Enseignant : Éric Laflamme, département de Physique

Dans le cadre d’un des cours de physique du programme Sciences de la nature, les étudiants sont amenés à confectionner une éolienne fonctionnelle, et ce, à partir de concepts théoriques et de lois. C’est donc un projet d’étude qui s’étend sur plusieurs cours durant la session et dont une partie s’effectue en équipe de deux ou trois étudiants.

Au départ, les notions de l’électricité 💡 et du magnétisme 🧲 sont abordées en grand-groupe. Cela permet à tous d’avoir quelques informations pour bien commencer leur projet. Puis les étudiants doivent effectuer un travail rigoureux de recherches sur ces concepts avant le début de l’expérimentation. Les étudiants constatent alors qu’il existe alors plusieurs modèles d’éoliennes et que la disposition et la forme des différentes parties (aimants, pales, etc.) ont un impact direct sur le résultat. Il est à noter que leur réalisation sera comparée à un modèle d’éolienne de qualité commerciale afin de recueillir des données de comparaison.

La grande nouveauté de cette année a été de mettre à disposition des étudiants les imprimantes 3D de l’Espace Moebius afin de réaliser les éoliennes. Cette accès a d’abord permis un gain de temps conséquent, comparativement aux années précédentes où les pièces étaient imprimées dans une compagnie privée, située à l’extérieure du Cégep. Les étudiants ont aussi pu réaliser des économies sur le plan monéraire en bénéficiant de l’appui du département. En bénéficiant des connaissances sur les matériaux et le processus d’impression 3D du technicien en travaux pratiques de l’Espace Moebius, il y a eu un gain écologique par une réduction de la quantité de prototype à imprimer.

L’idée de faire faire une éolienne imprimée en 3D à base de plastique (PLA) prend son essence des connaissances du professeur responsable du cours. En effet, Éric avait déjà utilisé Blender, un logiciel libre de conception 3D, pour d’autres projets. C’est donc un logiciel gratuit et relativement facile à apprendre qui a été sélectionné pour la conception numérique des éoliennes. Les étudiants ont apprécié d’apprendre à utiliser ce logiciel tout en réalisant leur prototype. Éric souligne que “c’est assurément un atout pour les étudiants”.

Éventuellement, il est possible qu’il y ait une équipe Teams créée par Teaméo afin de regrouper tous groupes d’étudiants et ainsi leur permettre d’échanger, de poser leurs questions et de partager leurs idées.

En conclusion, ce projet a permis aux étudiants de développer leur esprit critique, leur créativité, la résolution de problème et surtout de vivre la réalité du domaine de la physique, c’est-à-dire de passer par un processus complet d’itération et d’appliquer une démarche scientifique, le tout en développant des attitudes de travail en équipe et de communication.

Un merci tout spécial à Nicolas Bouthillier, Hubert Houle et Alexis Thibodeau, étudiants 👨‍🎓 de ce cours, pour leur participation à la révision de cet article. D’ailleurs, Nicolas vous invite à visionner sa vidéo sur son utilisation de Blender dans le cadre de ce projet.

Format du cours : Apprentissage et application des théories et lois tout au long de la réalisation du projet. Une portion de recherche se fait de manière individuelle, puis les étudiants travaillent en équipe pour la conception et la confection de leur éolienne.

Avantages :

• Projet très stimulant pour les équipes
• Permet de valider les théories par la réalisation d’un travail qui s’appuie sur une démarche d’expérimentation
• Proximité des imprimantes 3D
  
• Visualisation de la pièce qui sera imprimée en compagnie du technicien en travaux pratiques