Fête de la Science 2005 (14, 15 et 16 octobre)

Titre : Technologies innovantes pour l'apprentissage des sciences

Résumé :
Cette thématique sera abordée via deux points principaux :

I. Un atelier interactif
Le visiteur pourra y découvrir plusieurs outils informatiques de vulgarisation et d'apprentissage scientifique (notamment en physique et en astronomie).
L'atelier sera encadré par plusieurs scientifiques, issus de domaines de compétence différents, afin de pouvoir répondre aux attentes du public sur de nombreux points.

II. Des présentations sur les méthodes et les enjeux de la diffusion du Savoir par les NTIC.
Plusieurs points seront abordés :
- les logiciels libres facilitant l'apprentissage des sciences, de manière ludique ;
- les ressources libres permettant l'accès au plus grand nombre aux connaissances scientifiques ;
- les standards pour permettre une diffusion facile du savoir.

Les étapes sont archivées ici.

Mehdi Amini
Éric Bischoff
Antoine Delaporte
Jean-Marc Libs (tard)
Thomas Linard
Chitlesh Goorah (à partir de 17h)
Marc Grandmaire
Serge Schmitt

Mehdi Amini
Éric Bischoff
Chitlesh Goorah
Marc Grandmaire
Serge Schmitt

Mehdi Amini
Éric Bischoff (jusqu'à 16 heures)
François Dreyfürst (à partir de 16h)
Marc Grandmaire (jusqu'à 16 h)
Serge Schmitt

Antoine Delaporte
Thomas Linard
Serge Schmitt
Marc Grandmaire

Cyril Chaboisseau
Antoine Delaporte
Jean-Marc Libs
Thomas Linard
Serge Schmitt
Chitlesh Goorah
Marc Grandmaire

Le dimanche matin, **c'est fermé**. Bonne grasse matinée à tous !

Antoine Delaporte
Jean-Marc Libs par intermittence puis pour ranger
Thomas Linard
Serge Schmitt
Chitlesh Goorah
Marc Grandmaire

Gros succès le premier jour. Montrer la démo “Nasa français 2” et parler pendant que les images défilent. Du texte en bas des images permet de savoir quoi raconter.

http://edu.kde.org/kalzium/ (avec captures d'écran à http://edu.kde.org/kalzium/screenshots.php et http://www.canllaith.org/svn-features/14-07-05.html)

Il fait consensus : c'est un logiciel en rapport direct avec la science et le public principal de la fête (des élèves du secondaire). La version utilisée sera la 1.3.1 (debian Sid). C'est aussi un logiciel facile à expliquer, même avec des souvenirs de collège on le comprend.

Réglages : Configuration > Configurer Kalzium > Divers > Températures > Degrés Celsius (plus simple pour le grand public que le réglage par défaut en degrés Kelvin).

Les quatre icônes sous le menu permettent de contrôler l'affichage d'informations supplémentaires. Spécialement utile : la chronologie, l'état physique, la légende.

Le menu Voir permet d'afficher plusieurs classements : familles, groupes, comportement acide.

Le clic gauche sur un élément donne sa fiche complète, le clic droit une fiche succincte.

Rappel d'élément de chimie (repris du manuel) :

Une famille est une colonne verticale dans la table périodique des éléments. Il y a 18 familles dans la table périodique standard. Les éléments dans une même famille ont des configurations similaires dans leurs couches de valence électroniques, ce qui leur donne des propriétés similaires.

Les trois numérotations : Afficher l'IUPAC (défaut) : l'IUPAC signifie International Union of Pure and Applied Chemistry. C'est une organisation qui définit les standards en ce qui concerne la chimie. Le nouveau système IUPAC numérote chaque colonne en chiffres arabes de 1 (un) à 18 (dix-huit). Afficher le CAS : le CAS signifie Chemical Abstracts Service. Dans le système CAS, les lettres A et B signifient que la période est un groupe principal (A) et qu'elle est un sous-groupe (B). Bien que la numérotation IUPAC soit la numérotation officielle, la numérotation CAS est toujours utilisée dans les classes et les laboratoires. Afficher l'ancien IUPAC : l'ancien système « IUPAC » numérotait les colonnes avec des chiffres romains suivis par soit la lettre « A » ou la lettre « B ». Les colonnes étaient numérotées de la façon suivante : les colonnes de un à sept étaient numérotées de « IA » à « VIIA », les colonnes de 8 à 10 étaient numérotées « VIIIA », les colonnes de 11 à 17 étaient numérotées « IB » à « VIIB » et la colonne 18 était numérotée « VIII ». À cause de la confusion entre les systèmes de l'ancien IUPAC et du CAS, l'IUPAC adopta son nouveau système.

Pour des enfants du primaire et début du secondaire, on peut se servir de la chronologie pour simplifier la table : en n'affichant que les éléments connus de l'antiquité, on ne parle que d'éléments présents dans la nature à l'état pur, ce qui sera plus facile à appréhender par des enfants. On peut ensuite parler des combinaisons et expliquer par exemple que l'eau est composée de deux éléments, etc.

