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Collège Victor Hugo - rue Pablo Neruda - 03270 SAINT YORRE
Tel : 04 70 59 29 19 - Fax : 04 70 59 46 61
Mail : [email protected]
Open European championship First Lego League
Ténérife (Espagne) du 04 au 07 mai 2016
CHAMPIONS DE FRANCE 2016
Book du Club Robotique No Limits - 2 / 16
Sommaire
I. LE CLUB ROBOTIQUE ........................................................................ 3
1- Présentation et organisation de l’équipe ............................................. 3
2- La First Lego League ....................................................................... 4
3- Nos réalisations, nos performances ................................................... 7
II. CE QUE LE CLUB APPORTE AUX ELEVES ............................................ 11
1- Les objectifs du club robotique ....................................................... 11
2- Club robotique et compétences transversales ................................... 11
3- Club robotique et citoyenneté ......................................................... 12
III. CE QUE LE CLUB PEUT APPORTER AU COLLEGE ET A SES PARTENAIRES 13
1- Un instrument de cohésion ............................................................ 13
2- Un instrument de motivation .......................................................... 13
3- Un instrument de promotion .......................................................... 13
IV. PARTICIPATION A l’OPEN EUROPEAN CHAMPIONSHIP (TENERIFE) ........ 14
V. Nous contacter ............................................................................... 16
Book du Club Robotique No Limits - 3 / 16
I. LE CLUB ROBOTIQUE
1- Présentation et organisation de l’équipe
Depuis maintenant 8 ans, Le club robotique du collège Victor Hugo de Saint-Yorre participe
au concours de la First Lego League. Ce club est dirigé par Stéphane Bayle, professeur de
sciences-physiques au collège.
Ce club a pour but d’ouvrir l’esprit des jeunes au monde qui les entoure, et de les initier de
façon ludique aux sciences et aux technologies.
Depuis sa création, les élèves du club ont participé à 7 challenges de la First Lego League
où ils ont fini au niveau national :
2009 : 7ème
2010 : Champion de France (ATLANTA - USA : World festival)
2011 : 9ème
2012 : 4ème
2013 : vainqueur de la coupe rob’auvergne
2014 : Vice-champion de France (PAMPELUNE : Open European Championship)
2015 : Vice-champion de France (SAINT-LOUIS - USA : World festival)
2016 : Champion de France (Qualifié pour Tenerife : Open European Championship)
Un des rôles des élèves de 3ème est de transmettre leur savoir et leur expérience à ceux
de 4ème afin qu’ils prennent la succession de leurs aînés.
L’équipe se réunit tous les vendredis de 17h00 à 19h00 et, dès que possible, entre 13h00
et 14h00 les jours de la semaine.
Composition de l’équipe :
- Guerry Cylia 3e
- Satrin Cécilia 3e
- Pachot Nathan 3e
- Renard Lucas 3e
- Forler Loan 3e
- Fabre Ninon 4e
- Périchon Fanny 4e
- Scherer Clément 4e
- Wiche Etienne 4e
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2- La First Lego League
La First Lego League (FLL) est un programme qui résulte d’un partenariat entre FIRST (For
Inspiration and Recognition Of Sciences and Technology) et le groupe LEGO. Il s’agit d’un
programme mondial de sciences et de technologie qui inspire des enfants âgés entre 9 et 16 ans
sur un thème de recherche. C’est donc une compétition scientifique qui propose à des équipes
de jeunes participants de résoudre des problèmes rencontrés dans un domaine précis en
utilisant une démarche professionnelle.
A partir du début du mois de Septembre, les enfants doivent réfléchir à une thématique
imposée (pour l’année 2016 : les déchets) en travaillant sur un dossier de recherche et, en même
temps, ils doivent réaliser un robot constitué de briques LEGO "intelligentes" dotées de capteurs
de contact, de lumière, d’un gyroscope, de rotation et d’ultrasons, (boîtier EV3 des LEGO
MINDSTORMS ) capable de mener à bien une série d'épreuves dans un temps limité.
Ce challenge de la First Lego League étant constitué de plusieurs domaines, chaque élève,
bien qu’ayant des centres d’intérêt différents, peut trouver son compte dans le challenge et
s’épanouir dans le domaine qu’il préfère et où il est le meilleur : c’est dans cet esprit qu’a évolué
notre équipe tout au long de cette année.
