdis et n’ont généralement que très peu l’occasion de bricoler avec leur parents.

Ces apprentissages ne sont pas au programme de l’école élémentaire mais ils ne sont pas inutiles pour autant.

Les apprentissages transversaux :

Un FabLab dans une école primaire encourage une approche interdisciplinaire de l’apprentissage. Selon les projets réalisés, les élèves utilisent des compétences de diverses matières, par exemple : les mathématiques (les mesures, surfaces, angles, volumes, etc), les sciences (l’électricité, , l’art et le français (rédiger une fiche projet, présenter son projet à l’oral ou à l’écrit, lire…). Les élèves voient ainsi l’utilité des apprentissages, les connexions entre différentes disciplines et comprennent comment elles permettent de résoudre des problèmes réels.

En réalisant des projets de A à Z, les élèves peuvent développer de multiples compétences :

  • Leur créativité, la résolution de problèmes et la persévérance : En effet, ils doivent imaginer la réalisation de leur projet et trouver comment résoudre les problèmes qui apparaitront vraisemblablement au cours de la réalisation.
  • L’adaptabilité : Les élèves doivent composer avec le matériel à disposition. Certaines machines, certains logiciels, bien que similaires, fonctionnent légèrement différemment les uns des autres et les élèves doivent s’adapter à la machine ou au logiciel utilisé par rapport à leur projet
  • La coopération et le travail en groupe : Les élèves sont encouragés à travailler ensemble sur des projets, à partager des idées et à apprendre les uns des autres. Cette collaboration développe des compétences importantes, telles que la communication, le travail en équipe et la gestion des conflits.

Stimuler l’Engagement et la Motivation :

Travailler sur des projets concrets est motivant pour les élèves. Le fait de voir l’utilité concrète des apprentissages fondamentaux permet de motiver les élèves même en dehors du FabLab

Favoriser l’égalité filles/garçons

Les études dans les domaines techniques ou le domaine du numérique attirent encore trop peu de filles. Le fait d’utiliser régulièrement des outils numériques ou mécanique permet de briser les stéréotypes de genre et les incitera plus tard à ne pas rejeter d’office ces voies.

Conclusion

Introduire un FabLab dans une école primaire en utilisant une pédagogie de projet permet d’offrir aux élèves des opportunités d’apprentissage, y compris dans les apprentissages fondamentaux, de développer leurs compétences techniques et de collaboration. Cela encourage non seulement la créativité, l’innovation et l’autonomie, mais prépare également les élèves à un avenir où la technologie jouera probablement un rôle central.

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Enseignante en cycle 2, j’ai créé ce site dans le but de regrouper et de partager mon travail autour du FabLab à l’école, en robotique et programmation (cycle 2 et 3), ainsi que diverses choses pour le cycle 2. J’espère que vous y trouverez de l’inspiration !