L’informatique industrielle au cœur de la technologie au cycle 4

Ancrage dans les programmes

L’informatique industrielle en technologie s’inscrit dans les thèmes du programme de cycle 4 relatifs à la structure, au fonctionnement et au comportement des objets et systèmes techniques, ainsi qu’à la création, conception et réalisation de prototypes.

Les élèves sont amenés à mobiliser leurs connaissances pour comprendre le rôle des données dans le fonctionnement d’un système technique. Ils s’appuient sur l’expérimentation, la mesure et l’analyse pour relier capteurs, microcontrôleurs, programmes et interfaces homme-machine.

Les élèves développent leur compréhension de l’informatique industrielle en étant amenés à :

• identifier les constituants de la chaîne d’information d’un objet technique et associer chaque composant à sa fonction (capteur, microcontrôleur, interface, afficheur), dans le cadre de l’attendu « Décrire et caractériser l’organisation interne d’un OST et ses échanges avec l’environnement » ;
• analyser les données issues d’un capteur, en comprendre la nature (type, unité, seuil) et interpréter leur signification pour caractériser le comportement d’un système ;
• structurer et traiter des données dans un tableau afin de permettre leur exploitation (filtrage, calcul, tri), en lien avec la compétence « Décrire et analyser la transformation des données issues d’un OST » ;
• modifier un programme associé à une fonctionnalité afin d’améliorer le comportement du système, tester les ajustements réalisés et valider les performances obtenues.

Cette approche place les élèves dans une posture d’ingénierie : observer, analyser, modéliser, tester, corriger.

Usages en classe

Dans la séquence « 1, 2, 3 podomètre » proposée par l’académie d’Orléans-Tours, les élèves étudient un objet connecté intégrant un capteur d’accélération et un microcontrôleur. À partir d’une situation-problème « Pourquoi le podomètre confond-il marche et course ? », ils analysent les données mesurées par l’accéléromètre, identifient les seuils programmés et confrontent les résultats affichés aux comportements observés.

L’exportation des données au format CSV permet ensuite un travail de structuration et de traitement dans un tableur : identification des descripteurs, organisation en colonnes, filtrage des valeurs pertinentes, calculs complémentaires (distance, vitesse, estimation de calories). Cette phase met en évidence que la compréhension d’un système technique repose sur une structuration rigoureuse des données.

Les élèves modifient alors le programme embarqué afin d’ajuster les seuils d’accélération et d’améliorer la fiabilité de la détection. Les tests réalisés en situation réelle permettent de valider les modifications et de vérifier la cohérence entre données mesurées, traitement algorithmique et affichage.

Dans la séquence « Travaillez vos réflexes » proposée par l’académie de Rennes, les élèves étudient un système d’entraînement sportif interactif. Ces boîtiers lumineux connectés s’allument aléatoirement et l’utilisateur doit les éteindre rapidement en les touchant. Cette situation constitue un point d’entrée concret pour comprendre le fonctionnement d’un système technique intégrant capteurs, traitement de l’information et communication entre les composants du système technique.

La séquence débute par l’analyse du système réel. Les élèves identifient les principaux composants (capteur tactile, LED, batterie, carte électronique) et étudient la circulation de l’énergie et de l’information. Cette analyse permet d’introduire les notions de chaîne d’information et de chaîne d’énergie, essentielles pour comprendre l’organisation interne d’un objet technique.

Dans un second temps, les élèves conçoivent leur propre système d’entraînement aux réflexes à l’aide de cartes programmables. Une carte émettrice pilote à distance deux cartes réceptrices qui s’allument, l’utilisateur devant réagir rapidement pour éteindre l’affichage. Les élèves conçoivent alors un algorithme, programment les cartes et testent leur solution à travers plusieurs défis.