Quelques rappels de chimie :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Tableau_périodique_des_éléments (très bons liens, certains nécessitent Flash)

http://en.wikipedia.org/wiki/Periodic_table

http://en.wikipedia.org/wiki/Periodic_table_block

http://www-evasion.imag.fr/mobinet/ « plateforme de programmation de mobiles en réseau. »

MobiNet est un logiciel permettant de programmer le comportement de mobiles animés à l'aide d'une interface et d'un langage intuitifs. MobiNet est totalement interactif, facilitant apprentissage et mise au point des mobiles. En outre, MobiNet est conçu pour fonctionner en réseau (mais il est également utilisable sur un poste isolé). MobiNet est particulièrement intéressant en tant que plateforme pédagogique, dans le but d'initier les élèves (à partir du lycée) à la programmation des jeux, ou plus généralement de leur donner une version concrète, intuitive et ludique des notions vues en cours de math et de physique.

Principe:

Dans MobiNet, on programme le comportement de différents mobiles: ce sont les différents objets visibles (qu'ils bougent ou non!). L'interface permet de régler tous les comportements du mobile courant: aspect, mouvement, règles de collision avec les bords ou les autres mobiles… (on commute ensuite d'un mobile à l'autre).

La roulette de la souris permet de zoomer la zone d'affichage en avant et en arrière.

La touche “H” permet d'afficher une petite fenêtre d'aide sur le moteur de rendu.

Attention, certains mobiles avec beaucoup d'objets ou de code sont gourmands en cpu, la réactivité s'en ressent et il faut des fois attendre plusieurs secondes (par exemple pour charger une session et afficher la liste des fichiers).

Exemples intéressants:

- bio/muscle : simulation des muscles d'une jambe. En cliquant sur les 4 carrés bleus, le muscle correspondant se contracte ou se rétracte (chaque clic est une bascule on/off).

- exemples/chenillard : chainage de boules avec effet de ressort entre elles. En bougeant le triangle bleu à la souris, les boules le suivent.

- exemples/chocs : pleins d'objets se déplacent, rebondissent sur les bords et entre eux.

- exemples/system_solaire : rotation des planètes autour du soleil.

- jeux/billard : lancer la boule en donnant une impulsion avec la main rouge.

- jeux/casse_brique : un casse-brique. Selectionner l'objet “local2” (la balle) pour voir les différents codes.

- jeux/pong : un “pong”. Il faut mettre la balle dans le but adverse.

- maths/gauss : montre une balle chutant dans un maillage pour faire apparaitre la répartition en courbe de Gauss (mais dure trop longtemps…).

- physique/system_solaire2 : système solaire en rotation. La touche [espace] bascule l'éclairage on/off. Chaque clic de souris change le référentiel de vue (il faudra cliquer 12 fois pour revenir à la vue d'origine : voir code de l'objet “local12”).

- physique/ressort : montre l'amortissement d'un ressort. Attraper son extrémité du bas, le tendre et relacher. Les 3 curseurs permettent de modifier la raideur, la longueur a vide et l'amortissement (très sensibles, des fois ça part dans tous les sens sans s'arrêter…).

Splendide simulation de molécules http://www-drfmc.cea.fr/sp2m/L_Sim/V_Sim/index.fr.html (avec captures d'écran à http://www-drfmc.cea.fr/sp2m/L_Sim/V_Sim/screenshots.fr.html)

V_Sim offre la possibilité de représenter à l'écran des structures atomiques comme des arrangements cristallins, des joints de grain ou plein d'autres choses encore. Les formats de fichiers en entrée sont soit de type binaire (.d3) soit en texte clair (.xyz). La visualisation est en pseudo-3D où les atomes sont figurés par des sphères colorées. L'interface propose de nombreuses fonctions permettant de choisir l'angle de vue, la taille des atomes, leur couleur, celle du fond, … Une bonne part de ces fonctionnalités sont décrites dans le manuel de l'utilisateur. Enfin, V_Sim propose d'exporter le rendu sous forme de fichiers images dans différents formats (GIF, PS, …).

Le logiciel se décompose en deux parties :

• une fenêtre de visualisation (pour observer le cristal)
• un panneau de contrôle composé de 9 onglets :
  1. Boite et axes (modification de la couleur et de l'épaisseur des axes, affichage du repère XYZ) ;
  2. Brouillard et couleur de fond (permet d'activer ou de désactiver le brouillard, choisir la couleur du fond ou du brouillard) ;
  3. Caractéristique des éléments (couleur des atomes dans le cristal, taille des sphères et autres paramètres d'affichages) ;
  4. Navigateur (permet de travailler dans le répertoire courant, inutile dans la démo) ;
  5. Colorisation (fonctionnement aléatoire de cette onglet) ;
  6. Dessiner des plans (ajout de plan pour fixer la visualisation, ce n'est pas nécessaire pour la démo) ;
  7. Dessiner des surfaces iso (fonctionne uniquement si on a des fichiers .surf ou .pot) ;
  8. Réglage des paramètre OpenGL (règlage de l'intensité de réflexion, position de la source de lumière, …) ;
  9. Configuration (options générales de configuration).

