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Le tableur FizziQ est un outil intégré à l'application qui permet de saisir, manipuler et visualiser des données numériques. Conçu spécifiquement pour l'environnement éducatif, il combine la simplicité d'utilisation avec des fonctionnalités pour l'analyse de données scientifiques. Interface du tableur Le tableur FizziQ présente une interface intuitive divisée en plusieurs zones : En-têtes de colonnes : Identifiés par des lettres (A, B, C...) ou des noms personnalisés Numéros de lignes : Numérotation séquentielle des lignes (1, 2, 3...) Cellules : Intersection entre colonnes et lignes où sont stockées les données Barre d'outils : Options pour basculer entre le mode tableau et le mode graphique Opérations de base Ajouter des données Touchez une cellule pour la sélectionner Saisissez la valeur ou la formule souhaitée Appuyez sur Entrée ou touchez une autre cellule pour valider Modifier des données Touchez la cellule à modifier pour ouvrir l'éditeur Modifiez le contenu Validez en appuyant sur Entrée Ajouter des lignes et des colonnes Ajouter une ligne : Touchez le bouton "+" sous la dernière ligne Ajouter une colonne : Naviguez à droite jusqu'à voir le bouton "+" après la dernière colonne Navigation dans le tableur Navigation horizontale Utilisez le geste de balayage horizontal pour faire défiler les colonnes Les flèches de navigation en bas de l'écran permettent également de naviguer entre les colonnes Navigation verticale Faites défiler vers le haut/bas pour voir plus de lignes Manipulation des données Gestion des colonnes Pour accéder aux options d'une colonne, appuyez sur son en-tête : Modifier le label : Personnalisez le nom de la colonne Ajouter des indices séquentiels : Remplit automatiquement la colonne avec des nombres séquentiels Définir les décimales : Configurez le nombre de décimales affichées (0-4) Supprimer la colonne : Supprime entièrement la colonne Gestion des lignes Pour accéder aux options d'une ligne, appuyez sur son numéro : Déplacer vers le haut/bas : Réorganisez l'ordre des lignes Ajouter une ligne : Insérez une nouvelle ligne après la sélection Dupliquer la ligne : Créez une copie de la ligne sélectionnée Supprimer la ligne : Supprime la ligne sélectionnée Cellules Options accessibles par double-tap sur une cellule : Copier dans toute la colonne : Duplique la valeur/formule dans toutes les cellules de la colonne Copier la formule : Copie uniquement la formule dans le presse-papier Formules et fonctions Syntaxe des formules Les formules commencent toujours par le signe égal (=), suivi de l'expression à évaluer. Références aux colonnes Utilisez les labels de colonnes pour référencer des valeurs : Exemple : =A+B additionne les valeurs des colonnes A et B pour la ligne actuelle Opérateurs mathématiques Addition : + Soustraction : - Multiplication : * Division : / Puissance : ^ Fonctions intégrées Fonctions mathématiques sin(colX), cos(colX), tan(colX), arcsin(a), arccos(a), arctan(a) : trigonométrie e^colX et ln(colX) : exponentielle et logarithme sqrt(colX) et nrt( colY , colX ) : racine carré et racine n-ième Fonctions statistiques somme() : Calcule la somme des valeurs précédentes dans la colonne de la cellule moyenne() : Calcule la moyenne des valeurs précédentes dans la colonne de la cellule ecartype() : Calcule l'écart-type des valeurs précédentes dans la colonne de la cellule -> A partir de la version 4.5.21, on peut également utiliser les fonctions somme(A), moyenne(A), ecartype(A) pour calculer les valeurs statistiques dans une autre colonne Fonctions d'analyse DERIVE(colY, colX) : Calcule la dérivée de Y par rapport à X au point actuel Exemple : =DERIVE(B, A) calcule la dérivée de la colonne B par rapport à A DERIVE2(colY, colX) : Calcule la dérivée seconde de Y par rapport à X au point actuel Exemple : =DERIVE2(B, A) calcule la dérivée seconde de la colonne B par rapport à A Fonctions de navigation PREC(colX) : Récupère la valeur de la ligne précédente dans la colonne spécifiée Exemple : =prec(A) + 1 ajoute 1 à la valeur de la ligne précédente dans la colonne A SUIV(colX) : Récupère la valeur de la ligne suivante dans la colonne spécifiée Exemple de formules complexes =A*2 + B^2 : Multiplie la valeur de A par 2 et ajoute le carré de B =SOMME() / (LIGNE-1) : Calcule la moyenne des valeurs précédentes dans la colonne =(B - prec(B)) / (A - prec(A)) : Calcule le taux de variation entre deux lignes Visualisation graphique Accéder au mode graphique Cliquez sur le bouton "Graphique" dans la barre d'outils Configurez les paramètres du graphique dans la boîte de dialogue Configuration du graphique Abscisse : Sélectionnez la colonne pour l'axe X ou utilisez l'indice (numéro de ligne) Ordonnée : Sélectionnez jusqu'à trois colonnes pour les axes Y Interpolation : Choisissez parmi différents types d'interpolation pour visualiser les tendances : Linéaire Quadratique Exponentielle Logarithmique Sinusoïdale Manipulation du graphique Zoom sur l'axe Y : Utilisez les boutons zoom in/out ou reset Navigation horizontale : Utilisez le curseur en bas pour définir la plage X visible Trackball/crosshair : Activez ou désactivez pour voir les valeurs précises Conseils et astuces Pour un usage efficace Nommez clairement vos colonnes : Utilisez des noms explicites pour faciliter les références dans les formules Utilisez les décimales judicieusement : Adaptez le nombre de décimales selon la précision nécessaire Commencez avec des données simples : Avant d'utiliser des formules complexes, assurez-vous que vos données de base sont correctes Sauvegardez régulièrement : Les modifications sont automatiquement sauvegardées lorsque vous quittez le tableur Résolution des problèmes courants #N/A : Indique une valeur non disponible ou une erreur dans la formule #ERR : Indique une référence à une colonne non existante #ERR : Indique une erreur de syntaxe dans la formule #ERR : Indique un manque de points pour calculer une dérivée ou une interpolation Exemples d'utilisation Exemple 1 : Calcul de moyenne mobile Colonne A : Données brutes Colonne B : Formule de moyenne mobile sur 2 points =(A + prec(A)) / 2 Exemple 2 : Calcul de vitesse instantanée Colonne A : Temps (secondes) Colonne B : Position (mètres) Colonne C : Vitesse instantanée =DERIVE(B, A) Exemple 3 : Calcul d'intérêts composés Colonne A : Année Colonne B : Capital =prec(B) * 1.05 (pour un taux d'intérêt de 5%) Conclusion Ce guide couvre les fonctionnalités essentielles du tableur FizziQ. Pour des questions spécifiques ou des fonctionnalités avancées, n'hésitez pas à consulter la documentation complète de l'application.

Ask FizziQ est un assistant scientifique intelligent intégré à l'application FizziQ. Il vous permet de poser des questions sur des concepts scientifiques, de demander de l'aide sur l'utilisation de l'application, ou d'explorer des idées d'activités expérimentales. Cette fonctionnalité utilise des modèles d'intelligence artificielle pour vous fournir des réponses adaptées à votre niveau d'étude. Accès à la fonctionnalité La fonctionnalité Ask FizziQ est accessible depuis l'onglet principal de l'application FizziQ. Une fois dans cette interface, vous pourrez interagir avec l'assistant scientifique. In terface utilisateur L'interface d'Ask FizziQ comprend : Un historique de conversation qui affiche vos échanges avec l'assistant Une barre de saisie en bas de l'écran pour entrer vos questions Un bouton d'attachement pour lier vos observations à la conversation Des options de configuration (niveau scolaire et modèle d'IA) Configuration de l'assistant Choix du niveau scolaire Ask FizziQ s'adapte à votre niveau d'études. Pour définir le niveau approprié : Appuyez sur le sélecteur de niveau en haut à gauche de l'écran Choisissez parmi les options suivantes : Collégien : Adapté aux élèves de 11 à 15 ans, avec des explications simples et intuitives Lycéen : Pour les élèves de 15 à 18 ans, avec un niveau approprié pour les classes de première ou terminale Enseignant : Pour les professeurs, avec un contenu scientifique rigoureux et des suggestions d'activités pédagogiques Choix du modèle d'IA Ask FizziQ propose différents modèles d'intelligence artificielle : Appuyez sur le sélecteur de modèle en haut à droite Choisissez votre fournisseur : Mistral AI : Modèles européens disponibles en trois tailles (Small, Medium, Large) OpenAI : Modèles américains incluant GPT-3.5 Turbo, GPT-4o et GPT-4o-mini Anthropic : Modèle américain avec Claude Haiku Le modèle par défaut (GPT-4o-mini) qui convient à la plupart des usages et donne un mix adequat entre cout, rapidité et précision. Les modèles plus grands comme GPT-4o ou Anthropic Haiku ou Mistral Large peuvent offrir des réponses plus détaillées mais peuvent être plus lents. Mistral a ses serveurs basés en Europe et nous vous encourageons à tester ces différents modeles. Poser une question Pour interagir avec l'assistant : Tapez votre question dans la barre de saisie au bas de l'écran Appuyez sur le bouton d'envoi (icône en forme de flèche) Attendez que l'assistant formule sa réponse L'assistant peut répondre à des questions sur : Des concepts scientifiques (physique, chimie, biologie, etc.) L'utilisation de l'application FizziQ Des idées d'expériences à réaliser avec FizziQ Attacher des observations Une fonctionnalité particulièrement utile est la possibilité d'attacher vos observations scientifiques à la conversation. Cela permet à l'assistant d'analyser vos données et de fournir des explications personnalisées. Pour attacher des observations : Appuyez sur l'icône d'attachement (trombone) à gauche de la barre de saisie Dans la fenêtre qui s'ouvre, sélectionnez les observations que vous souhaitez attacher Confirmez votre sélection en appuyant sur "Confirmer" Le nombre d'observations attachées est indiqué par un badge sur l'icône d'attachement. Types d'observations que vous pouvez attacher : Mesures de capteurs (accélération, champ magnétique, température, etc.) Tableaux de données Notes textuelles Graphiques Comprendre les réponses Les réponses de l'assistant peuvent contenir : Du texte explicatif adapté à votre niveau scolaire Des formules mathématiques en notation LaTeX Des liens cliquables vers des ressources supplémentaires Des suggestions d'activités FizziQ pertinentes Du texte en gras pour mettre en évidence les points importants Pour les formules mathématiques complexes, l'assistant utilise la notation LaTeX (entre symboles $ ou $$) pour une meilleure lisibilité. Activités FizziQ suggérées Si la base de connaissances de FizziQ contient des activités pertinentes pour votre question, l'assistant pourra vous les suggérer. Pour chaque activité, il indiquera : Le nom de l'activité Son objectif pédagogique Un lien pour y accéder (si disponible) Vous pourrez trouver ces activités dans l'onglet "Activités" de l'application. Conseils d'utilisation Soyez précis dans vos questions pour obtenir des réponses plus pertinentes Attachez vos observations pour obtenir des analyses personnalisées Adaptez le niveau en fonction de votre compréhension des concepts Explorez les activités suggérées pour approfondir vos connaissances de manière pratique Posez des questions de suivi si vous avez besoin de plus de détails Limites L'assistant : Ne peut répondre qu'à des questions liées aux sciences ou à l'utilisation de FizziQ Ne propose que des activités expérimentales issues de sa base de connaissances Peut parfois reconnaître ses limites et vous indiquer qu'il ne sait pas Ne décrit jamais les protocoles expérimentaux en détail (vous devez consulter les activités FizziQ) Exemples de questions Voici quelques exemples de questions que vous pouvez poser : "Comment fonctionne la loi de la gravitation universelle ?" "Peux-tu m'expliquer le principe d'Archimède ?" "J'ai attaché mes mesures d'accélération, peux-tu les analyser ?" "Quelles expériences puis-je faire sur la pression atmosphérique avec FizziQ ?" "Comment utiliser le capteur de champ magnétique dans FizziQ ?" "Peux-tu m'aider à comprendre mes données de température ?" Bonne exploration scientifique avec Ask FizziQ !

