Robotique, informatique, énergie : rendre la recherche accessible aux enfants

Pour faire découvrir des concepts scientifiques souvent complexes et les expliquer au grand public et en particulier aux plus jeunes, étudiants, enseignants et enseignants-chercheurs¹ avaient prévu des expériences amusantes et parfois insolites. Clara, en CE2, s’est beaucoup amusée : fabrication de slime (pâte gluante et élastique), lunettes de réalité augmentée, observations au microscope, et découverte du fameux robot capable de résoudre un Rubik’s Cube en un temps record ! Son grand frère Evan, en quatrième, s'est initié à la programmation robotique : « Le robot doit pouvoir ouvrir une boîte qui contient des bonbons. On a un mode d’emploi pour utiliser le logiciel, donc ça aide. Mais c’est quand même difficile de ne faire aucune erreur. » Lui a bien aimé le stand consacré à l’astronomie, tout comme le robot qui fait partie de ses animations préférées.

Olivier Perret, professeur agrégé de mathématiques et directeur des études au département GEII de l’IUT, précise le but de l’atelier de programmation : « L'objectif est de leur faire découvrir les bases de la programmation avec des interfaces assez faciles à utiliser, car elles sont à base de blocs de programmation : les enfants peuvent ainsi voir comment le robot interprète les différents blocs manipulés. » L’expérience permet aussi de comprendre le fonctionnement du matériel robotisé utilisé au quotidien, comme une cafetière qui doit s’allumer, chauffer… « L’intérêt, poursuit Olivier Perret, est que l’enfant comprenne que quelqu’un a commandé à la machine d’avoir ces différents états de fonctionnement, qu’il a conçu le programme et comment le robot exécute ce programme. »

Autre expérience proposée par l’IUT : le home trainer électrique. « Habituellement, expliquent Mickaël Hilairet et Éric Gavignet, enseignants en GEII et chercheurs à l’institut Femto-ST, l’assistance électrique permet d’aider une personne à pédaler plus facilement, par exemple dans une côte. Là, le vélo électrique, monté en home trainer, sert à faire l’inverse : l’assistance électrique fonctionne comme un générateur, et non plus comme un moteur, pour mesurer la puissance fournie en pédalant. Cette puissance s’affiche sur un écran qui permet de mettre en compétition les visiteurs qui ont testé le vélo. Là où la difficulté augmente, c’est que ce home trainer comporte un potentiomètre qui permet de simuler une côte, de 0 à 100 % de difficulté. La contrainte peut être actionnée manuellement, numériquement (sur un écran tactile), ou automatiquement (parcours prédéfini avec diverses étapes). « L’intérêt pour le visiteur est de découvrir de façon amusante les métiers du génie électrique, et en particulier, toute la partie énergie. »

Éveiller la curiosité des enfants

Des enseignants de l’IUT et de l’UFR STGI, chercheurs au département Énergie de l’institut FEMTO-ST, proposaient également des expériences autour de la thermie : caméra infrarouge, maquette de moteur, courses de bateaux pop-pop. Expliquer au grand public les activités de recherche dans le domaine de l’énergie et en particulier de la thermique, un défi un peu « chaud » ? Pas pour Philippe Désévaux, chef du département GTE à l’IUT et chercheur à l’institut FEMTO-ST, qui montrait le lien entre la thermique et la mécanique des fluides avec une jolie et rutilante petite maquette de moteur Stirling. Toujours dans un but de vulgarisation scientifique, l’enseignant-chercheur détaillait le fonctionnement d’une caméra infrarouge : « On part toujours de ce que connaissent les enfants. Par exemple, ce type de caméra peut être utilisé pour détecter les cyclistes du Tour de France qui trichent en utilisant un vélo électrique ! Le but n’est pas de faire comprendre les activités de recherche en elles-mêmes, mais d’éveiller une certaine curiosité scientifique et de faire rimer science avec ludique. »

Pour François Lanzetta, enseignant-chercheur en énergétique à l’UFR STGI et directeur du département Énergie de l’Institut Femto-ST, la Fête de la science a pour mission d’« inciter les enfants à se poser des questions sur l’énergie : par exemple, pourquoi les objets bougent quand on les chauffe, pourquoi la chaleur fait bouger un piston. Par ces petites démonstrations ludiques, ils peuvent faire le lien entre ce qu’ils voient et la manière dont ils pensent que ça fonctionne. Souvent, ils ont des images qui ne sont pas tout à fait celles de la réalité, alors on essaie d’expliquer des phénomènes avec des mots simples, mais on ne rentre pas dans le détail. Ce qui compte, c’est qu’ils se posent des questions. »

Les enfants posent justement des questions pour lesquelles il n’y a pas toujours de réponses faciles : « D’où vient la chaleur ? C’est quoi le froid ? Pourquoi il pleut ? Pourquoi les nuages restent en l’air alors qu’ils contiennent de l’eau et que l’eau, c’est lourd ? » Pour le chercheur, « expliquer des choses aux enfants, ce n’est pas évident : il faut enlever tout ce qui est mathématique, physique et utiliser des exemples concrets. Ça oblige à prendre du recul. Quand on vient à la Fête de la science, on s’attend aussi à des questions compliquées auxquelles on ne sait pas répondre. Alors on explique que c’est justement pour trouver les réponses qu’on fait de la recherche ; de nouvelles questions arrivent, etc. » Le plus difficile reste de faire comprendre que chercher ne signifie pas forcément trouver et qu’il faut parfois plusieurs années pour arriver à une réponse.

La notion de « recherche » est simple quand François Lanzetta l’explique aux enfants : « On cherche des moyens pour améliorer la vie quotidienne, et notre domaine, c’est l’énergie propre : on essaie de produire de l’énergie le plus proprement possible. Il n’y a pas de solution miracle, mais des solutions mêlant différentes sources d’énergie : électrique, mécanique, thermique. » Message reçu, même si pour la plupart des enfants, l’image du chercheur, c’est surtout celle des dessins animés ou des films de science-fiction : un peu fous, un peu géniaux !

1. Étaient présents des étudiants, des enseignants et des enseignants-chercheurs des départements Génie électrique et informatique industrielle (GEII), Génie thermique et énergie (GTE), Réseaux et télécommunications (RT) et Informatique de l’IUT de Belfort-Montbéliard, de l’UFR STGI, de l’UTBM, de l’institut FEMTO-ST, de lycées et d’associations de l’aire urbaine.