En bas de ce panneau, 8 boutons complémentaires permettent d'effectuer d'autres actions. Les plus importants sont “Ouvrir” (pour charger un fichier de molécule), “Rafraichîr” (pour mettre la fenêtre de visualisation à jour) et “Obs./Sel.” (pour pouvoir tourner le cristal avec la souris).

Note: Le paquet Debian ne fonctionne pas sur une Sid (Xorg/Nvidia). Donc pour compiler: il faut toute la tartine des lib*-dev pour X ou xorg, lancer le ./configure puis modifier le fichier src/Makefile qui a été généré en rajoutant “ -lXxf86vm -lpthread” à l'affectation de la variable “LIBS” (vers la ligne 144).

L'idée est d'avoir un stand “Robotique sous Linux”, qui soit en plus attrayant pour le jeune public.

Le robot est programmé en C/C++. Tous les tests ont été très concluants (patite musique, affichage LCD du fameux “Hello World”), mais il reste à comprendre pourquoi le détecteur de lumière fait la grêve …

Le programme de suivi d'une trace noire ne voulant pas fonctionner, le “robot” LEGO présenté sera donc le “Rover Bumper” dont la vocation sera de se cogner dans des obstacles volontairement placés sur un terrain de jeu, et de le laisser évoluer (il change ensuite de trajectoire en fonction de son impact).

Une caméra miniature sans fil sera connectée sur la machine assurant la compilation et le téléchargement des programmes vers le robot. Elle permettra de voir en temps réel ce que voit le robot dans ses déplacements.

Le source en C est disponible (une cinquantaine de lignes). On pourra le montrer, l'éditer, le recompiler (un simple “make” suffit) et le réenvoyer vers le robot avec la commande “dll -p1 rover.lx”. 1 est le “slot” de destination du programme, il y en a 5 disponibles. Penser à garder toujours une configuration qui marche (la 1 par exemple…).

Simulation de spectroscope. Reste à faire.

Matériel demandé :

• un stand de 4m
• 4 chaises, 2 tables et 2 grilles
• électricité : 3 kW (suffit amplement pour 3 à 4 ordinateurs)

Matériel apporté :

• Marc Grandmaire :
  • switch 8 ports 10 Mbit/s
  • 2/3 multiprises/règlettes
  • un onduleur 500VA
  • 1 pécé fixe (1,6 Ghz/512 Mo/carte vidéo avec gestion 3D)
  • 1 autre pécé fixe (1,4 Ghz/512 Mo/carte vidéo avec gestion 3D)
  • une centaine de CD vierges pour graver des distributions au cas où.
  • le robot Lego
• Antoine : le grand écran LCD
• Étienne Goos : un autre écran
• Chitlesh Goorah : pécé portable, souris
• Serge Schmitt : spots sur réglette, multiprises, rallonges

Matériel à prévoir :

• 2 claviers ps/2
• 2 souris ps/2
• 2 tapis de souris
• câbles réseau (au moins un très grand (wrt…)) et 4/5 de 3/5 mètres
• plein de piles R6 pour le robot Lego (rechargeables ?)
• ne pas oublier le poster du LUG

• Mettre à jour le site web : OK (bug) ;
• Faire des affiches A3 du LUG pour y coller les banderoles de la Fête de la Science ;
• Coller ses affiches dans les lieux importants ;
• Diffuser l'info sur les listes et les sites.

Stellarium s'est révélé une application géniale pour le grand public : écran très accrocheur, avec une démo faisable en 3-4 minutes. La plupart des gens ayant assisté à la démo ont noté le nom du logiciel pour le télécharger en rentrant chez eux, et parfois c'est la première fois qu'ils entendaient parler du logiciel libre. Si les gens étaient prêts à accorder plus de temps, on pouvait approfondir avec Firefox, OpenOffice, LiveCD, etc.

Celestia avait aussi un écran assez accrocheur, Kalzium moins, mais avec un peu de patience on pouvait intéresser du public. KStars a plu à des gens déjà intéressés par l'astronomie (pas mal de gens finalement).

Le robot a attiré du monde, mais il était un peu plus dur de montrer le lien avec lui et les logiciels libres, il fallait s'en servir comme accroche pour autre chose. Un animateur avec un bon contact avec les enfants (comme Antoine, pour ne pas le citer) aide bien.

Chitlesh Goorah a fait des démonstrations de 3D-Desktop et de Metisse, qui ont tous deux impressionné pas mal de gens. Il a aussi parlé à un bon nombre de gens inscrits à la liste qui en avaient profité pour passer nous voir.

Il a aussi rencontré un fort intérêt pour OpenOffice 2.0 de la part de beaucoup d'utilisateurs d'Office, avec comme arguments principaux :

• La conversion au format PDF
• La gratuité
• La sauvegarde aux formats Office

Dimanche soir, tous les présents ont été manger au restaurant indien Kashmir.