Les équipes se rencontrent, ensuite, courant janvier lors de tournois nationaux, lesquels
sont composés de quatre épreuves :
- La compétition de robotique
- L’épreuve de conception et de programmation
- La présentation du dossier de recherche
- L’épreuve « esprit d’équipe »
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a - La compétition de robotique
Les équipes doivent élaborer des stratégies pour accomplir les différentes missions du
challenge et programmer le robot afin d'accumuler le plus de points possibles. Le robot exécute
les missions de façon autonome, en 2 min 30, sur une piste d’évolution de 114 x 236 cm.
Deux robots concourent en même temps sur deux tables séparées. L’originalité de ce
challenge vient du fait qu’il n’y a pas d’affrontement entre deux équipes. Chaque équipe
accomplit ses missions en essayant de collecter un maximum de points. L’équipe qui obtient le
plus de points a gagné. Emulation plutôt qu’affrontement.
Le robot est autonome et embarque des programmes grâce au boîtier EV3 des LEGO
MINDSTORMS qui lui permettront de réaliser les différentes missions. Il peut revenir à la base
pour être modifié ou pour un changement de programme. L’épreuve se déroulant en temps
limité, ces changements doivent être rapides et précis.
Le robot interagit avec toutes les constructions et les dessins qui se trouvent sur l’aire de
jeu grâce à ses différents capteurs et ainsi il peut se repérer à différents endroits de la piste.
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b - L’épreuve de conception et de programmation
Le robot est défini par un bloc EV3 et tout ce qui lui est relié, ou attaché doit être
entièrement composé d’éléments LEGO en état original.
• boitier EV3 • moteurs • capteurs de contact • capteurs de lumière • capteurs de rotation •
gyroscope • capteur ultrason • etc…
Il n'y a aucune limite concernant les pièces LEGO non électriques et les câbles LEGO. Les
pneumatiques sont autorisés. L’utilisation d’autocollants, de peinture, de scotch, de colle,
d’huile, etc est interdite.
Le jury évalue la conception du robot (choix techniques) et la qualité
de sa programmation en posant des questions très précises aux élèves sans
que leur professeur puisse intervenir.
c - Le dossier de recherche scientifique
Pour le Challenge TRASH TREK, les élèves doivent trouver une meilleure façon, ou une
manière plus innovante, de traiter un déchet.
La présentation ne doit pas durer plus de cinq minutes.
d - L’esprit d’équipe
Comme son nom l’indique, cette épreuve évalue la solidarité des membres de l’équipe, leur
organisation, leur motivation.
Pour cela, ils doivent résoudre un problème inconnu en un minimum de temps sous le
regard d’un jury qui observe leur façon d’appréhender le problème et la mise en place de sa
résolution.
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3- Nos réalisations, nos performances
a - Notre robot
Ce robot est l’aboutissement de 8 années de travail des différentes
équipes qui se sont succédées au sein du club robotique.
En effet, une des priorités du club est la transmission du savoir et des techniques acquises
par une équipe à celle qui va lui succéder afin de ne pas commettre les mêmes erreurs et ainsi
perfectionner le robot d’année en année.
Ce robot possède les caractéristiques suivantes :
Il possède 3 capteurs afin d’appréhender au mieux son environnement et ainsi se repérer lors
des épreuves. (2 capteurs de couleurs et un gyroscope)
Il possède 2 roues motrices de grand diamètre ce qui lui permet de trouver un juste équilibre
entre puissance et rapidité.
Il possède à l’avant une plateforme qui nous permet de relier rapidement 2 engrenages, celui
du robot et celui d'une invention, afin d'effectuer plusieurs mouvements.
Grâce à des systèmes d'engrenages et d'axes, le robot est capable avec 1 seul moteur d'agir
en 5 endroits différents autour de lui.
- A l'avant, la plateforme nous permet des mouvements de fourche.
- Pour agir sur les côtés avant droit et gauche, nous avons prolongé l'axe et avec un
système d'engrenages et de crémaillères nous obtenons deux mouvements verticaux précis.
- Concernant l'arrière du robot, avec un axe et des renvois à 90° du mouvement de
rotation avant, nous obtenons également à l'arrière, du côté droit et gauche, un mouvement de
rotation que l'on peut utiliser.
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b - Notre dossier de recherche : le pneumatique
Cette année, nous devions nous intéresser à un déchet et à son traitement. Nous en avons choisi
un qui nous concerne tous : les pneumatiques.
