La modélisation 3D pour l’étude des volumes? « Oui on peut! »

Des élèves de 4^e année (CM1) du primaire identifient l’impression 3D comme la solution idéale à leur démarche pédagogique… et fabriquent leur propre imprimante!

À l’École branchée, on reçoit souvent des courriels d’enseignants qui nous invitent à découvrir les projets qu’ils ont réalisés en classe. Parfois, l’important volume de demandes ne permet pas à notre petite équipe de faire les suivis comme on le souhaiterait… Dans le cas qui suit, je dois admettre que je suis particulièrement ravie que ce professeur ait accepté de nous décrire plus en détails sa démarche, car elle se révèle être une expérience tout à fait exceptionnelle! Nous sommes particulièrement heureux de vous la faire découvrir aujourd’hui!

Les élèves identifient l’impression 3D comme procédé idéal

Lors de la dernière année scolaire, des élèves de CM1 (classe de 4^e année du primaire) de l’école élémentaire la Roche des Grées, à Méssac en Bretagne (France) se sont lancés dans un vaste projet transdisciplinaire croisant les mathématiques, les arts plastiques et la technologie. Ils ont en effet enrichi leur étude des volumes en mathématiques d’un travail de modélisation 3D, qui les a progressivement amenés à concevoir par eux-mêmes leurs propres pièces de jeu d’échecs.

« L’aspect innovant dans ce projet est qu’une démarche de projet se voulant exhaustive amène les élèves à identifier les besoins, les outils nécessaires, pour imaginer comment concevoir les objets qu’ils ont modélisés en 3D », estime le professeur, M. Erwan Vappreau. En effet, ils sont passés par l’argile, la pâte fimo, le plâtre, mais les recherches menées en parallèle ont vite mis en évidence l’impression 3D comme un procédé idéal. Mais voilà, la classe n’avait pas accès à une imprimante 3D…

« Pas d’imprimante 3D? Et si on en fabriquait une? »

Dans la catégorie Y’en n’a pas, de problèmes! : « et si on en fabriquait une? » ont alors spontanément proposé les élèves. L’étude de faisabilité a montré que c’était une aventure très délicate. En effet, les machines à monter soi-même impliquent de bonnes connaissances de base, les outils pédagogiques associés sont inexistants, et ce sont généralement des machines dont le montage ne peut être laissé entre les mains d’enfants… Non?

Qu’à cela ne tienne… cette machine, il fallait la réinventer, et les outils associés, les concevoir. C’est exactement ce qu’ils ont fait.

Pour y parvenir, M. Vappreau s’est associé avec le fablab de l’association Planète Sciences, tourné vers les actions en éducation et en culture scientifique, le « Plascilab », à Ris-Orangis. Plusieurs mois de boulot plus tard, la « WW » est née, la WONDER WOODEN (une « merveille en bois » qu’ils trouvent tous bien jolie!).

Grâce à elle, les élèves ont pu concevoir de A à Z leurs pièces d’échecs en assemblant eux-mêmes leur propre imprimante 3D à partir du prototype, à la fois étonnant par sa simplicité et par ses performances. Le montage en classe élémentaire d’un prototype d’imprimante 3D est donc une première, que les élèves ont parfaitement été capables de s’approprier à travers la mise en œuvre d’une méthodologie de projet et d’un travail d’équipe élaboré pour les rendre les plus autonomes possible.

Une machine open source, simple, abordable et performante, appelée à évoluer

« Mes élèves, après cette première expérience, contribuent à l’élaboration d’une version 2 de la machine, qui sera de nouveau montée dans ma classe l’année prochaine pour développer un projet similaire, mais plus orienté vers la géographie, l’architecture et l’art, des thématiques proposées par les élèves eux-mêmes devenus familiers avec cet univers ». C’est donc à suivre…

Cette machine fut pensée pour être très économique (moins de 450 €) et adaptée aux capacités des élèves dans le cadre de la construction d’un objet technologique (intégré aux programmes). Elle a donc un fort potentiel pédagogique tout en étant fiable, robuste et d’une taille très respectable. Elle s’accompagne également de toute une documentation pédagogique testée en classe pour ceux qui souhaiteraient en savoir plus sur cette aventure et peut-être même s’y lancer.

Le dispositif (imprimante et ressources pédagogiques associées) est en open source. Son créateur espère qu’il sera vite développé et adapté à d’autres classes, y compris du secondaire, et pas seulement en France! Pour en savoir plus, on peut communiquer avec M. Erwan VAPPREAU, professeur des écoles, spécialisé dans les projets scientifiques : [email protected]

Site du projet des élèves