Nous sommes ravis de vous présenter FizziQ Anthracite , notre nouvelle version, disponible dès aujourd’hui pour tous les bêta-testeurs. C’est une mise à jour importante, avec de nombreuses améliorations que vous allez pouvoir découvrir, tester, et surtout : nous dire ce que vous en pensez. La version finale sera déployée début juin. Notre objectif reste le même : faire de FizziQ un outil toujours plus inspirant pour faire des sciences à l’école. Une base technique toute neuve Vous ne le verrez peut-être pas tout de suite, mais ça change tout pour la suite : FizziQ a été entièrement migrée vers les dernières versions de Flutter, Dart et Swift . Cela nous permet de maintenir l’app dans la durée, de préparer des nouveautés plus facilement… et de proposer bientôt une version web de FizziQ , attendue pour cet été. Un tableur vraiment plus puissant Le nouveau tableur a été repensé de A à Z : Plus fluide, plus lisible, Plus de colonnes, plus de liberté, Des fonctions utiles comme DERIVE() (calcul de tangentes), Des statistiques intégrées, Des graphiques dynamiques, avec des ajustements variés (linéaire, exponentiel, logarithmique…). Voir toutes les fonctions du tableur Du LaTeX dans les champs texte Les formules mathématiques peuvent désormais être saisies directement dans les champs texte avec une rendu LaTeX clair et structuré. C’est parfait pour les rapports ou les explications d’élèves. En savoir plus sur LaTeX dans FizziQ Des PDF qu’on a envie de partager Les exports PDF ont été complètement retravaillés. Vous pouvez désormais : Organiser les pages en colonnes, Obtenir un rendu fidèle au cahier d’expérience, Générer des documents clairs et pros, prêts à être imprimés ou partagés. Une calculatrice (en couleurs) ! Une calculatrice scientifique est maintenant disponible, toute simple à utiliser, mais connectée au cahier d’expérience. Elle est accessible depuis le menu Outils . L’IA entre dans FizziQ Avec Ask FizziQ , nous introduisons une première version d’un assistant basé sur l’intelligence artificielle . Son objectif : aider les élèves à mieux structurer une démarche scientifique, à analyser des résultats ou simplement à mieux comprendre les phénomènes qu’ils observent. Dans cette version bêta, nous pouvez également chosir plusieurs types de modèles pour les comparer (Mistral, OpenAi ou Anthropic). Nous nous demandons quel rôle les IA doivent jouer en classe et cette expérimentation est un moyen de recueillir vos retours et de mieux comprendre ce que vous en attendez dans un contexte éducatif . Découvrir Ask FizziQ Le Bluetooth Radio arrive Avec le mode Bluetooth Radio , plus besoin d’appairer les capteurs FizziQ Connect : les données peuvent être reçues automatiquement, même par plusieurs smartphones en même temps. On en a aussi profité pour : Ajouter la compatibilité avec de nouveaux capteurs, Intégrer le support du module Bluetooth HM-10, très demandé. Découvrir le nouveau module de connexion Bluetooth Changer de langue directement dans l'application FizziQ permet désormais de changer de langue directement depuis les paramètres de l'application. Vous pouvez ainsi basculer instantanément entre le français et l’anglais, et réaliser des activités scientifiques dans la langue de votre choix.Une fonctionnalité utile pour travailler en anglais en cours de sciences, ou pour accompagner des élèves allophones ! Par thème ou par instrument ? À vous de choisir On nous a souvent posé la question. Désormais, c’est vous qui décidez : vous pouvez organiser l’écran d’accueil de FizziQ par instruments ou par thèmes , selon ce qui vous semble le plus clair pour vos activités. Rendez-vous dans Réglages > Paramètres. Et aussi… Quelques autres améliorations que vous découvrirez dans cette version : Les protocoles expérimentaux peuvent être intégrés directement dans le cahier d’expérience, Jusqu’à 5 données simultanées depuis le module cinématique (contre 3 avant), Sauvegarde automatique des préférences utilisateur, Conversion des anciens tableaux possible (option activable dans les réglages), Un mode duo plus fluide, Et sur iPhone, une estimation de la lumière ambiante à partir de l’exposition de la caméra, Et bien d'autres évolutions dont nous ne nous souvenons même plus ... O n compte sur vous FizziQ Anthracite, c’est une version clé. Elle ouvre de nouvelles perspectives, tout en restant fidèle à ce qui fait la force de FizziQ : un outil simple, rigoureux et adapté à l’enseignement des sciences. On a hâte de lire vos retours, vos idées, vos questions. C’est grâce à vous que l’app continue de progresser. Envoyer vos retours ou suggestions

Le module d'entrée de texte de FizziQ est un composant sophistiqué qui permet aux utilisateurs de saisir et d'afficher du texte enrichi, avec une prise en charge particulière des formules mathématiques en LaTeX. Ce mode d'emploi vous guidera à travers les différentes fonctionnalités disponibles. 1. Saisie de texte standard L'interface propose un champ de texte où vous pouvez saisir des commentaires, des observations ou des explications. Le texte est automatiquement mis en forme et affiché dans une police lisible. En mode affichage, si aucun texte n'est présent, un message "Rédigez un commentaire" s'affiche. 2. Support des formules mathématiques (LaTeX) Insertion manuelle de formules Vous pouvez insérer des formules mathématiques directement en utilisant la syntaxe LaTeX, soit en utilisant le format $$formule$$ ou le format [formule] Conversion automatique des formules Le module dispose d'un convertisseur automatique qui détecte et transforme des expressions mathématiques simples en code LaTeX. Par exemple, si vous écrivez [x_1^2], cela sera automatiquement converti en $$x_{1}^{2}$$. Types d'expressions reconnues automatiquement: Indices: x_1 → $$x_{1}$$ Exposants: x^2 → $$x^{2}$$ Fractions: (a+b)/(c+d) → $$\frac{a+b}{c+d}$$ Racines carrées: sqrt(x) → $$\sqrt{x}$$ Lettres grecques: alpha, beta, etc. → $$\alpha$$, $$\beta$$, etc. 3. Interface de l'éditeur de formules L'éditeur de formules offre une interface intuitive organisée en onglets: Onglet "Basique" Fractions Racine carrée Exposants Indices Racine n-ième Onglet "Avancé" Intégrales Sommes Produits Limites Matrices Dérivées Systèmes d'équations Vecteurs Onglet "Symboles" Collection complète de symboles grecs (minuscules et majuscules) Alpha, Beta, Gamma, etc. 4. Modes d'affichage et d'édition Mode d'affichage: affiche le texte avec les formules LaTeX rendues correctement Mode d'édition: permet de modifier le texte et les formules Bouton "Valider": sauvegarde les modifications et retourne au mode d'affichage Support pour l'exportation PDF: le module peut ajuster son affichage pour l'exportation PDF Conclusion Le module d'entrée de texte permet de créer facilement des documents scientifiques comportant des formules mathématiques complexes, rendant vos observations et analyses plus précises et professionnelles.

Le module Bluetooth de FizziQ étend ces capacités en permettant de connecter des capteurs externes et des micro-contrôleurs à l'application. Ce guide détaille les fonctionnalités du module Bluetooth, son intégration à l'application FizziQ, les différents types de modules FizziQ Connect, et comment connecter vos propres micro-contrôleurs ou modules Bluetooth BLE comme le HM-10. Utilisation de Bluetooth Low Energy (BLE) dans FizziQ FizziQ utilise la technologie standard Bluetooth Low Energy (BLE) pour communiquer avec les capteurs externes. Le BLE, également connu sous le nom de Bluetooth Smart, diffère du Bluetooth classique par plusieurs aspects importants : Consommation énergétique réduite : Idéal pour les capteurs et dispositifs sur batterie Connexion rapide : Établissement de la connexion en quelques millisecondes Mode de diffusion (broadcasting) : Permet aux appareils d'envoyer des données sans connexion établie Protocole de communication simplifié : Adapté aux transferts de petites quantités de données Compatible avec les appareils mobiles récents : Intégré dans tous les smartphones modernes Important : L'application FizziQ est compatible uniquement avec les périphériques utilisant la technologie BLE. Les périphériques Bluetooth classiques ne sont pas supportés. Fonctionnalités du module de réception Bluetooth de FizziQ Le module Bluetooth de FizziQ tire parti des capacités BLE des smartphones pour : Connecter des capteurs externes via la technologie standard BLE Afficher les données des capteurs en temps réel Enregistrer les données dans le cahier d'observations FizziQ Contrôler à distance le démarrage et l'arrêt des enregistrements Utiliser une horloge externe pour la synchronisation temporelle Collecter des données de plusieurs capteurs simultanément` Modes de fonctionnement Le module BLE de FizziQ propose deux modes de fonctionnement principaux : Mode point à point : Connexion directe à un appareil BLE spécifique Connexion stable avec un seul appareil Adapté pour les expériences nécessitant une communication bidirectionnelle Permet d'envoyer des commandes à l'appareil connecté Utilise le protocole UART over BLE (services UUID spécifiques) Mode radio : Réception de données transmises par plusieurs appareils BLE simultanément Permet de recevoir des données de plusieurs capteurs sans établir de connexion complète Utilise les données diffusées par les périphériques BLE (advertising data) Idéal pour les réseaux de capteurs et la collecte de données distribuée Propose un filtrage optionnel pour se concentrer sur un appareil spécifique Utilisation du module BLE dans l'application FizziQ Connexion d'un périphérique BLE Pour connecter un capteur BLE à l'application FizziQ : Accéder au module Bluetooth : Ouvrez l'application FizziQ Touchez l'icône de menu (☰) en haut à gauche Sélectionnez "Bluetooth" dans le menu déroulant Recherche et connexion : L'application affiche automatiquement les appareils BLE à proximité Les appareils compatibles FizziQ sont affichés en priorité Si aucun appareil n'apparaît, touchez le bouton de rafraîchissement en haut de l'écran Touchez le bouton "Connecter" à côté du périphérique souhaité Attendez que la connexion s'établisse (un message de confirmation apparaîtra) Pour les périphériques non visibles : Touchez "Afficher les autres appareils" en bas de l'écran Assurez-vous que le périphérique est bien allumé et en mode découvrable Sélection et affichage des capteurs Une fois la connexion établie : Retour à l'écran principal : L'application revient automatiquement à l'écran principal Une icône Bluetooth active apparaît dans la barre d'état Sélection d'un capteur : Touchez l'écran où vous souhaitez afficher le capteur (gauche ou droite) Dans le menu de sélection, faites défiler jusqu'à la section "CAPTEURS BLUETOOTH" Les capteurs détectés sont listés avec leur type (température, accélération, etc.) Sélectionnez le capteur souhaité pour l'afficher Configuration de l'affichage : Utilisez les options d'affichage standard (graphique, affichage numérique, etc.) Ajustez les paramètres en touchant l'icône d'engrenage En mode double écran, vous pouvez afficher différents capteurs BLE sur chaque écran Enregistrement des données : Utilisez le bouton d'enregistrement standard (cercle rouge) Les données des capteurs BLE sont enregistrées avec les mêmes horodatages que les capteurs internes Vous pouvez démarrer/arrêter l'enregistrement depuis l'appareil BLE avec les commandes spéciales ("enr" et "sto") Déconnexion : Revenez au menu Bluetooth pour vous déconnecter Ou éteignez simplement le périphérique BLE Les modules FizziQ Connect Les modules FizziQ Connect sont des dispositifs Bluetooth pré-configurés pour fonctionner avec l'application FizziQ. Types de modules FizziQ Connect Standard Module point à point traditionnel Communication bidirectionnelle Supporte une variété de capteurs externes FizziQ Radio Modules de diffusion de données Permet la transmission sans connexion établie Idéal pour les réseaux de capteurs distribués Reconnaissable par le préfixe "FizziQ Radio" dans le nom de l'appareil Capteurs compatibles Les modules FizziQ Connect peuvent être équipés de différents types de capteurs : Température Humidité Pression Accélération Lumière Champ magnétique CO2 Détecteurs variés Et plus encore... Connecter un micro-contrôleur FizziQ peut communiquer avec une variété de micro-contrôleurs (Arduino, ESP32, micro:bit, etc.) équipés de modules Bluetooth. Pour une documentation complète et des exemples détaillés de code, veuillez consulter la page officielle : https://www.fizziq.org/connexion-de-capteurs-externes Principes de base La connexion d'un micro-contrôleur à FizziQ repose sur quelques principes essentiels : Communication UART via Bluetooth Utilisez un module Bluetooth compatible (HM-10, HC-05, etc.) ou un micro-contrôleur avec Bluetooth intégré Configurez le Bluetooth pour utiliser un service UART compatible Format des messages Respectez le format nom_capteur:valeur[:horloge]\n Utilisez les préfixes de capteurs reconnus par FizziQ (voir section "Types de capteurs supportés") Fréquence d'envoi Envoyez les données à intervalles réguliers (recommandé : 200-500ms) Évitez d'envoyer trop de données simultanément pour ne pas saturer la connexion Utiliser le module HM-10 Le module HM-10 est un module Bluetooth Low Energy (BLE) peu coûteux et largement disponible qui peut être utilisé pour connecter des capteurs à FizziQ. Pour des instructions détaillées et des exemples de montage, consultez la documentation officielle : https://www.fizziq.org/connexion-de-capteurs-externes Structure des données Format des messages Le format des messages attendu par FizziQ est le suivant : nom_capteur:valeur[:horloge]\n Où : nom_capteur : identifie le type de capteur (ex: "temperature", "acceleration", etc.) valeur : la mesure du capteur (généralement un nombre décimal) horloge : (optionnel) timestamp pour la synchronisation temporelle \n : caractère de nouvelle ligne terminant le message Exemples : temperature:25.5\n acceleration:9.81\n humidity:45.2:1650123456789\n Types de capteurs supportés FizziQ reconnaît automatiquement les capteurs externes en analysant le préfixe du nom utilisé dans les messages. Voici la liste complète des préfixes reconnus et les capteurs correspondants : Préfixe Type de capteur ID Unité par défaut Exemple de message "tem" Température 43 °C temperature:25.5 "acc" Accélération 44 m/s² acceleration:9.81 "hum" Humidité 40 % humidity:45.2 "pre" Pression 42 hPa pressure:1013.25 "lum" Luminosité 45 lux luminosite:500 "mag" Champ magnétique 46 µT magnetisme:45.2 "com"/"bou" Compas/Boussole 47 ° compass:154.2 "co2" CO2 48 ppm co2:450 "wei"/"poi" Poids/Balance 39 g poids:320.5 "ten" Tension/Voltage 41 V tension:3.3 "det" Détecteur 50 - detection:1 "tvo" COV (composés organiques volatils) 58 ppm tvoc:2.4 "int" Intensité électrique 59 A intensite:0.25 "dis" Distance 67 cm distance:15.5 "son" Son/Niveau sonore 68 dB son:65 "inf" Infrarouge 69 - infrarouge:0.75 "pou" Pouls/Fréquence cardiaque 70 bpm pouls:72 "pm2" Particules PM2.5 71 µg/m³ pm25:15.5 "o2" Oxygène 72 % oxygene:20.9 "res" Résistance électrique 73 Ω resistance:1200 "uv" Rayonnement UV 74 indice uv:3.2 "ph" pH 75 - ph:7.2 "rot" Rotation/Gyroscope 6 °/s rotation:5.2 "niv" Niveau/Inclinaison 2 ° niveau:4.5 Si aucun préfixe n'est reconnu mais que le message est au bon format, FizziQ affichera le capteur comme un "Capteur externe" générique (ID 24). Remarque : Pour assurer une reconnaissance optimale, utilisez le préfixe exact au début du nom de votre capteur. Par exemple, temperature:23.5 sera reconnu comme un capteur de température, mais ma_temperature:23.5 pourrait être reconnu comme un capteur magnétique à cause du préfixe "ma". Dépannage Problèmes de connexion L'appareil n'apparaît pas dans la liste Vérifiez que le Bluetooth de votre smartphone est activé Assurez-vous que l'appareil est alimenté et en mode découvrable Redémarrez l'appareil Bluetooth et l'application FizziQ La connexion échoue Vérifiez que les services et caractéristiques UUID sont corrects Assurez-vous que l'appareil n'est pas déjà connecté à un autre smartphone Essayez de redémarrer l'appareil Bluetooth La connexion est instable Réduisez la fréquence d'envoi des données (minimum 200ms recommandé) Vérifiez la charge de la batterie de l'appareil Bluetooth Rapprochez l'appareil du smartphone Problèmes de détection des capteurs Les capteurs ne sont pas détectés Vérifiez que le format des messages est correct Assurez-vous que les préfixes utilisés correspondent à ceux reconnus par FizziQ Envoyez des messages test via un terminal série pour valider le fonctionnement Valeurs incorrectes Vérifiez le formatage des valeurs numériques (utilisez le point comme séparateur décimal) Assurez-vous que les unités correspondent à celles attendues par FizziQ Calibrez vos capteurs si nécessaire