1,2 milliards sont produits chaque année, soit 38 pneus par seconde !!!
Il y a 75 sites de production dans le monde dont 18 en France.
La composition d’un pneu :
D’un point de vue déchet, c’est la gomme qui est très polluante, car non biodégradable. Cette
gomme, qui est un mélange, utilise toutes sortes de produits chimiques :
- 50 à 60% d’élastomères qui sont composés de caoutchouc. De nos jours, pour la majorité des
pneus, il s’agit de caoutchouc synthétique, dont le constituant de base est le butadiène issu du
pétrole.
- 0 à 40% de plastifiant très polluant.
- 20 à 40% de charges renforçantes pour améliorer la résistance à l'usure. Il s’agit principalement
de noir de carbone.
Pour conclure, un pneu n’est absolument pas biodégradable, si vous le jetez dans la nature, il
sera encore là 1000 ans plus tard.
Le recyclage :
Depuis 2003, une directive Européenne interdit la mise en décharge des pneus. Des organismes
comme Aliapur ou France Recyclage Pneumatiques viennent les récupérer pour les recycler. Un
tri est alors effectué et c'est alors que commence la seconde vie du pneu.
Environ 20% sont rechapés et vendus vers les marchés d’Afrique et d’Europe de l'Est.
Pour les autres, ils sont broyés en petits morceaux et un aimant permet de récupérer les fils
d’acier. 80% de ces broyats partent en cimenterie, comme combustible de substitution, pour
alimenter les fours. Le reste part ensuite dans de nombreuses voies de valorisation comme des
roues de conteneurs, tapis d’aire de jeu pour les enfants ou bien sols sportifs.
Notre solution :
Tout d’abord le butadiène, élément essentiel du caoutchouc synthétique, issu du pétrole, sera
remplacé par du bio-butadiène issu de végétaux comme la betterave ou la paille. Cela permettra
d’obtenir ce composant essentiel de façon durable et écologique.
Reste un des principaux déchets à éliminer, il s’agit des plastifiants qui peuvent présenter jusqu'à
40 % de la gomme du pneu.
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Dans ce domaine, le composant miracle s’appelle le « Shrilk ». Il s’agit d’un plastique
biodégradable récemment mis au point à Harvard. Il est fabriqué à partir de la chistosane,
composé organique très répandu sur notre planète. On le trouve dans les carapaces de crustacé,
notamment de crevettes, et dans les corps d’insectes.
L’atout indéniable de ce nouveau plastique, outre qu’il soit biodégradable, est qu’il restitue les
nutriments le constituant lors de son usure. Ainsi lorsque le pneu va s’user, les nutriments vont
se retrouver sur la route et lorsqu’il pleuvra, ils pourront être récupérés dans des bassins où les
agriculteurs pourront ainsi puiser de l’eau. Ceci leur permettra d’arroser leur culture tout en les
fertilisant. Notre pneu se transformera en engrais naturel afin de fabriquer notre bio-butadiène
et la boucle sera bouclée !
Pour les fibres en nylon, elles seront remplacées par des fibres végétales tressées en chanvre ou
en lin.
Un dernier point est qu’économiquement parlant la matière première nécessaire à la fabrication
de ces nouveaux pneus pourra être cultivée dans les pays en voie de développement, car le
climat y est plus propice, et ainsi ces cultures pourront les aider dans leur développement.
Le pneu entièrement vert est quasiment près, il ne nous reste qu’à trouver un substitut au noir
de carbone.
Présentation de l’exposé :
Pour la présentation de ce dossier, nous avons choisi de jouer une pièce de théâtre
simulant un journal télévisé.
Cette présentation fut très appréciée du jury qui l’a jugée très dynamique et
intéressante aussi bien sur le fond que sur la forme ce qui nous a valu le premier prix
pour cette épreuve
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c - Nos résultats lors de la finale nationale
Match : 2nd
Projet : 1er
Design et technicité : 2nd Classement général : 1er
Esprit d’équipe : 2nd
Les élèves du club robotique ont donc pu offrir au
collège, avec joie et fierté, le trophée de champion de
France de la First Lego League 2015/2016.
Cette place les qualifie pour l’Open European
Championship où ils représenteront la France.
