Les Laboratoires et Fablabs en collège et lycée
Pour bien débuter
Les programmes d'enseignement de la technologie en collège et en lycée (STI2D, SI) s'appuient en partie sur le travail en mode projet pour développer les compétences visées.
Les projets incluent la réalisation collective et collaborative de prototypes et d'expériences de validation de ces derniers.
Cette démarche nécessite l'organisation d'espaces de fabrication collaborative, également appelés FabLab (de l'anglais "Fabrication Laboratory").
Ces espaces de fabrication sont utilisés dans de nombreux contextes, en entreprise, laboratoire de recherche, enseignement supérieur, mais également dans le premier degré.
Voici quelques ressources potentiellement utiles pour découvrir les espaces et surtout les démarches collaboratives en FabLab, qui sont désormais au coeur des programmes de technologie en collège et en lycée.
Qu'est ce qu'un FabLab ?
Le terme " Fab Lab" est issu de la contraction de l'anglais "fabrication" et "laboratory". Il désigne est un lieu, (théoriquement ouvert à tous) dédié à la concrétisation des idées ou à l'enseignement de nouvelles compétences.
Pour plus d'information, vous pouvez retrouver sur l'espace dédié du MIT (Massachusetts Institute of Technology :
- la charte des Fab Labs, définie par le MIT, disponible en cliquant ici.
- un site dédié aux FabLabs, accessible ici
- un répertoire des machines utilisables en FabLab, accessible ici
- une fondation et une académie dédiées à la promotion des pratiques FabLabs, accessibles ici
De nombreux FabLabs se sont ouverts dans le monde entier, souvent portés par des associations.
Dans les établissements scolaires, des "espaces de fabrication collaborative" sont parfois mis en place, et sont utilisés par les élèves dans le cadre de leurs enseignements et projets.
Dans les collèges, chaque laboratoire de technologie doit comprendre un espace de fabrication avec des équipements dédiés.
Dans les lycées proposant les enseignements de seconde CIT, STI2D et sciences de l'ingénieur, les laboratoires de STI doivent comporter des équipements de fabrication.
Quelles sont les principales activités et règles de travail dans un FabLab ?
Dans un Fablab, plusieurs types d'activités peuvent être mises en place :
- de la conception de projet
- de la fabrication de composants
- de l'assemblage de prototypes
- des tests et expériences d'analyse de comportement et mesure de performance
- des réparations
- des mises à jour, évolutions de systèmes
- de la formation des utilisateurs (aux logiciels, aux machines, aux processus...)
- de la documentation (produire des modes d'emploi, des bases de données...)
- de la fabrication de composants
- de l'assemblage de prototypes
- des tests et expériences d'analyse de comportement et mesure de performance
- des réparations
- des mises à jour, évolutions de systèmes
- de la formation des utilisateurs (aux logiciels, aux machines, aux processus...)
- de la documentation (produire des modes d'emploi, des bases de données...)
Les règles de travail dans un FabLab s'appuient sur plusieurs principes :
- on se forme avant d'utiliser un matériel
- on collabore et on mutualise les compétences (aide de l'utilisateur qui en a besoin)
- on respecte le réglement et les procédures d'utilisation du FabLab et de ses matériels
- on respecte le FabLab et son matériel (rangement, maintenance, précautions d'emploi...)
- on assure la sécurité des biens et des personnes (respect des procédures)
- on documente ses productions (on laisse des traces, des explications, utiles pour le futur et les autres)
- on collabore et on mutualise les compétences (aide de l'utilisateur qui en a besoin)
- on respecte le réglement et les procédures d'utilisation du FabLab et de ses matériels
- on respecte le FabLab et son matériel (rangement, maintenance, précautions d'emploi...)
- on assure la sécurité des biens et des personnes (respect des procédures)
- on documente ses productions (on laisse des traces, des explications, utiles pour le futur et les autres)
Quelles sont les principaux équipements d'un FabLab ?