Pour l'enseignant qui souhaite organiser une séance d'analyse vidéo d'un mouvement, l'un des défis est souvent de trouver une vidéo adéquate. C'est pourquoi nous avons créé une bibliothèque gratuite de vidéos et de chronophotographies, directement accessible depuis l'application FizziQ. Ces ressources peuvent être facilement téléchargées et utilisées immédiatement dans l'application. Pourquoi utiliser la bibliothèque de vidéos ? Dans le cadre de l'apprentissage de la cinématique, l'idéal est que l'élève réalise sa propre vidéo. Cela est facilement réalisable avec un smartphone, et les vidéos ainsi produites sont directement exploitables par FizziQ. Pour faciliter le travail des élèves nous avons créé un guide spécifique sur les 7 bonnes pratiques pour une vidéo pour l'analyse cinématique . Cependant, dans de nombreux cas, il peut être utile pour l'enseignant de proposer aux élèves une vidéo existante. C'est là que la bibliothèque de vidéos FizziQ devient un atout précieux. La bibliothèque gratuite de viéos et chronophotographies offre plusieurs avantages : Gain de temps : Pas besoin de filmer soi-même des vidéos, elles sont prêtes à l'emploi. Qualité optimisée : Les vidéos sont tournées de manière à assurer une bonne visibilité et un pointage précis. Diversité des situations : La bibliothèque propose différents types de mouvements pour couvrir un large éventail d'expériences en physique. Accès direct : Les utilisateurs peuvent intégrer directement ces vidéos dans FizziQ pour commencer leur analyse sans manipulation supplémentaire. Comment télécharger une vidéo dans l'application FizziQ ? Le processus de téléchargement d'une vidéo depuis la bibliothèque de FizziQ est très simple : Ouvrez l'application FizziQ. Appuyez sur l'icône "Analyse cinématique" . Sélectionner Cinématique par vidéo par exemple (le processus est le même pour l'analyse de chronophotographies) Cliquez sur "Librairie vidéos" . Sélectionnez la vidéo de votre choix parmi la liste proposée (une connexion internet est nécéssaire).. 5Ajouter cette activité. L'activité est alors ajoutée dans le module cinématique. Quels types de vidéos sont disponibles ? La bibliothèque contient une variété de vidéos adaptées aux besoins des enseignants et des élèves : Sports et performances athlétiques : Saut à la perche, descente de ski (JO), patinage de vitesse, tennis, plongée, football (penalty), badminton, cycliste sur piste, curling, javelot, lancer de disque, lancer de marteau. Expériences physiques : Chute libre, mouvement uniforme et accéléré, forces de frottement, cycloïde, pendule simple et pendule de Newton, choc entre objets. Autres : Goutte de colorant dans l'huile (accéléré x15), collision, SpaceX, voitures, vélo, train. D'autres vidéos sont régulièrement ajoutées à la bibliothèque dont certaines créées par nos utilisateurs. Si vous souhgaitez partager avec nous une vidéo, vous pouvez nous contacter à juliette@fizziqlab.org . Associées à ces vidéos, nous avons également créé des activités sur le mouvement ou l'énergie que vous pouvez retrouver ici : 👉 Activités pour la cinématique Les chronophotographies : une alternative aux vidéos Pour introduire l'analyse cinématique, il est souvent préférable de commencer par l' étude des chronophotographies . Ces images séquentielles capturent différentes phases d'un mouvement sur une seule image, permettant une observation précise et détaillée des trajectoires et variations de vitesse. Pour plus d'informations sur l'organisation d'un TP sur la chronophotographie, suivez ce lien . La bibliothèque FizziQ propose une collection de chronophotographies originales permettant d'étudier une large gamme de mouvements en classe ou en autonomie. Il est également possible de photographier une chronophotographie existante depuis un livre afin de l’analyser directement avec l’application FizziQ. Il peut être notamment intéressant d'étudier des anciennes chronophotographies de Jules Marey ou Berenice Abbott Caractéristiques des prises de vue Les caractéristiques des vidéos, telles que le format et le nombre d’images par seconde (ou cadence) , sont automatiquement détectées par l’application. La plupart des vidéos sont tournées à 30 images par seconde, mais certaines sont filmées à des cadences différentes (25 ou 60 im/s). Ces indications sont présentes sur chaque vidéo ou chronophotographie. Chaque ressource intègre également une échelle visuelle permettant à l’élève d’effectuer une mise à l’échelle précise lors de son analyse. Conclusion La bibliothèque de vidéos de FizziQ est un outil puissant qui simplifie l'apprentissage et l'enseignement de la cinématique. En mettant à disposition des vidéos optimisées et directement exploitables, elle permet aux élèves de se concentrer sur l'analyse et l'interprétation des mouvements plutôt que sur la capture de données.

Vous avez probablement déjà tenté de perturber une boussole en approchant un aimant, mais avez-vous essayé de faire la même chose avec la boussole électronique de votre smartphone ? Dans la vidéo ci-dessous, nous avons mené l’expérience, et le résultat est surprenant : la boussole du smartphone semble rester insensible à l’approche d’un aimant. Pourquoi un tel comportement ? Et quelles en sont les implications pour la mesure des champs magnétiques avec un smartphone ? Peut-on avoir confiance dans les données du magnétomètre ? C’est ce que nous allons explorer dans cet article. A quoi sert un magnétomètre dans un smartphone ? Si l’accéléromètre a fait partie intégrante des smartphones dès les premières générations, avec pour fonction initiale de déterminer l'orientation horizontale ou verticale de l'appareil, les capteurs magnétiques (ou magnétomètres) n'ont été ajoutés que bien plus tard. Le HTC Dream, lancé en octobre 2008, est souvent considéré comme le premier smartphone Android à intégrer officiellement un capteur magnétique. Chez Apple, l’iPhone 3GS, sorti en juin 2009, est le premier iPhone à embarquer un magnétomètre. Pourquoi un tel délai ? A l'époque la fonctionalité principale des magnétomètres dans les smartphones était la boussole numérique. Cette fonctionnalité était utile pour la navigation, qu’il s’agisse de randonnée ou de conduite automobile, mais elle ne suffisait pas à justifier à elle seule le surcoût et les efforts nécessaires à l'intégration de ce capteur. D'autant plus que le magnétomètre est très sensible aux éléments éxtérieurs et donc n'était pas toujours fiable. Cependant avec l'augmentation des capacités de calcul des smartphones sont apparu de nouvelles applications, comme les jeux motion-based ou la réalité virtuelle et la réalité augmentée, qui demandent une nouvelle fonctionnalité : la capacité la capacité à suivre précisément la position du smartphone dans l’espace . Par exemple en bougeant son smartphone on peut piloter une voiture ou un vaisseau spatial ou observer les différentes face d'un objet virtuel. Ce sont ces applications qui ont poussé les constructeurs à intégrer dans les smartphones de nouveaux capteurs, dont en particulier le magnétomètre, pour le plus grand plaisir des jouers ... et des scientifiques. S'orienter dans l'espace au meilleur coût Pour déterminer la position d’un objet à un instant donné, deux approches sont possibles : Utiliser un référentiel fixe : Cette méthode consiste à disposer d’un référentiel immobile et d’un instrument capable de mesurer l’orientation par rapport à ce référentiel. Calculer les variations incrémentales : Partant d’une position connue, on mesure les changements successifs à travers les mesures d'accélération et de rotation pour déduire la nouvelle position. Les sous-marins utilisent cette deuxième méthode. Grâce à des gyroscopes et des accéléromètres extrêmement précis, ils peuvent naviguer sans repères externes pendant plusieurs jours. Cependant, l'accumulation d’erreurs (dérive) peut entraîner des écarts de plusieurs kilomètres par rapport à leur position réelle. Pour les smartphones, qui subissent des déplacements beaucoup plus limités, le magnétomètre est une alternative très avantageuse car le champ magnétique terrestre est un très bon référentiel local. Il offre plusieurs atouts : Simplicité des calculs : Les mesures sont directement liées au champ magnétique terrestre . Absence de dérive : Contrairement aux gyroscopes et accéléromètres, il n’y a pas d’accumulation d’erreurs. Faible consommation d’énergie : Un magnétomètre consomme entre 10 µA et 500 µA, tandis qu’un accéléromètre consomme environ 10 fois plus et un gyroscope jusqu’à 100 fois plus. Étant donné les capacités limitées des batteries des smartphones, cette faible consommation est un atout majeur, car elle permet de préserver l’autonomie tout en assurant des mesures fiables et économiques. La difficile mesure du champ magnétique Si le magnétomètre semble être l’instrument idéal pour déterminer la position dans l’espace d’un smartphone, un obstacle majeur complique son utilisation : la faible intensité du champ magnétique terrestre. Le champ magnétique terrestre a une intensité d’ environ 50 microteslas, répartie entre une composante horizontale (utile pour déterminer le nord) et une composante verticale (indiquant la latitude magnétique). À titre de comparaison, un simple aimant naturel, comme la magnétite, peut générer un champ atteignant 0,05 tesla – soit mille fois plus intense. Cela signifie que le moindre champ magnétique parasite à proximité du capteur peut fausser totalement les mesures. Par exemple, une vidéo démontre que le magnétomètre d’un smartphone peut détecter le champ généré par une simple boussole en rotation, même à une distance de vingt centimètres. Sensibilité du magnétomètre à la rotation d'une boussole Les aimants ne sont pas les seuls responsables des erreurs : divers matériaux peuvent également perturber les mesures en modifiant ou en déformant le champ magnétique. Matériaux ferromagnétiques (fer, nickel, cobalt, acier) : Ils s’aimantent durablement et interagissent fortement avec le champ magnétique. Matériaux paramagnétiques (aluminium, platine, magnésium) : Faiblement attirés par le champ, car leurs électrons non appariés s’alignent temporairement avec lui. Matériaux diamagnétiques (cuivre, or, graphite, eau) : Légèrement repoussés par le champ, car leurs électrons appariés créent un champ opposé. En outre, les circuits internes du smartphone génèrent eux-mêmes des perturbations. Les courants électriques qui traversent les composants produisent des champs magnétiques proportionnels à l’intensité des courants et à la disposition des circuits. Ces champs varient en fonction des activités du smartphone, comme le processeur en fonctionnement ou les communications réseau. Par conséquent, ces champs parasites interfèrent directement avec les mesures du magnétomètre, rendant les données moins fiables si la calibration n’est pas rigoureuse. Pour des mesures précises, il est donc nécessaire de calibrer le magnétomètre afin de compenser les influences des matériaux environnants et des champs parasites produits par le smartphone lui-même. La calibration statique Pour corriger les différents effets qui perturbent le champ magnétique ambiant et empêchent le magnétomètre de détecter correctement la direction et l’intensité du champ terrestre, les ingénieurs ont mis au point un mécanisme de calibration . Deux grandes catégories de perturbations sont visées : l’ effet hard iron , dû à des éléments aimantés en permanence (comme une vis ou un aimant de haut-parleur), et l’ effet soft iron , qui résulte de matériaux non aimantés déformant localement les lignes du champ. Pour compenser ces perturbations, on fait décrire au smartphone un large éventail de mouvements (par exemple la fameuse figure en « huit » ). Avec cette figure, le magnétomètre est exposé à toutes les orientations, ce qui permet de corriger les erreurs de biais et d'échelle tout en compensant les perturbations locales. En appliquant ces corrections, le système parvient à fournir une mesure beaucoup plus fiable du champ magnétique, indispensable pour indiquer précisément la direction du champ magnétioque terrestre, et le positionnement du smartphone dans l'espace. La calibration dynamique La calibration statique permet de déterminer l'ensemble des ajustements nécessaires pour isoler le champ magnétique terrestre de toutes les perturbations internes du smartphone. Mais que se passe-t-il lorsque l’on approche un aimant du téléphone, ou qu’on le place dans une voiture ? On sait que les mesures seront perturnées et que le magnétomètre sera inutile. Comment compenser ces éléments perturbateurs ? Les premières versions de smartphones obligeaient l'utilisateurs à recalibrer l'appareil dès que l’environnement changeait, en décrivant le fameux huit de calibration . Progressivement, les développeurs ont cependant mis au point des algorithmes plus sophistiqués, capables de détecter et compenser automatiquement les variations anormales du champ magnétique en mesurant en permanence le champ magnétique détecté et en le comparant à sa valeur théorique. Pour cela le système utilise l'accéléromètre et le gyroscope. Ainsi, si le téléphone est posé sur une table et qu’on y approche un aimant, le logiciel va détecter le champ additionnel, mesurer la variation sur les trois axes et ajuster la calibration pour aligner la valeur sur le champ initial. Que se passe-t-il si, en même temps, on fait tourner le téléphone ? Le gyroscope et l’accéléromètre sont alors utilisé pour pour calculer la rotation du smartphone, estimer le champ magnétique « théorique » sans l’aimant, et adapter la correction en conséquence. Le problème de la fusion des capteurs Aujourd’hui, dans un smartphone, il est difficile de dissocier les trois capteurs de positionnement que sont le magnétomètre, le gyroscope et l’accéléromètre. Ces capteurs fonctionnent en synergie pour fournir des informations de positionnement précises tout en minimisant la consommation énergétique. Cette intégration des capteurs, combinée à d’autres comme le GPS, est appelée fusion des capteurs . Le système d’exploitation du smartphone analyse en permanence les données de ces capteurs et effectue des ajustements en fonction des objectifs ou des fonctionnalités utilisées. Par exemple, pour économiser de l’énergie, le smartphone privilégiera le magnétomètre ou l’accéléromètre dans certaines situations, et activera le GPS uniquement si nécessaire. Si cette fusion est bénéfique pour l’utilisateur et les applications spécialisées, elle pose un défi pour les scientifiques et les enseignants . En effet, les données brutes des capteurs sont plus difficiles à récupérer, et les données en libre accès sont souvent altérées par les ajustements constants du système, comme la calibration automatique. Ces modifications compliquent l’interprétation des données pour des expériences ou des analyses précises. Ceci est particulièrement vrai dans le cas du magnétomètre. La quasi totalité des applications qui proposent des mesurent du champ magnétique utilisent des données compensées qui ne reflètent pas la réalité et donc avec lesquels il est difficile de faire des mesures fiables. Mesurer le champ magnétique réel Pour mesurer le champ magnétique réel , il faut donc à la fois accéder aux données brutes du magnétomètre, puis tenir compte des composants internes du smartphone (effets hard iron et soft iron). C’est ce que propose FizziQ avec la fonction « Champ Magnétique Brut ». Cette fonction fait partie d'un ensemble de mesures que nous avons développé dans FizziQ et qui permettent un accès direct aux valeurs brutes des accéléromètres. L'enseignant dispose ainsi de plusieurs outils permettant de mener une grande variété d’expériences en classe sur le magnétisme sans utiliser d'appareil extérieur autre qu'un smartphone : a. Champ Magnétique Automatique C’est la valeur calibrée fournie par le smartphone, adaptée à une utilisation type boussole. b. Champ Magnétique Brut Il s’agit de la lecture directe du magnétomètre, sans ajustement. On peut l’aligner avec la valeur théorique en appuyant sur « Calibration », ce qui calcule des correctifs statiques (hard iron et soft iron) sans les réactualiser en continu. De cette manière, la mesure reste cohérente pour analyser le champ magnétique réel. c. Champ Y & Déviation du Nord Magnétique FizziQ calcule le champ magnétique réel selon l’axe Y, ainsi que l’angle entre le champ mesuré et le Nord magnétique. On retrouve bien qu'un aimant affecte le champ magnétique et la direction de la boussole. Expériences en classes sur le champ magnétique Correctement utilisé, le magnétomètre présent dans les smartphones est un outil extrèmement pratique pour les enseignants qui peuvent illustrer rapidement différentes notions liées au champ magnétique terrestre, aux lois de Biot-Savart et aux propriétés des dipôles magnétiques : a. Champ magnétique terrestre En observant la composante y du champ magnétique, les élèves peuvent déterminer la composante horizontale de ce champ et vérifier correspondant à la direction Nord pour la boussole. ➡️ Consulter cette activité Ils peuvent ainsi mettre en évidence de l'inclinaison magnétique (angle du champ magnétique avec le plan horizontal) la dépendance de cet angle à la latitude et vérifier le lien entre l’orientation du champ terrestre et la géographie. ➡️ Consulter cette activité b. L'effet Oersted En plaçant un smartphone au cœur d’une bobine parcourue par un courant, on peut vérifier expérimentalement les lois de Biot-Savart et d’Ampère. ➡️ Consulter l'activité sur la loi de Biot-Savart Cette approche permet de mieux comprendre comment un champ magnétique se crée et se distribue autour d’un conducteur enroulé. c. Dipôle magnétique Grâce au magnétomètre, il est possible de cartographier la valeur du champ produit par un aimant droit (dipôle) en différents points de l’espace. On vérifie alors la loi de Coulomb adaptée au magnétisme, qui prévoit une décroissance en 1/d31/d3 de l’intensité du champ avec la distance. d. Propriétés magnétiques des matériaux À l’aide du magnétomètre, on met en évidence la façon dont différents métaux (ferromagnétiques, paramagnétiques ou diamagnétiques) interagissent avec un champ magnétique. Les résultats obtenus peuvent servir à illustrer des applications concrètes, comme la recherche d’objets métalliques enfouis dans le sable ou la détection de navires engloutis. ➡️ Consulter l'activité Chasse au Trésor Magnétique Conclusion Le magnétomètre est un composant essentiel des smartphones, à la fois pour la navigation (en identifiant la direction du champ magnétique terrestre) et pour fournir, avec une consommation électrique minimale, une mesure fiable de l’orientation du téléphone dans l’espace. Cette précision est particulièrement utile pour les jeux interactifs et les applications de réalité virtuelle ou augmentée. Cependant, utiliser ce capteur en classe nécessite une compréhension approfondie de son fonctionnement, notamment des mécanismes d’acquisition des données et des biais introduits par les processus de calibration automatiques des smartphones qui perturbent les mesures. C’est dans cette optique que nous avons développé, au sein de FizziQ, un module d’instruments dédié à la mesure du champ magnétique. Ce module permet aux enseignants de proposer une grande variété d’expériences en classe, comme l’étude du champ magnétique terrestre, des dipôles magnétiques, de l’effet Oersted ou encore des propriétés magnétiques de différents matériaux.