Ce championnat réunissant des équipes du monde entier
se déroulera à Ténérife (Espagne) du 04 au 07 mai 2016.
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II. CE QUE LE CLUB APPORTE AUX ELEVES
1- Les objectifs du club robotique
Développer l’esprit de recherche et la capacité à mener un projet impliquant des
partenaires.
Initier les élèves à différentes techniques (robotique, informatique, mécanique).
Permettre aux élèves de réinvestir leurs acquis, de mettre en pratique certains points
abordés en cours.
Sensibiliser les élèves aux problèmes de l’environnement et aux enjeux du futur.
Développer la démarche scientifique et technique dans le cadre de réflexions,
d’expérimentations.
Créer des liens entre le collège et les entreprises et faire découvrir aux élèves des métiers
scientifiques et techniques.
Motiver les élèves à travers un projet pluridisciplinaire et montrer que des disciplines à
priori très différentes comme le français, l’anglais et les Sciences-physiques peuvent être
complémentaires.
Développer des qualités d’expression et de communication.
2- Club robotique et compétences transversales
Savoir-faire : relever, trier, organiser et restituer l’information, choisir sa production, mettre en
œuvre sa pensée créatrice.
Savoir-être : développer l’esprit d’équipe et l’esprit de compétition, apprendre à gérer son
stress, être capable d’organiser son travail dans le cadre du groupe, exercer son jugement
critique.
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3- Club robotique et citoyenneté
Respect de l’autre
L’épreuve « Esprit d’équipe » a été créée par la First Lego League dans le but de stimuler
la solidarité entre les jeunes.
Découverte du fonctionnement de la société
Lors des démarches de demandes de subventions, les élèves ont pu prendre conscience
du rôle des différentes collectivités locales et ils ont pu découvrir leur environnement
économique proche.
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III. CE QUE LE CLUB PEUT APPORTER AU COLLEGE ET A
SES PARTENAIRES
1- Un instrument de cohésion
L’équipe administrative et les professeurs voient dans la participation du club robotique au
championnat international une occasion de souder les élèves du collège autour d’un projet. Dans
cette optique, diverses activités seront prévues, notamment une présentation du robot. Il est
important de faire comprendre à tous que les adolescents sélectionnés partiront en tant que
représentants du collège.
2- Un instrument de motivation
Pour faire partie de l’équipe, les élèves doivent être irréprochables dans leur investissement
scolaire. Le club robotique ne doit en aucun cas être prioritaire sur les devoirs. Il doit au contraire
aider à la réussite scolaire. Pour pouvoir être sélectionnés, les jeunes doivent donc montrer qu’ils
travaillent avec sérieux et régularité.
3- Un instrument de promotion
Le club robotique est un bon exemple du dynamisme du collège Victor Hugo de Saint-Yorre
qui permet aux élèves de s’épanouir au sein de diverses activités extrascolaires.
Mais, au-delà de Saint-Yorre et de l’Auvergne, c’est l’éducation Française qu’il représentera à
Ténérife. Lors de ce challenge mondial, notre équipe sera évaluée sur deux domaines dans
lesquels la France a toujours fait figure de modèle : la rigueur scientifique et l’originalité
artistique. Notre équipe compte bien prouver que l’éducation Française rime toujours avec
qualité et créativité.
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IV. PARTICIPATION A L’OPEN EUROPEAN CHAMPIONSHIP
L’Open European Championship regroupe, du 04 au 07 mai 2016, les meilleures équipes des
différents pays participant à la First Lego League dans le monde. Il verra s’affronter des équipes
du monde entier représentant à peu près 250 000 enfants qui ont participé aux différents
tournois à travers le monde.
Il comporte les mêmes épreuves que la compétition nationale. Les missions que les pilotes
du robot devront accomplir seront les mêmes que celles de la finale française et les élèves
présenteront le même dossier qu’à Nevers mais en anglais.
La compétition se déroule sur trois jours, ce qui demande des qualités d’endurance et de
gestion du stress de la part des participants.
http://www.flloec.com
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V. Nous contacter
Club Robotique
Stéphane Bayle
Jusqu'à 17h00 au collège au 04.70.59.29.19
Vous pouvez envoyer votre don, par chèque à l'ordre de :
Collège Victor Hugo SAINT-YORRE
à l'adresse suivante :
Collège Victor Hugo
Robotique
rue Pablo Neruda
03270 Saint-Yorre