Un FabLab met à disposition des utilisateurs, différents types de services et d'équipements :
1 - Des espaces avec des fonctions spécifiques :
- espace de fabrication
- espace de rangement des fournitures
- espace de rangement des projets en cours de réalisation
- espace de test et validation des projets
- espace de rangement des fournitures
- espace de rangement des projets en cours de réalisation
- espace de test et validation des projets
2 - Des matériels de travail à main, pour fabriquer les objets:
- des matériels de découpe, mise en forme, finition, fixation...
- des matériels électriques voire automatisés :
- des matériels électriques voire automatisés :
- imprimante 3D,
- fraiseuse et tour à commande numérique
- machine de découpe (laser, chantournage, scies electriques)
- fraiseuse et tour à commande numérique
- machine de découpe (laser, chantournage, scies electriques)
3 - Des composants de prototypage rapide :
- matériels de réalisation de structures, chassis, coques
- matériels de gestion des mouvements (moteurs, actionneurs, transmission et conversion de mouvements)
- matériels d'acquisition de données (capteurs...)
- matériels de commande et pilotage (circuits intégrés, cartes microcontrôleurs, afficheurs, interfaces de commande, boutons, manettes...)
- matériels de gestion des mouvements (moteurs, actionneurs, transmission et conversion de mouvements)
- matériels d'acquisition de données (capteurs...)
- matériels de commande et pilotage (circuits intégrés, cartes microcontrôleurs, afficheurs, interfaces de commande, boutons, manettes...)
4 - Des matériels de mesure :
- mécaniques (mesure d'efforts, de couples, de vitesse, de masse, de position, d'accélération...)
- electriques (mesure de tensions, d'intensité, de signaux, osciloscopes...)
- informatiques (analyse de données, de trames...)
- informatiques (analyse de données, de trames...)
Les FabLab dans le premier degré : le dispositif "FabLab à l'école"
Certains professeurs des écoles incluent les espaces et démarches FabLabs dans leurs enseignements, généralement en faisant appel à des FabLabs associatifs locaux.
Afin de développer ces pratiques et contribuer à leur promotion, la cité des sciences et de l'industrie a créé en 2018 un dispositif national nommé "FabLab à l'école".
https://www.cite-sciences.fr/fr/vous-etes/enseignants/formations-et-projets/fab-lab-a-lecole
Son objectif est de stimuler le développement de la culture scientifique, technique, industrielle et numérique auprès des élèves et de leurs enseignants, et de favoriser l'innovation, la création, la coopération via l'apprentissage par « le faire ».
Ce dispositif vise Fab Lab à l’école propose un ensemble de ressources et de matériels pour accompagner au mieux l’installation et l’utilisation de ce dispositif pédagogique innovant.
Retrouvez ci-dessous des présentations de ce dispositif :
- Exemple de projet réalisé en école avec le dispositif "Fablab à l'école" : https://www.youtube.com/watch?v=XUd63WVPIxA
- Témoignage d'une enseignante de premier degré : https://www.youtube.com/watch?v=dD-1yvPV96c
- Conférence sur les lieux d'apprentissage : https://www.youtube.com/watch?v=fFFuRzVooI4
Les FabLab au collège, le laboratoire de technologie
Les laboratoires de technologie en collège doivent comporter des moyens de prototypage.
Ces moyens peuvent être regroupés dans une zone de fabrication pouvant servir de FabLab
Le laboratoire de technologie au collège est décrit dans le guide d'accompagnement Eduscol d'enseignement de la technologie au collège :
Source : https://eduscol.education.fr/282/technologie-cycle-4
- Guide pédagogique et didactique d'accompagnement du programme de technologie n°1
- Guide pédagogique et didactique d'accompagnement du programme de technologie n°2 proposant notamment de courtes vidéos illustrant des exemples de pratiques pédagogiques
- Guide pédagogique et didactique d'accompagnement du programme de technologie n°2 proposant notamment de courtes vidéos illustrant des exemples de pratiques pédagogiques
Les FabLab au lycée, les laboratoires de seconde CIT, STI2D et Sciences de l'Ingénieur
Les laboratoires de technologie en lycée (SI, STI2D...) doivent comporter des moyens de prototypage.
Ces moyens peuvent être regroupés dans une zone de fabrication pouvant servir de FabLab