Faire intervenir un scientifique en classe est une occasion unique pour les élèves de découvrir le monde concret des sciences à travers des échanges enrichissants. Ces interventions ne se limitent pas à transmettre des connaissances : elles captivent, motivent et suscitent la curiosité. De nombreux programmes sont disponibles pour aider les enseignants à organiser ces rencontres, adaptés à des thématiques et des contextes variés, et que nous détaillons dans cet article. Pourquoi inviter un intervenant scientifique en classe ? Les interventions scientifiques en classe répondent à des objectifs pédagogiques : Promouvoir les sciences et les technologies : Ces rencontres rendent les sciences plus accessibles et captivantes, tout en mettant en lumière leur rôle dans notre quotidien et dans les défis globaux. Susciter la curiosité et l’esprit critique : Les activités interactives encouragent les élèves à observer, analyser et poser des questions, développant ainsi des compétences clés. Lutter contre les stéréotypes : Elles déconstruisent les idées reçues sur les métiers scientifiques, notamment les préjugés qui freinent l’accès des filles ou de certains groupes sociaux. Inspirer et motiver : Les intervenants partagent leurs parcours et leurs expériences, offrant aux élèves des modèles concrets et inspirants. Renforcer les apprentissages : Les approches pratiques et contextuelles utilisées ancrent les notions scientifiques dans un cadre concret et engageant. Si ces initiatives permettent aux élèves de mieux comprendre les sciences, elle est aussi une occasion unique pour les scientifiques de mieux comprendre le milieu scolaire, les difficultés que rencontrenbt les élèves dans leur apprentuissage et créer des liens forts avec des enseignants. Engagements de l’intervenant et de l’enseignant La collaboration entre l’intervenant scientifique et l’enseignant offre aux élèves une opportunité précieuse de découvrir les sciences à travers des échanges vivants et concrets. Cette collaboration repose sur une complémentarité : l’intervenant apporte son expertise scientifique, tandis que l’enseignant veille à inscrire cette expérience dans une démarche pédagogique adaptée aux besoins des élèves. L’intervenant s’engage à : Présenter son métier, ses recherches ou son expertise de manière claire et adaptée au niveau des élèves. Proposer des activités dynamiques telles que des ateliers, des conférences ou des démonstrations en lien avec les thématiques abordées. Mettre à disposition des supports pédagogiques adaptés, comme des mallettes ou des outils numériques. Collaborer avec l’enseignant pour inscrire son intervention dans un projet pédagogique cohérent. Répondre aux questions des élèves et les accompagner dans leur réflexion pour nourrir leur curiosité scientifique. L'enseignant s'engage à : Préparer les élèves avant l’intervention en définissant les objectifs pédagogiques et en introduisant les thèmes abordés. Encadrer les élèves durant l’intervention afin de garantir une atmosphère propice aux échanges. Intégrer les apports de l’intervenant dans les séquences pédagogiques avant et après l’intervention pour prolonger l’apprentissage. Favoriser les interactions entre l’intervenant et les élèves, en encourageant les questions et en facilitant le dialogue. Fournir un retour d’expérience si nécessaire, pour améliorer les collaborations futures. L’intervenant et l’enseignant ont des rôles distincts et complémentaires : l’intervenant anime, tandis que l’enseignant enseigne. Il ne s’agit pas de substituer un rôle à l’autre, mais de s’enrichir mutuellement. Cette collaboration, mieux décrite comme une co-animation, repose sur le respect des compétences de chacun. Ensemble, ils accompagnent les élèves dans une démarche d’investigation, en veillant à travailler de manière coordonnée et rigoureuse, tout en préservant leurs identités professionnelles respectives. Comment organiser une intervention ? Il existe de nombreux dispositifs permettant d’inviter des intervenants scientifiques en classe. Certains sont nationaux, comme le programme Partenaires Scientifiques pour la Classe de La main à la pâte, d’autres sont régionaux, comme Sciences dans les Classes de l’Académie Aix-Marseille. Nous avons classé ces initiatives en quatres catégories : Initiatives Générales, Initiatives Thématiques, Initiatives pour la Diversité, Initiatives Locales. Le choix du dispositif dépend des thématiques abordées, des objectifs pédagogiques et de la durée de l’accompagnement souhaité. Nous avons répertorié ci-dessous une quinzaine d'initiatives. On pourra également contacter le rectorat, le référent Sciences de circonscription ou l'IEN coordonnateur du groupe départemental sciences et technologie, ou une société savante qui pourra rediriger l'enseignant vers les bons interlocuteurs : https://societes-savantes.fr Initiatives générales Partenaires scientifiques pour la classe Soutien :  La main à la pâte Objectif :  Encourager l'investigation scientifique dans les écoles primaires en associant des scientifiques aux enseignants. Intervenants :  Professionnels et étudiants scientifiques. Lien :   Partenaires scientifiques pour la classe DÉCLIC Soutien : Association Cercle FSER (Fondation Schlumberger pour l'Éducation et la Recherche) Objectif : Susciter la curiosité des lycéens pour les sciences et la recherche en créant un dialogue direct avec des chercheurs. Intervenants : Chercheurs actifs issus de différents domaines scientifiques. Lien : DÉCLIC Initiatives thématiques Environnement marin Nom : Programmes de sciences participatives Soutien :  Ifremer Objectif :  Impliquer les élèves dans des projets concrets liés à l’environnement marin et à la biodiversité. Intervenants :  Scientifiques et médiateurs. Lien :   Sciences participatives Ifremer Astronomie et astrophysique Nom : Parrainages des classes Soutien :  Observatoire de Paris Objectif :  Développer des projets pédagogiques liés à l’astronomie, avec des séances d’observation et des conférences. Intervenants :  Astronomes. Lien :   Parrainages - Observatoire de Paris Sciences numériques Nom : 1 scientifique, 1 classe : chiche ! Soutien :  Inria et le Ministère de l’Éducation nationale Objectif :  Sensibiliser les élèves de seconde aux sciences numériques et techniques. Intervenants :  Chercheurs et ingénieurs. Lien :   1 scientifique, 1 classe : chiche ! Recherche médicale Nom : 1000 chercheurs dans les écoles Soutien :  AFM-Téléthon Objectif :  Sensibiliser les élèves à la recherche médicale et aux thérapies innovantes. Intervenants :  Chercheurs financés par l’AFM-Téléthon. Lien :   1000 chercheurs dans les écoles Sciences forensiques Nom : EXPERTS à l’École Soutien : Institut de Recherche Criminelle de la Gendarmerie nationale (IRCGN) Objectif : Initier les élèves aux techniques de criminalistique et leur faire découvrir les métiers scientifiques liés à la gendarmerie nationale. Intervenants : Experts en criminalistique de l’IRCGN (gendarmes spécialisés). Public : Collégiens (ateliers scientifiques pour élèves de 5e et 3e). Lien : EXPERTS à l’École - IRCGN Initiatives pour la diversité Pour les Filles et la Science Soutien :  Fondation L’Oréal Objectif :  Encourager les filles à choisir des carrières scientifiques et techniques, tout en luttant contre les stéréotypes. Intervenants :  Ambassadrices scientifiques. Lien :   Pour les Filles et la Science Interventions scolaires – Femmes & Sciences Soutien :  Association Femmes & Sciences Objectif :  Sensibiliser les élèves, notamment les filles, aux carrières scientifiques et techniques. Intervenants :  Étudiants et femmes scientifiques locales. Lien :   Femmes & Sciences Femmes en Sciences Soutien :  AFNEUS Objectif :  Sensibiliser sur la place des filles et des femmes dans les cursus et les carrières scientifiques et lutter contre les stéréotypeset l’auto-censure des jeunes filles. Intervenants :  Étudiants et femmes scientifiques Lien :   Femmes en Sciences - Interventions Elles bougent Soutien :  Association Elles bougent Objectif :  Renforcer la mixité dans les secteurs industriels et technologiques en incitant les jeunes filles à envisager des carrières scientifiques et techniques, et en luttant contre les stéréotypes de genre. Intervenants :  Marraines professionnelles issues des secteurs industriels et technologiques. Lien :   Elles bougent Initiatives locales Académie d'Aix-Marseille Nom : Sciences dans les classes Soutien :  Académie d’Aix-Marseille Objectif :  Proposer des ateliers scientifiques dans les établissements scolaires de la région. Intervenants :  Chercheurs et médiateurs scientifiques. Lien :   Sciences dans les classes Relation avec le Royaume Uni Nom : Science in Schools Soutien :  British Council Objectif :  Sensibiliser les élèves à la science via des ateliers en anglais. Intervenants :  Chercheurs britanniques. Lien :   Science in Schools Pour en savoir plus https://eduscol.education.fr/188/partenaires-scientifiques-pour-la-classe https://pedagogie.ac-rennes.fr/sites/pedagogie.ac-rennes.fr/IMG/pdf/plaquette_intervenant_en_sciences_morbihan.pdf https://societes-savantes.fr/accompagner-enseignants-primaire/ https://sfpnet.fr

La météorologie, science complexe mais omniprésente dans notre quotidien, offre un terrain d'exploration idéal pour les élèves du cycle 3. Elle permet d'aborder de manière concrète et accessible des concepts scientifiques qui rythment leur vie de tous les jours tout en développant des compétences d'observation et d'analyse. À travers une série d'activités pratiques autour de la mesure des phénomènes météorologiques, les élèves peuvent découvrir les relations entre température, pression atmosphérique, humidité et qualité de l'air. Ces activités s'inscrivent dans une démarche d'investigation scientifique qui encourage les élèves à formuler des hypothèses, expérimenter et tirer des conclusions à partir de leurs observations. Pourquoi étudier la météo au cycle 3 Étudier la météo au cycle 3 est particulièrement intéressant car cela permet de relier des phénomènes simples et quotidiens à des notions scientifiques importantes. Observer les variations de température, de vent ou d’humidité dans leur environnement proche donne aux élèves un point de départ concret pour comprendre des concepts comme les microclimats ou les cycles climatiques. Ces explorations ouvrent aussi des discussions sur des enjeux plus larges, comme l’impact des activités humaines sur l’atmosphère et les conséquences du réchauffement climatique. La démarche d’investigation joue ici un rôle clé : elle encourage les élèves à poser des questions, à formuler des hypothèses, à expérimenter et à analyser leurs résultats. Ce processus leur permet non seulement d’acquérir des compétences scientifiques, mais aussi de faire le lien entre leurs observations locales et des problématiques globales. Par exemple, ils peuvent mesurer l’influence de l’humidité ou du CO2 sur la température et comprendre, de façon concrète, des phénomènes comme l’effet de serre ou les îlots de chaleur urbains. Enfin, utiliser des instruments scientifiques, comme des thermomètres, des baromètres ou des capteurs connectés, ou en fabriquer soi-même, ajoute une dimension pratique et motivante. En construisant des outils simples, comme un pluviomètre ou un abri météo, les élèves développent leur créativité et découvrent le fonctionnement des instruments utilisés dans les sciences du climat. Cette approche les rend acteurs de leur apprentissage et leur donne une meilleure compréhension des interactions entre la météo locale et les enjeux environnementaux mondiaux. Quels instruments utiliser ? Pour initier les élèves de primaire à l'étude de la météo, des instruments simples et accessibles du commerce sont tout indiqués : un thermomètre numérique pour mesurer la température, un pluviomètre pour quantifier les précipitations, un baromètre pour observer les variations de pression atmosphérique, ou encore une girouette et un anémomètre manuel pour analyser le vent. Ces outils permettent une approche concrète et ludique, où les élèves manipulent directement les instruments, rendant les phénomènes météorologiques plus faciles à comprendre. Certains de ces instruments peuvent également être construits en classe, comme un pluviomètre fabriqué à partir d'une bouteille ou un baromètre artisanal. Ces activités permettent aux élèves de comprendre le fonctionnement de ces outils tout en développant leur créativité. Une fois terminés, ces instruments peuvent être comparés à ceux du commerce ou à des outils numériques pour évaluer leur fiabilité et leur précision. Cela constitue une excellente occasion de développer leur esprit critique tout en les initiant à l'expérimentation scientifique. Pour documenter les observations et le travail en classe, on peut utiliser des cahiers papier ou se tourner vers des outils numériques, de plus en plus présents dans les écoles. Par exemple, un cahier d'expérience numérique comme FizziQ Junior ou Book Creator est particulièrement utile. Il permet aux élèves de prendre des photos, de dessiner des schémas et de consigner leurs observations de manière organisée. Ces outils sont aussi très motivants pour les élèves, qui aiment travailler avec des applications modernes tout en se familiarisant avec les outils numériques. Enfin, pour aller plus loin, des instruments connectés comme FizziQ Connect offrent une manière pratique et précise de collecter des données. Ce dispositif permet de connecter une grande variété de capteurs (température, humidité, pression, qualité de l’air avec CO2 et COV) et d’enregistrer directement les données. En visualisant les résultats sous forme de graphiques, les élèves peuvent analyser les phénomènes météorologiques plus facilement et sur le long terme, enrichissant encore davantage leur compréhension de la météo. Analyse des microclimats autour de l’école L’objectif de cette activité est d’initier les élèves à l’étude des microclimats en leur permettant de mesurer et d’analyser les variations de température, d’humidité et de luminosité dans différents endroits de l’école. Un microclimat désigne des conditions météorologiques spécifiques à une petite zone, influencées par des facteurs locaux comme la végétation, les matériaux au sol ou l’exposition au soleil. Par exemple, un espace ombragé sous un arbre sera généralement plus frais et plus humide qu’une cour pavée en plein soleil. En milieu urbain, ces différences sont amplifiées par les îlots de chaleur urbains : les surfaces en béton et asphalte absorbent et retiennent la chaleur, tandis que les parcs et espaces verts rafraîchissent l’air grâce à la transpiration des plantes. Ces écarts, parfois de plusieurs degrés, montrent l’importance des espaces naturels pour limiter les effets de la chaleur en ville. Les élèves commencent par explorer les notions de microclimats et d’îlots de chaleur urbains lors d’une introduction en classe. Ensuite, en petits groupes, ils choisissent plusieurs lieux à comparer dans l’école : une cour ensoleillée, un espace ombragé sous un arbre, une zone pavée ou un mur exposé. Ils mesurent la température, l’humidité relative et la luminosité à l’aide d’instruments simples (comme des thermomètres) ou d’outils numériques connectés, comme le capteur Environnement III avec FizziQ Connect . Les données sont consignées dans un cahier ou un journal scientifique numérique. En classe, les élèves analysent et comparent leurs relevés, identifient les facteurs responsables des écarts (type de sol, végétation, exposition) et discutent de l’impact de ces microclimats dans leur environnement quotidien. Cette activité les sensibilise aux interactions entre l’aménagement local et les phénomènes climatiques, tout en développant une démarche scientifique et collaborative. Prévision météorologique Le but de cette activité est d'aider les élèves à comprendre comment la pression atmosphérique influence les conditions météorologiques et à découvrir comment elle peut être utilisée pour prédire le climat. Historiquement, les baromètres ont joué un rôle essentiel dans la prévision météorologique bien avant l'apparition des modèles informatiques et des satellites. Ces instruments simples mais efficaces étaient utilisés par les navigateurs, les agriculteurs et les scientifiques pour anticiper les changements de temps, ce qui montre leur importance dans l'histoire des sciences. On peut aborder la mesure de la pression atmosphérique en étudiant un baromètre ou capteur barométrique, ou en construisant un baromètre. Pour cela on utilisera un bocal sur lequel ils tendent la peau d’un ballon fixée avec un élastique. Les élèves collent une paille en son centre pour servir d’indicateur. Les variations de pression atmosphérique feront bouger la paille vers le haut ou le bas. Une fois le baromètre artisanal réalisé, ils comparent son fonctionnement avec celui d’un baromètre numérique ou du capteur Environnement III connecté à FizziQ Connect , afin de vérifier son étalonnage et sa précision. Ensuite, les élèves utilisent le baromètre qu'ils ont créé et le baromètre numérique pour enregistrer, chaque jour pendant un mois, la pression atmosphérique. Ils notent également les conditions météorologiques observées (temps clair, pluvieux, nuageux, etc.) dans un tableau, sur papier ou dans un cahier scientifique numérique comme FizziQ Junior . À la fin du mois, ils analysent les données collectées pour identifier des tendances, comme une pression basse souvent associée à la pluie ou une pression élevée à un ciel clair. Dans un troisième temps, en s’appuyant sur leurs observations, ils élaborent une règle simple pour prédire le temps en fonction de la pression. Cette règle est ensuite testée sur de nouveaux relevés pour vérifier sa fiabilité, permettant aux élèves de comprendre les bases de la prévision météorologique tout en développant leur esprit scientifique et critique. Évaluation de la pollution extérieure en fonction des conditions météorologiques La qualité de l’air est un enjeu majeur de santé publique et de préservation de l’environnement. Comprendre les mécanismes qui influencent la pollution extérieure est essentiel pour identifier les facteurs qui aggravent ou atténuent ce phénomène. Cette activité permet aux élèves de se familiariser avec les outils scientifiques et les méthodes d’analyse environnementale tout en liant leurs observations à des données météorologiques concrètes. L'objectif est d'aider les élèves à comprendre comment les conditions atmosphériques influencent la concentration des polluants et à développer leur sensibilité à la problématique de la pollution de l'air. Pour mener à bien cette activité, les élèves devront avoir accès à un détecteur de particules fines PM2.5 et PM10) ou un analyseur de composés volatils (COV). Ces caopteurs sontbon marché, on peut par exemple choisir des capteurs du système FizziQ Connect. Dans cette activité, les élèves explorent comment les conditions atmosphériques influencent les niveaux de pollution extérieure. Chaque jour, à heure fixe, ils mesurent les niveaux de particules et de COV tout en enregistrant d’autres paramètres : température, pression atmosphérique, et humidité. Pour compléter leurs observations, ils notent également si le vent est perceptible (par exemple, à l’aide d’une girouette ou simplement en observant les mouvements des feuilles), et éventuellement la pression atmosphérique ou une description de l'environnement météo. Après plusieurs semaines de relevés, les élèves analysent les données pour chercher des corrélations entre les niveaux de pollution et les conditions atmosphériques. Ils peuvent constater, par exemple, que les particules fines sont plus présentes les jours où la pression est élevée et le vent faible, ou que des niveaux élevés de COV coïncident avec des températures plus élevées. En classe, ils comparent leurs résultats et discutent des facteurs environnementaux favorisant l’accumulation de pollution. Cette activité sensibilise les élèves à l’impact des conditions météorologiques sur la qualité de l’air et les aide à comprendre les mécanismes qui aggravent ou dispersent la pollution atmosphérique. Qu'est ce qui bloque les UV ? Les rayons ultraviolets (UV) jouent un rôle crucial dans notre environnement et notre santé. Une exposition excessive aux UV peut provoquer des problèmes de santé tels que des coups de soleil, un vieillissement prématuré de la peau ou encore des cancers cutanés. Cette activité permet aux élèves d’étudier les variations du niveau d’UV en fonction des conditions météorologiques et de comprendre les implications en termes de santé publique. L’objectif est de sensibiliser les élèves à l’importance de se protéger des UV et d’observer les facteurs qui influencent leur intensité. Dans cette activité, les élèves utilisent un capteur UV de FizziQ Connect ou le capteur UV d’une station météo pour mesurer les niveaux d’UV à différents moments de la journée. À chaque relevé, ils enregistrent également les données météorologiques telles que la température, l’humédité, la présence de nuages et la direction du soleil. Ils notent si les conditions sont claires, nuageuses ou partiellement couvertes. Les relevés sont réalisés sur plusieurs jours pour observer les variations des niveaux d’UV en fonction des conditions climatiques et de l’heure de la journée. Les élèves noteront l'enselmble de ces informations sur leur cahier de sciences. Après avoir collecté suffisamment de données, les élèves analysent les résultats pour identifier les moments de la journée où les UV sont les plus intenses et les conditions météorologiques qui influencent leur intensité. Par exemple, ils peuvent observer que les niveaux d’UV sont plus élevés à midi sous un ciel dégagé et qu’ils diminuent fortement sous un ciel couvert. En classe, ils discutent des conséquences de l’exposition aux UV et des mesures à prendre pour se protéger, comme l’utilisation de crèmes solaires, le port de chapeaux ou l’évitement des heures d’ensoleillement maximal. Cette activité les sensibilise à l’impact des UV sur la santé et les responsabilise en tant qu’acteurs de leur propre protection. Étude du cycle de l’eau Le cycle de l'eau est un processus fondamental qui régule la disponibilité et la distribution de l'eau sur Terre. Différentes activités permettent de rendre tangibles les différentes étapes du cycle de l'eau en combinant observations de terrain et expérimentations en classe. Les élèves découvrent ainsi comment l'eau circule dans l'environnement à travers ses différents états (solide, liquide, gazeux) et comment les conditions environnementales influencent ces transformations. Pour explorer le cycle de l'eau, les élèves peuver mèner deux expériences complémentaires. La première expérience modélise le processus d'évaporation et de pluie : dans un récipient transparent couvert, de l'eau chaude est placée au fond tandis que des glaçons sont disposés sur le couvercle. Les élèves observent l'évaporation, la condensation et les "précipitations" qui s e forment. On peut compléter cette étude par une observation de l'hygrométrie dans le bocal avec un capteur d'humidité. La deuxième expérience a pour objectif de montrer l'absorbtion par le sol des pluies. On utilise un dispositif simple composé de bouteilles en plastique coupées, de différents types de sols (sable, gravier, terre, argile) et de filtres à café pour étudier l'infiltration de l'eau. Les élèves versent un volume fixe d'eau (100 mL) sur chaque type de sol et mesurent le temps d'écoulement ainsi que le volume récupéré. On pourra également tester l'humidiâtce é dans le sol gâce un détecteur d'humidité. L'analyse des données recueillies permet aux élèves de comprendre comment les différentes étapes du cycle de l'eau sont interconnectées. Pour l'expérience d'infiltration, ils constatent que certains sols sont plus perméables que d'autres : le gravier et le sable laissent passer l'eau rapidement tandis que l'argile la retient, illustrant la formation des nappes phréatiques. L'expérience de modélisation montre comment la température influence les changements d'état : l'eau chaude s'évapore, la vapeur se condense au contact de la surface froide, et les gouttelettes retombent, reproduisant le cycle des précipitations. Les observations météorologiques permettent de faire le lien avec ces phénomènes à plus grande échelle : formation des nuages les jours humides, évaporation plus rapide les jours chauds, infiltration variable selon les sols. Cette approche expérimentale aide les élèves à visualiser concrètement le cycle de l'eau et à comprendre son rôle crucial dans l'environnement. Étude des effets de l’altitude sur la température et pression atmosphérique L'étude de la relation entre l'altitude, la température et la pression atmosphérique permet aux élèves de mieux comprendre des phénomènes météorologiques qui influencent notre climat et notre environnement quotidien. Cette activité expérimentale rend concrets des concepts parfois abstraits comme la pression atmosphérique et illustre comment l'atmosphère terrestre se comporte à différentes altitudes. En réalisant des mesures à différentes hauteurs, les élèves découvrent par eux-mêmes les lois physiques qui régissent l'atmosphère et développent leur compréhension des mécanismes qui influencent la météorologie, de la formation des nuages aux variations de température en montagne. Cette étude peut être menées au cours d'un voyage d'étude par exemple. Pour mener cette étude, les élèves utilisent des outils de mesure simples mais précis : un baromètre électronique (ou une application smartphone calibrée) pour la pression atmosphérique, un thermomètre numérique pour la température, et un altimètre ou une carte topographique pour mesurer précisément l'altitude. Les mesures sont effectuées à intervalles réguliers en montant les étages d'un bâtiment (par exemple tous les deux étages) ou le long d'une colline (tous les 30 mètres de dénivelé). À chaque point de mesure, les élèves notent l'altitude exacte, la pression atmosphérique en hectopascals (hPa), et la température en degrés Celsius. Pour assurer la fiabilité des données, les mesures sont répétées à différents moments de la journée et les élèves prennent soin de réaliser leurs relevés à l'ombre et à l'abri du vent. Ils consignent également les conditions météorologiques générales pour contextualiser leurs observations. L'analyse des données collectées révèle des corrélations remarquables : en moyenne, la pression atmosphérique diminue d'environ 1 hPa tous les 8 mètres d'élévation, tandis que la température baisse en moyenne de 0,6°C pour 100 mètres de dénivelé (gradient thermique adiabatique). Les élèves représentent ces relations sur des graphiques, avec l'altitude en ordonnée et la pression ou la température en abscisse. Ces visualisations permettent de constater que la relation entre altitude et pression est quasiment linéaire sur de courtes distances. Les variations par rapport à ces moyennes suscitent des discussions intéressantes sur les facteurs locaux qui peuvent influencer ces paramètres : effet d'îlot de chaleur urbain, présence de masses d'air différentes, ou conditions météorologiques particulières. Cette activité aide ainsi les élèves à comprendre pourquoi il fait plus froid en montagne, comment se forment les nuages à certaines altitudes, et pourquoi les prévisions météorologiques doivent tenir compte du relief. Comparer, étalonner et créer son thermomètre Le thermomètre est un instrument de mesure facile à comprendre et à construire pour comprendre et quantifier les phénomènes physiques qui nous entourent. Cette activité permet aux élèves de s'approprier cet outil en découvrant son fonctionnement à travers l'observation, l'expérimentation et la construction. En manipulant différents thermomètres et en fabriquant le leur, les élèves développent leur compréhension des concepts de température et de dilatation thermique. Cette approche pratique et progressive aide les élèves à faire le lien entre les phénomènes physiques observés et les mesures quantitatives, tout en développant leur capacité à réaliser des mesures précises et à comprendre l'importance de l'étalonnage. Pour mener cette étude, les élèves commencent par observer et comparer différents thermomètres du quotidien. Ils identifient les éléments constitutifs (réservoir, tube fin, liquide coloré, graduations) et leur rôle. Ensuite, ils réalisent des expériences pour comprendre ce qui fait monter ou descendre le liquide dans le thermomètre, en testant différentes sources de chaleur (main, eau chaude, sèche-cheveux) sur différentes parties du thermomètre. Une fois le principe de dilatation compris, ils construisent leur propre thermomètre avec un flacon rempli d'eau colorée et une paille. Pour l'étalonnage, ils comparent leur thermomètre avec un thermomètre commercial en le plongeant dans des bains à différentes températures (par exemple entre 0°C et 35°C) et marquent trois zones : froid (0-12°C), tempéré (12-25°C) et chaud (25-35°C). Des points de référence peuvent être établis avec un mélange eau-glace (0°C) et de l'eau bouillante (100°C), cette dernière manipulation étant réservée à l'enseignant pour des raisons de sécurité. Cette activité est décrite en détail dans le site de La main à la pâte. L'analyse des résultats permet aux élèves de comprendre plusieurs concepts clés : la dilatation thermique (le liquide occupe plus de volume quand on le chauffe), la nécessité d'un étalonnage pour obtenir des mesures fiables, et l'importance de conditions de mesure standardisées (position du thermomètre, temps d'attente pour la mesure, protection du rayonnement direct). Les élèves découvrent que seule la partie réservoir doit être en contact avec ce qu'on veut mesurer et que la température indiquée ne change pas instantanément. La comparaison entre leur thermomètre artisanal et un thermomètre commercial leur permet de comprendre l'importance de la précision et de la standardisation des instruments de mesure. Cette activité peut se conclure par l'installation d'un thermomètre dans la cour de l'école pour des relevés quotidiens de température, en veillant à le placer dans un endroit abrité du soleil et du vent. Conclusion Nous avons proposé dans ce post 7 activités adaptées au cycle 3 qui peuvent être réalisés avec FizziQ Junior et quelques instruments de mesure. Ces différentes activités sur la météorologie permettent aux élèves de développer une compréhension approfondie des phénomènes atmosphériques qui les entourent. En passant de l'observation simple à la construction d'instruments de mesure, puis à l'analyse de données, ils acquièrent progressivement les compétences nécessaires pour appréhender des concepts scientifiques plus complexes. Cette approche pratique et expérimentale de la météorologie ouvre également la voie à des discussions sur des enjeux plus larges comme le changement climatique ou la pollution atmosphérique. Par ailleurs, la tenue d'un cahier d'expériences et l'utilisation d'outils numériques développent des compétences transversales essentielles dans leur parcours scolaire. Ces activités constituent ainsi une base solide pour former des citoyens éclairés, capables de comprendre et d'agir sur leur environnement.

L'Année des Géosciences 2024/2025 est une occasion unique pour les enseignants de plonger leurs élèves dans l'exploration passionnante des risques naturels. Le concours expérimental organisé par la Fondation La main à la pâte , en partenariat avec l'équipe qui a créé l'application FizziQ , la Société géologique de France , « Sciences à l'École » , le CNRS et le BRGM , invite les classes du CE2 à la 3ᵉ à mener des projets scientifiques innovants autour de cette thématique cruciale. C'est une opportunité unique pour stimuler la curiosité des élèves, développer leur esprit scientifique et les engager dans une démarche expérimentale enrichissante. Dans cet article, nous vous présentons différents éléments qui nous semblent important de considérer avant de se lancer dans le projet avec les élèves et nous vous donnons un certain nombre d'élements sur l'utilisation de l'application FizziQ. Nous vous souhaitons une grande et belle aventure scientifique avec vos élèves. Comprendre les risques naturels et leur importance Les risques naturels sont des phénomènes géologiques, climatiques ou environnementaux qui peuvent provoquer des dommages importants aux populations, aux infrastructures et à l'environnement. Ils résultent de processus naturels de la Terre, mais leur impact est souvent exacerbé par les activités humaines et l'aménagement du territoire. Les événements récents illustrent avec force l'importance cruciale de l'étude des risques naturels. En février 2023, les séismes dévastateurs qui ont frappé la Turquie et la Syrie ont causé des milliers de victimes et des destructions massives, soulignant la nécessité vitale de la construction antisismique et de la préparation aux urgences. De même, l'éruption du volcan Cumbre Vieja sur l'île de La Palma en 2021 a entraîné des évacuations massives et des pertes économiques considérables, mettant en évidence l'impact profond des éruptions volcaniques sur les communautés locales. Enfin, les inondations catastrophiques survenues en Europe occidentale en juillet 2021, notamment en Allemagne et en Belgique, ont démontré comment le changement climatique peut intensifier les phénomènes météorologiques extrêmes, accentuant l'importance de la gestion des eaux et de la planification urbaine pour atténuer ces risques. Ces exemples récents montrent à quel point il est essentiel d'éduquer les jeunes générations sur les risques naturels pour mieux les comprendre, les prévenir et y faire face. Il existe une variété de risques naturels, chacun ayant ses propres caractéristiques et conséquences : Les séismes : Ce sont des tremblements de terre causés par le déplacement des plaques tectoniques. Ils peuvent entraîner des destructions massives des bâtiments, des routes et des infrastructures, et provoquer des pertes humaines importantes. Les éruptions volcaniques : Les volcans en éruption peuvent projeter de la lave, des cendres et des gaz toxiques, affectant l'air, l'eau et les sols, et forçant les populations à évacuer les zones à risque. Les inondations : Résultant de pluies abondantes, de la montée des eaux ou de ruptures de barrages, les inondations peuvent dévaster des zones entières, endommager les habitations, les cultures et les infrastructures, et menacer la vie des habitants. Les glissements de terrain : Souvent déclenchés par de fortes pluies ou des séismes, ils consistent en des mouvements rapides de sol et de roches sur les pentes, pouvant ensevelir des habitations et des routes. Les tempêtes et ouragans : Ces phénomènes météorologiques extrêmes apportent des vents violents et des précipitations intenses, causant des dégâts matériels considérables et mettant en danger la vie des personnes. Les sécheresses : Périodes prolongées sans précipitations, elles affectent l'approvisionnement en eau, l'agriculture et peuvent conduire à des pénuries alimentaires. Les incendies de forêt : Souvent déclenchés par la sécheresse, la foudre ou des activités humaines, ils détruisent de vastes zones boisées, affectent la qualité de l'air et menacent les habitations proches. Les tsunamis : Gigantesques vagues provoquées par des séismes sous-marins, des éruptions volcaniques ou des glissements de terrain sous l’eau. L'étude des risques naturels par les chercheurs est particulièrement importante. Tout d'abord, elle permet de mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent ces phénomènes, ce qui est essentiel pour améliorer les systèmes de prévision et d'alerte. En comprenant comment et pourquoi ces événements se produisent, nous pouvons développer des stratégies efficaces pour réduire leur impact. Ensuite, les risques naturels ont des conséquences directes sur les sociétés humaines. Ils peuvent entraîner des pertes humaines tragiques, des déplacements de populations, des perturbations économiques majeures et des dommages environnementaux à long terme. Les infrastructures peuvent être détruites, affectant l'accès à l'eau potable, à l'électricité, aux soins de santé et à l'éducation. Les activités économiques, notamment l'agriculture, peuvent être sévèrement touchées, conduisant à des crises alimentaires et financières. De plus, le changement climatique accentue la fréquence et l'intensité de certains risques naturels, comme les tempêtes, les inondations et les sécheresses. Cela rend encore plus urgente la nécessité de former les jeunes générations à ces enjeux. En sensibilisant vos élèves aux risques naturels, vous les aidez à devenir des citoyens informés et responsables, capables de contribuer à la prévention et à la gestion de ces phénomènes. Pour les élèves, comprendre les risques naturels, c'est également développer une conscience de l'environnement qui les entoure. Ils apprennent comment les actions humaines peuvent influencer ces risques, par exemple en modifiant les paysages, en construisant dans des zones à risque ou en contribuant au changement climatique. Cela peut les amener à réfléchir aux comportements individuels et collectifs qui peuvent réduire notre vulnérabilité face à ces phénomènes. En abordant ces sujets en classe, les enseignants permettent ainsi aux élèves d'avoir une perspective globale sur les interactions entre la Terre et les sociétés humaines. Vous les encouragez à adopter une approche scientifique pour analyser des problèmes complexes, à développer des solutions créatives et à travailler en collaboration. Cela contribue non seulement à leur éducation scientifique, mais aussi à leur développement en tant que membres engagés et responsables de la société. Quelle approche expérimentale adopter ? Pour étudier les risques naturels avec vos élèves, il est essentiel de choisir une approche pédagogique qui soit à la fois engageante, accessible et adaptée aux ressources disponibles. L'approche expérimentale s'avère particulièrement efficace , car elle permet aux élèves de découvrir les phénomènes par eux-mêmes, de développer leur esprit scientifique et de renforcer leur compréhension à travers l'observation et l'analyse. Cependant il n'est pas toujours facile d'envisager une méthode expérimentale pour aborder des phénomènes qui se passent à l'échelle de la planète. Qu'elle aproche adopter ? Une première manière d'aborder les risques naturels de manière accessible dans le cadre d'une classe est de réaliser des maquettes pour reproduire les phénomènes . Par exemple, construire des maquettes de bâtiments avec des matériaux simples comme des blocs de bois ou du carton permet de simuler des séismes en soumettant ces structures à des vibrations. Les élèves peuvent ainsi observer les effets des tremblements de terre sur les constructions et comprendre les principes de résistance des bâtiments. De même, créer un volcan en papier mâché et provoquer une éruption avec une réaction chimique simple aide à visualiser les processus volcaniques et à aborder des notions comme la pression et le dégagement de gaz. Les expériences sur le terrain constituent une autre approche enrichissante sans forcément avoir besoin d'aller au bout du monde pour observer un volcan. Organiser des sorties pour observer directement les phénomènes naturels ou leurs conséquences permet aux élèves de connecter les concepts théoriques à la réalité. Ils peuvent visiter une rivière pour étudier l'érosion des berges, observer des formations géologiques ou constater les impacts d'une inondation passée. Ces observations renforcent leur compréhension des processus naturels et stimulent leur intérêt pour l'environnement qui les entoure. L'analyse de phénomènes à partir d'échantillons est également une méthode intéressante. En travaillant avec des échantillons de roches, de sols ou de sédiments, les élèves peuvent étudier les propriétés physiques et chimiques des matériaux impliqués dans les risques naturels. Par exemple, en observant au microscope des grains de sable issus de différentes régions, ils peuvent comprendre les processus d'érosion et de sédimentation. Cette approche développe leurs compétences en manipulation et en observation, tout en approfondissant leurs connaissances scientifiques. Les bases de données existantes offrent une alternative pour explorer des phénomènes difficiles à reproduire en classe. Il existe de nombreuses données mise en ligne que les élèves peuvent consulter et qui peuvent être téléchhargéeset analysées avec des logiciels simples comme un tableur. Ces données seront comparées aux données obtenues par les élèves dans leurs expériences et confirmeront ou non la mise à l'échelle. Finalement des applications en ligne permettent de simuler des séismes, des éruptions volcaniques ou des tsunamis, offrant la possibilité d'analyser des scénarios variés et d'observer les impacts potentiels. Ces outils interactifs aident les élèves à visualiser des processus complexes et à manipuler des variables pour comprendre l'influence de différents paramètres et peuvent être utile en complément de l'analyse de vraies données expérimentales, mais attention à ne pas en abuser, ces outils restent des simulations ! En adoptant une approche expérimentale diversifiée, vous permettez à vos élèves de s'approprier les concepts liés aux risques naturels de manière active et engageante. Qu'il s'agisse de manipuler des maquettes, d'observer le terrain, d'analyser des échantillons ou d'utiliser des outils numériques, chaque méthode offre des opportunités d'apprentissage uniques. Les élèves développent ainsi des compétences scientifiques essentielles, telles que l'observation, l'analyse, la résolution de problèmes et la communication des résultats. Comment FizziQ et FizziQ Junior aident la démarche expérimentale Les applications FizziQ s'intègrent parfaitement dans la démarche expérimentale que nous venons de décrire. En transformant les smartphones et les tablettes en laboratoires scientifiques portables, elle permet aux élèves de réaliser des mesures précises grâce aux capteurs intégrés aux appareils. FizziQ, FizziQ Junior et FizziQ Connect permettent ainsi aux élèves de tous âges de s'engager activement dans des projets scientifiques en exploitant les technologies modernes. Tout d'abord, FizziQ et FizziQ Junior tirent pleinement parti des capteurs internes des smartphones et des tablettes pour réaliser une variété de mesures physiques. Les élèves peuvent utiliser l' accéléromètre pour mesurer les vibrations et les mouvements, le baromètre sur les iphones mesure la pression atmosphérique, le capteur de luminosité pour évaluer l'intensité de la lumière, le microphone pour analyser les sons, et bien d'autres capteurs encore. Ces fonctionnalités transforment les appareils mobiles en véritables laboratoires portables, permettant de mener des expériences sur des phénomènes liés aux risques naturels, tels que les séismes, les éruptions volcaniques ou les variations climatiques. Découvrez dans cet article tous les outils scientifiques qu'offrent les smartphones et tablettes et comment vous pouvez utiliser ces instruments de mesure. L'utilisation de FizziQ stimule l'engagement des élèves grâce à une approche interactive. Manipuler des applications sur des appareils mobiles rend les activités scientifiques plus attrayantes, en impliquant les élèves directement dans leur apprentissage. Cela contribue également au développement de leurs compétences numériques, un aspect essentiel dans le monde actuel. Certains phénomènes ne peuvent pas être étudiés avec les capteurs internes des smartphones, et c'est la raison pour laquelle on peut connecter des capteurs externes à FizziQ et FizziQ Junior. On peut ainsi connecter à l'application des capteurs de CO2, de détection de particules fines, d'humidité des sols, de température ou de pression atmosphérique, de flamme ou des mesures de rayons infrarouges ou ultraviolets. Tous ces capteurs peuvent être achetés dans le commerce pour un prix modique et connectés à l'application FizziQ. Il existe deux manières de connecter les capteurs à FizziQ et Fizziq Junior pour conduire l'analyse expériemntale. La première utilise les micro-contrôleurs comme Arduino, ou micro:bit. Un petit programme en Scratch ou sur l'IDE Arduino détectera les informations des capteurs et les retransmettra par Bluetooth à l'application FizziQ. Ce projet parait difficile mais en fait il est très simple à conduire et extrèmement satisfaisant pour les élèves qui en apprendront beaucoup plus sur la programmatiuonen réalsiant un projet concret. Dans ce lien nous décrivons comment connecter des micro-contrôleurs à FizziQ. Certains enseignants préfèrent avoir une solution clé en main et c'est la raison pour laquelle nous avons également créé FizziQ Connect qui étend encore les possibilités des expérimentateurs en permettant de connecter des capteurs externes du commerce via Bluetooth. Cela inclut des capteurs de température, de pression, d'humidité, de qualité de l'air, et bien d'autres. Grâce à ces capteurs externes, les élèves peuvent collecter des données plus précises et explorer des domaines scientifiques plus variés. Par exemple, ils peuvent mesurer les variations de température lors d'une simulation d'éruption volcanique, ou analyser la qualité de l'air en présence de fumées pour étudier les effets des incendies de forêt. Suivez ce lien pour découvrir les possibilités de FizziQ Connect. Une fois les données collectées, FizziQ offre des outils intérsssants pour l' analyse des résultats . Les élèves peuvent tracer des graphiques en temps réel, effectuer des interpolations, comparer différentes séries de données et interpréter les résultats de manière approfondie. Le cahier d'expériences intégré permet de documenter chaque étape du projet, d'ajouter des photos, des commentaires et des observations, facilitant ainsi la structuration de la démarche scientifique. Pour les plus jeunes, FizziQ Junior propose un environnement adapté, avec une interface simplifiée et intuitive. Les élèves peuvent prendre des photos, ajouter des commentaires et exprimer librement leurs observations dans le cahier numérique, ce qui stimule leur créativité et renforce leur engagement dans le projet. Fizziq Junior encourage les élève à conduire un raisonnement scientifique structuré tout en ayant une grande liberté sur le format et le rendu de leurs résulatts et de leurs analyses. Dans cet article nous décrivons comment FizziQ Junior aide les élèves à structurer leur raisonnement. Enfin une fois le cahier d'expérience terminé, le partage des résultats est facilité grâce aux options d'exportation offertes par les applications. Avec FizziQ Junior, les cahiers peuvent être exportés en format PDF ou partagés directement avec l'enseignant, ce qui simplifie le suivi et l'évaluation des travaux. FizziQ permet également d'exporter les données et les cahiers en formats PDF , Excel ou même Python , offrant ainsi aux élèves la possibilité d'approfondir l'analyse et de présenter leurs résultats de manière professionnelle. En intégrant FizziQ dans votre projet pour le concours des Géosciences, vous bénéficiez d'un outil puissant pour enrichir votre enseignement des sciences. Vous offrez à vos élèves la possibilité de vivre une expérience d'apprentissage immersive et interactive, qui les aidera à développer leur esprit scientifique tout en s'amusant. Cela facilite non seulement la réalisation du projet pour le concours, mais contribue également à susciter chez eux une passion durable pour les sciences. Engagez vos élèves dans l'aventure L'Année des Géosciences 2024/2025 est une occasion unique de plonger less élèves dans l'exploration passionnante des risques naturels. Le concours expérimental organisé par la Fondation La main à la pâte, en partenariat avec Trapèze.digital , la Société géologique de France, « Sciences à l'École » et d'autres institutions prestigieuses, offre une plateforme idéale pour mener des projets scientifiques innovants et stimulants. Les inscriptions sont ouvertes du 24 septembre 2024 au 31 décembre 2024 . Ce concours s'adresse à tous les élèves francophones, du CE2 à la 3ᵉ, qu'ils soient en France ou à l'étranger. Encadrés par leurs enseignants, les élèves sont invités à imaginer des dispositifs expérimentaux autour de la thématique des risques naturels , à collecter des données en utilisant notamment les applications FizziQ et FizziQ Junior , à tirer des conclusions et à restituer leurs résultats de manière rigoureuse. Participer à ce concours, c'est offrir aux élèves l'opportunité de travailler en équipe, de développer leur esprit scientifique et de s'engager dans une véritable démarche expérimentale. Ils pourront associer plusieurs disciplines telles que les sciences de la vie et de la Terre, la technologie, les mathématiques, la physique ou la chimie, et même établir des liens avec l'histoire, la géographie ou les arts plastiques. Cette interdisciplinarité enrichira leur compréhension des phénomènes étudiés et favorisera une approche globale des risques naturels. De plus, les équipes sont vivement encouragées à se rapprocher de professionnels du monde scientifique , tels que des chercheurs, des ingénieurs ou des techniciens. Cet accompagnement par des experts permettra aux élèves de bénéficier de conseils avisés, d'approfondir leurs connaissances et de découvrir les métiers liés aux géosciences. Cette collaboration apportera une dimension supplémentaire à leur projet, en le reliant aux réalités du terrain et en stimulant leur motivation. Les applications FizziQ et FizziQ Junior faciliteront grandement la réalisation des projets. Gratuites, conformes au RGPD et sans partage de données, elles transforment les smartphones et les tablettes en laboratoires scientifiques, offrant un environnement d'expérimentation intuitif et accessible à tous. Vos élèves pourront ainsi réaliser des mesures précises, analyser les données collectées et structurer leur raisonnement scientifique dans un cahier d'expériences numérique. Des webinaires seront proposés entre octobre 2024 et janvier 2025 pour accompagner élèves et enseignants dans cette aventure : présentation des modalités du concours, prise en main des applications FizziQ, rencontres avec des experts scientifiques... Toutes les ressources seront mises à leur disposition pour faire de ce projet une réussite. Pour toute information complémentaire, vous pouvez contacter pauline.bacle@fondation-lamap.org pour des renseignements sur le concours ou les applications, et christophe@fizziqlab.fr pour toute question technique à propos de FizziQ et FizziQ Junior. Le concours est une occasion unique de stimuler la curiosité, de développer l'esprit critique et d'engager les élèves dans une démarche pédagogique innovante et enrichissante.

Le développement des microcontrôleurs et de la robotique accessible a introduit un nouvel outil pour les enseignants de sciences : les capteurs externes aussi appelés capteurs modulaires. Ces petits dispositifs, souvent basés sur la technologie MEMS, permettent de mesurer facilement et à faible coût des phénomènes physiques, chimiques ou biologiques. Cet article explore leur utilisation en classe, les options disponibles pour s’en procurer, ainsi que les capteurs les plus adaptés aux cours de sciences. Pourquoi utiliser des capteurs externes en cours de sciences ? La plupart des collèges et lycées sont équipés de matériel expérimental, quelle valeur ajoutée pourrait donc apporter des capteurs externes ? Ces petits outils modernes, simples et abordables, offrent une réelle valeur ajoutée. Leur flexibilité et leur polyvalence permettent de dépasser les limites des équipements classiques, en ouvrant la voie à une approche plus expérimentale et adaptée à de nombreux sujets : Diversité . Quel que soit le sujet étudié, il existe des capteurs adaptés pour mesurer des phénomènes variés : température, pression atmosphérique, humidité, CO2, composés volatils, particules fines, azote ou ozone. Ils s’intègrent facilement aux cours de physique, biologie ou chimie, ainsi qu’à des projets interdisciplinaires comme l’étude des écosystèmes ou des phénomènes climatiques. Ces outils offrent aux enseignants la possibilité de proposer des activités variées et accessibles, sans nécessiter un matériel coûteux ou complexe. Simplicité d’utilisation . Les capteurs externes sont simples à utiliser et se connectent facilement à des microcontrôleurs comme Arduino, micro:bit ou ESP32. De nombreux tutoriels gratuits en ligne permettent une prise en main rapide. Pour éviter la programmation, le boîtier FizziQ Connect offre une solution clé en main : il lit, enregistre et partage les mesures avec des smartphones ou tablettes via l’application gratuite FizziQ, simplifiant leur utilisation en classe. A ccessibilité financière . Contrairement aux équipements scientifiques traditionnels, souvent coûteux et limités à des usages spécifiques, ces capteurs sont disponibles à des prix très raisonnables tout en offrant des performances précises et fiables. Cela permet aux établissements scolaires de multiplier les expériences scientifiques, de les rendre accessibles à un plus grand nombre d’élèves, et de diversifier les thématiques explorées, le tout sans alourdir les budgets. Où trouver et comment choisir les capteurs pour vos projets scientifiques ? Popularisés par le développement des microcontrôleurs et des applications robotiques, les capteurs sont désormais largement disponibles auprès de revendeurs spécialisés dans l’électronique ou le matériel éducatif. Parmi eux, on peut citer Vittascience , A4 Technologies , GoTronic , ou Distrelec , qui offrent une vaste gamme adaptée aux besoins des classes et des projets. Ces revendeurs proposent des capteurs issus de nombreux fabricants. L’une des principales différences entre eux réside dans le type de connectique utilisée. Nous privilégions pour notre part les connecteurs Grove , basés sur le standard HYP 2.0, très répandu parmi les fabricants. Cette connectique robuste et fiable est particulièrement adaptée à un usage scolaire grâce à sa simplicité d’utilisation et sa durabilité. Parmi les fabricants de capteurs faciles à mettre en œuvre, trois acteurs majeurs se distinguent : M5Stack : Propose des capteurs avec un connecteur Grove et un boîtier intégré, offrant une protection supplémentaire pour le circuit électronique. Idéal pour les environnements éducatifs ou les projets nécessitant une manipulation fréquente. Lien : M5Stack Seeed Studio : Offrant une large gamme de capteurs économiques basés sur le standard Grove, ils constituent un excellent choix pour les écoles ou les projets à budget limité. Lien : Seeed Studio DFRobot : La gamme de capteurs Gravity est également basée sur le standard HYP 2.0, mais avec une inversion des pôles + et - par rapport aux capteurs de Seeed Studio. Une simple inversion des fiches permet de les rendre compatibles avec d’autres capteurs. Lien : DFRobot Les standards de communication des capteurs Une caractéristique importante à considérer lors du choix d’un capteur est son type de communication. Il est préférable de choisir un format simple à mettre en oeuvre comme le standard I2C ou la sortie analogique. Voici les principaux standards : I2C (Inter-Integrated Circuit) : Très populaire, ce standard série bidirectionnel utilise deux lignes (SDA pour les données et SCL pour l’horloge) et permet de connecter plusieurs capteurs sur un même connecteur, chacun ayant une adresse unique. Il est fiable et adapté à la plupart des projets éducatifs. 1-Wire : Ce protocole utilise une seule ligne de données pour connecter plusieurs capteurs. Bien que moins courant, il est utilisé par des capteurs spécifiques comme la sonde de température étanche DS18B20 , très répandue et économique. Analogique : Ce type de capteur produit une tension proportionnelle à la grandeur mesurée. Il nécessite un convertisseur analogique-numérique (ADC) pour être lu par un microcontrôleur. Bien qu’il ne permette pas le multiplexage, il reste très courant et simple à utiliser. TTL (Transistor-Transistor Logic) : Utilisé pour transmettre des signaux numériques compatibles avec les niveaux de tension standards des microcontrôleurs (3,3V ou 5V), il est courant dans les capteurs GPS et d’autres dispositifs numériques. Les normes I2C et analogique dominent largement le marché, représentant environ 95 % des capteurs disponibles. Elles combinent simplicité et flexibilité, ce qui en fait des solutions idéales pour l’enseignement et les projets scientifiques. Mise en oeuvre De nombreux tutoriels détaillent la manière de connecter et d'utiliser chaque capteur avec un microcontrôleur. Ces ressources, souvent disponibles directement sur la page du fabricant, incluent des instructions claires et des exemples de code prêts à l’emploi. Par exemple, pour le capteur de température et de pression atmosphérique ENV IV de M5Stack, la page dédiée fournit toutes les informations nécessaires, y compris le programme compatible avec Arduino. Pour ceux qui souhaitent éviter la programmation ou préfèrent utiliser un logiciel d’acquisition comme FizziQ , le boîtier FizziQ Connect constitue une solution pratique et rapide. Ce dispositif se connecte facilement à une large gamme de capteurs disponibles dans le commerce grâce à son connecteur au format HYP 2.0 (compatible Grove). Une liste complète des capteurs compatibles avec FizziQ Connect est accessible ici : Liste des capteurs compatibles . Nous avons ainsi exploré les différentes possibilités qu’offrent les capteurs externes. Passons maintenant à une sélection de 15 capteurs incontournables pour étudier les sciences en classe. Mesure température ambiante et hygrométrie (SHT30) Le capteur SHT30 permet de mesurer la température ambiante et l’ humidité relative avec une grande précision. Il peut fonctionner dans des environnements allant de -40°C à 125°C pour la température et de 0 à 100 % d’humidité. En classe, il est idéal pour des expériences sur les variations climatiques, ou la mesure d'humidité pour les sciences de la vie et de la terre. C'est un capteur versatile consommant peu d'électricité intégré avec le capteur QMP6988 de pression atmosphérique dans le capteur Env III de M5 Stack. Pour en savoir plus : Sensirion - SHT30 Datasheet ​ Capteur de pression atmosphérique (QMP6988) Le QMP6988 est un capteur extrêmement précis pour la mesure de la pression atmosphérique (300-1100 hPa). Il permet aux élèves de réaliser des expériences sur les variations de pression en fonction de l'altitude, ou les conditions météorologiques, ou la pression dans des sytèmes fermés. Il est intégré au capteur Env III de M5 Stack. Pour en savoir plus : QST QMP6988 Datasheet Mesure TVOC et eCO2 (SGP30) Le capteur SGP30 mesure la concentration de composés organiques volatils (COV) et de CO2 dans l’air, ce qui permet aux élèves d’étudier la qualité de l’air intérieur . En classe, ce capteur peut être utilisé pour analyser les impacts des émissions de COV dans différents environnements (comme une salle de classe fermée) ou pour surveiller la qualité de l'air lors d’expériences sur la ventilation. Il faut noter que ce capteur donne une mesure appelée eCO2, qui est une estimation du CO2, dérivée des émissions de COV. Il reflète généralement la qualité de l’air intérieur et est calculé en se basant sur la corrélation entre la présence de COV et les niveaux typiques de CO2 dans les espaces clos. Ce capteur est par contre très bon marcgé comparé aux capteurs dédiés de mesure du CO2 comme le SCD40. Pour en savoir plus : SGP30 - Sensirion Capteur de lumière (BH1750) Le capteur de lumière BH1750 est conçu pour mesurer l' intensité lumineuse ambiante de 1 à 65 535 lux. Ce capteur permet de réaliser des expériences sur la luminosité dans différents environnements, par exemple en étudiant l’effet de la lumière naturelle et artificielle sur la croissance des plantes, ou en explorant comment la lumière varie en fonction de la position géographique ou de l'heure de la journée. Pour en savoir plus : ROHM BH1750 Datasheet Mesure concentration CO2 (SCD40) Le capteur SCD40 permet de mesurer la concentration de CO2 dans l’air, un paramètre essentiel pour comprendre la qualité de l’air et les processus de respiration des êtres vivants . En classe, les élèves peuvent analyser les variations de CO2 dans des environnements clos ou ouverts, ou encore étudier l'effet de la photosynthèse des plantes sur la concentration de CO2 dans une serre. Le SCD40 utilise la technologie de spectroscopie photoacoustique infrarouge pour mesurer directement la concentration de CO2 dans l’air. Ce capteur fonctionne en envoyant une lumière infrarouge (IR) à travers un petit échantillon d'air. Les molécules de CO2 absorbent cette lumière à une longueur d'onde spécifique, ce qui cause une augmentation de la température de l'échantillon d'air. Cette chaleur entraîne des variations de pression, créant ainsi de minuscules ondes acoustiques. Le capteur détecte ces ondes acoustiques à l’aide de microphones ultra-sensibles, puis les convertit en un signal électrique proportionnel à la concentration de CO2. Cette méthode est extrêmement précise, même dans des environnements avec de faibles concentrations de CO2, et offre une excellente stabilité à long terme. Pour en savoir plus : SCD40 - Sensirion Sonde de température étanche (DS18B20) Le capteur DS18B20  est une sonde de température numérique qui offre une plage de mesure de -55°C à +125°C  avec une précision de ±0,5°C entre -10°C et +85°C. Il est conçu pour des environnements difficiles et peut être immergé dans des liquides ou utilisé dans des conditions humides grâce à son boîtier étanche. Une des fonctionnalités intéressantes du DS18B20  est la possibilité de connecter plusieurs sondes  sur le même bus de données grâce à son interface One-Wire . Cela signifie que vous pouvez utiliser deux ou plus  de ces capteurs simultanément pour obtenir des mesures de température à différents points d’une expérience, tout en utilisant une seule connexion de communication, ce qui simplifie l'installation. Elle peut être utilisée pour des expériences en chimie  ou en sciences de l’environnement , comme la mesure de la température de l’eau lors de réactions chimiques, ou encore pour surveiller des conditions climatiques dans des environnements humides. Pour en savoir plus : DS18B20 - Maxim Integrated Voltmètre courant continu (convertisseur A/D ADS1115) Le convertisseur A/D ADS1115 est un voltmètre permettant de mesurer de faibles tensions continues jusqu'à ±36V. En classe, il est parfait pour des expériences en électricité et électronique , notamment pour mesurer la tension dans des circuits simples ou pour analyser la variation de tension lors de la charge/décharge de batteries. On peut associer au Voltymètre un Ampèremètre pour les mesures d'intensité. Pour en savoir plus : ADS1115 - Texas Instruments Thermomètre infrarouge 2 (MLX90614) Ce capteur infrarouge mesure la température des objets à distance sans contact, avec une plage de -70°C à 380°C. Il est idéal pour des expériences où l'on veut mesurer la température d'objets difficiles d'accès ou très chauds. Les élèves peuvent l'utiliser pour analyser la dissipation thermique des matériaux ou mesurer la température des corps dans des expériences physiques. Pour en savoir plus : MLX90614 - Melexis Balance 5kg (convertisseur A/D HX711) Le convertisseur A/D HX711, associé à une balance, permet de mesurer des masses avec une grande précision, jusqu’à 5 kg. Ce capteur est parfait pour des expériences en physique et en chimie , comme la mesure de la masse de réactifs lors de réactions chimiques ou l’étude des relations entre force et masse dans des systèmes mécaniques. Pour en savoir plus : HX711 Datasheet Mesure de fréquence cardiaque et oxymétrie (MAX30100) Le capteur MAX30100 permet de mesurer la fréquence cardiaque et le taux d’oxygène dans le sang (SpO2) . Ce capteur est parfait pour des expériences en biologie , notamment pour étudier les effets de l'effort physique sur le corps humain ou pour observer les changements de la fréquence cardiaque en réponse à des activités comme la respiration ou l’exercice. Pour en savoir plus : MAX30100 - Maxim Integrated Détecteur UV (GUVA S12SD) Le capteur UV GUVA-S12SD de Seeed Studio est un capteur analogique conçu pour mesurer l’intensité des rayons ultraviolets (UV) dans une plage de longueurs d’onde de 200 nm à 370 nm, couvrant les UV-A et UV-B. Il convertit l’intensité UV en une tension analogique proportionnelle (de 0V à 1V), ce qui le rend facile à utiliser avec des microcontrôleurs comme Arduino. Compact et économe en énergie, ce capteur est idéal pour des applications telles que la surveillance de l’indice UV, le suivi de la lumière solaire ou l’étude des effets des UV sur les matériaux et les organismes vivants. Pour en savoir plus : GUVA S12SD -UV Datasheet Détecteur de particules fines (HM3301) Le capteur HM3301 permet de mesurer la concentration de particules fines (PM2.5, PM10) dans l'air, un indicateur clé de la qualité de l'air . En classe, il est idéal pour des expériences sur la pollution atmosphérique, en comparant la concentration de particules fines dans différents environnements urbains et ruraux ou lors de l’utilisation de différentes sources d’énergie. Pour en savoir plus : HM3301 - Seeed Capteur de pression - M5 Stack Ce capteur mesure la pression exercée sur une surface , offrant des résultats précis pour des expériences en physique ou en mécanique . Il permet d'analyser la pression dans des systèmes fermés ou d’étudier la relation entre force et surface dans des contextes de compression et de traction. Pour en savoir plus : M5Stack Pressure Sensor Mesure de distance (VL53L0X) Le capteur VL53L0X utilise un laser pour mesurer la distance  à un objet, avec une précision de quelques millimètres sur une plage allant jusqu’à 2 mètres. Les élèves peuvent l'utiliser pour des expériences sur la réflexion de la lumière , la vitesse de déplacement  d'objets, ou pour créer des projets de cartographie ou de détection d'obstacles en robotique. Le capteur VL53L0X  de STMicroelectronics  utilise une technologie de ToF (Time-of-Flight)  . Cette technologie repose sur l'envoi d'un faisceau laser infrarouge qui rebondit sur un objet, puis revient au capteur. Le VL53L0X  mesure le temps que met ce faisceau à effectuer l'aller-retour, appelé temps de vol ou Time-of-Flight, et utilise cette donnée pour calculer la distance précise entre le capteur et l'objet. Pour en savoir plus : ST VL53L0X Datasheet Mesure de Champ Magnétique (BMM150) Le BMM150 est un magnétomètre numérique trois axes conçu pour mesurer la direction et l’intensité des champs magnétiques avec précision. Compact et économe en énergie, il consomme seulement 170 µA en fonctionnement, ce qui le rend idéal pour les applications mobiles ou embarquées. Le BMM150 est facile à intégrer à des microcontrôleurs et systèmes embarqués, et il peut être utilisé pour des projets éducatifs ou scientifiques nécessitant des mesures précises du champ magnétique terrestre ou des analyse de champ magnétiques faibles. Pour en savoir plus : https://www.bosch-sensortec.com/products/motion-sensors/magnetometers/bmm150/ Conclusion FizziQ Connect, en s'associant à une large gamme de capteurs économiques mais performants, offre aux enseignants et aux élèves une plateforme puissante et flexible pour explorer une variété de concepts scientifiques en classe. De plus Fizziq Connect est versatile pusiqu'on peut configurer de nouveaux capteurs qui ne sont pas définis en standard. Grâce à la compatibilité avec des capteurs disponibles dans le commerce, les utilisateurs peuvent mesurer à moindre coût une plus grande variété de paralmètresphysiques tels que la température, la pression atmosphérique, la qualité de l'air, et bien plus encore, pour des expériences pratiques dans des domaines allant de la physique à la biologie en passant par l'environnement. L'intégration facile de capteurs, l'adaptabilité aux projets éducatifs variés, et la possibilité de combiner plusieurs sondes en simultané font de FizziQ Connect un outil pédagogique incontournable. Que ce soit pour mesurer la concentration de CO2, analyser la lumière ou surveiller la température dans des environnements extrêmes, FizziQ Connect transforme l'apprentissage scientifique en rendant les expériences accessibles, interactives et pertinentes.

Les leçons de Marie Curie, redécouvertes et adaptées avec soin par la Fondation La main à la pâte , constituent une ressource précieuse pour initier les élèves aux sciences de manière simple et efficace. Ces expériences, mêlant curiosité et rigueur scientifique, s’intègrent parfaitement dans une pédagogie active et moderne. Dans cet article, nous proposons de prolonger cet héritage en le rendant interactif grâce à FizziQ Junior. Bonne découverte et bonne expérimentation ! Les leçons de Marie Curie En 1907, Marie Curie, accompagnée de ses collègues scientifiques, initia une coopérative scolaire pour leurs enfants, où elle dispensa des leçons de physique élémentaire. Ces enseignements, consignés par une de ses élèves, Isabelle Chavannes, furent redécouverts et publiés en 2003 sous le titre "Les Leçons de Marie Curie" et firent l'objet en 2011 d 'une exposition-atelier créée par La Maison des Sciences et le CNRS S'inspirant de cet héritage, la Fondation La main à la pâte a élaboré un programme pédagogique intitulé "Les leçons de Marie Curie" , enrichissant et adaptant dix de ces leçons pour une exploitation en classe, conformément à l'esprit de La main à la pâte. Un livre a également été publié,  "40 expériences de physique élémentaire issues des leçons de Marie Curie" , proposant une exploration moderne de ces leçons de science. Chaque expérience d'origine a été revisitée avec un matériel contemporain adapté à la classe ou à la maison, et complétée par trois nouvelles expériences connexes pour renforcer les notions présentées de manière ludique et progressive. Ce livre, accessible aux enseignants, parents et curieux, permet de comprendre des concepts essentiels comme la pression, la densité, ou le poids de l'air. Parmi les leçons proposées, nous avons choisi d'adapter six activités au format FizziQ Junior : Montrer la présence de l'air : Mettre en évidence la présence de l'air en analysant l'immersion d'une bouteille dans l'eau. L'air a-t-il une masse ? : Démontrer que l'air a une masse, en comparant le poids d'une boîte avant et après avoir retiré l'air qu'elle contient. Qu'est-ce que la pression de l'air ? : Explorer la notion de pression atmosphérique en observant les effets du vide sur un ballon placé dans une boîte. Les vases communicants : Etudier le principe des vases communicants montrant que le niveau de l'eau s'équilibre dans deux récipients reliés entre eux. Le fonctionnement d'un château d'eau : Comprendre le rôle des chateaux d'eau dans la distribution de l'eau domestique. La poussée d'Archimède : Mesurer la poussée d'Archimède et d'aborder la notion de flottaison. Ces activités peuvent être aisément téléchargées dans l'application en scannant le QR Code ou en tapant le code alphanumérique dans le logiciel. Les enseignants peuvent également modifier et enrichir les activités puis les repartager avec les élèves. Aborder les leçons de Marie Curie avec FizziQ Junior FizziQ Junior, application pédagogique gratuite dédiée à l’apprentissage des sciences, a été concue dans le même esprit que celui des leçons de Marie Curie. Elle propose un environnement numérique mélant rigueur scientifique et approche ludique tout en exploitant les possibilités offertes par les nouvelles technologies pour enrichir l’expérience éducative. Au cœur de l’application se trouve un cahier d’expériences interactif, conçu pour guider les élèves tout au long de leur démarche scientifique. Ce cahier leur permet de visualiser les questions à explorer, de consigner leurs hypothèses, leurs observations et leurs conclusions sous forme de textes, et d’enrichir leurs travaux avec des dessins ou des photos capturés directement depuis l’application. Ce format encourage une approche active des sciences, où les élèves deviennent des explorateurs et des créateurs, plutôt que de simples récepteurs d’informations. FizziQ Junior propose d'autres fonctionalités telles que des instruments pour faire des mesures sur le son, la lumière, les couleurs ou le mouvement grâce aux capteurs embarqués dans la plupart des outils numériques, mais nous n'utilisons pas ces possibilités dans les activités de Marie Curie. Pour vous familiariser avec l'ensemble des fonctionnalités de FizziQ Junior, vous pouvez consulter cette vidéo explicative : Découvrir FizziQ Junior . Après cette courte introduction, passons maintenant aux sciences et découvrons ensemble six activités inspirées des cahiers de Marie Curie ! Comment mettre en évidence l’air ? (Cycle 2) L’air est partout autour de nous, mais comment prouver son existence alors qu’il est invisible ? Cette activité propose une expérience simple pour aider les élèves à comprendre que l’air occupe un espace. En plongeant une bouteille « vide » dans l’eau, ils observent que l’air s’échappe sous forme de bulles, démontrant qu’il est bien présent. Pour l’enseignant, cette activité constitue une introduction idéale à la notion de matérialité de l’air, posant les bases d’une réflexion scientifique. Elle initie les élèves à une démarche rigoureuse : formuler une hypothèse, observer et confronter leurs idées à la réalité. Cependant, certains élèves pourraient avoir du mal à accepter que la bouteille contienne réellement de l’air ou à comprendre pourquoi il s’échappe sous forme de bulles. Ces difficultés nécessitent une explication guidée, ancrée dans l’observation des phénomènes. Explorer la présence de l’air est une étape clé pour aborder des notions plus complexes, comme sa masse ou sa pression. Cette activité développe chez les élèves une curiosité scientifique essentielle pour percevoir leur environnement sous un nouvel angle. La fiche enseignant préparée par la Fondation La main à la pâte permet à l'enseignant de préparer le mieux possible cette séance. Pour charger l'activité dans FizziQ Junior, Aller dans Elèves > Mes Activités puis scanner le QR code ci-dessus ou taper le code suivant : CKEI GCWW L'air a-t-il une masse ? (Cycle 3) Après avoir découvert que l’air occupe un espace, cette activité permet d’aller plus loin en démontrant que l’air a une masse mesurable. En pesant une boîte avant et après en avoir retiré l’air, les élèves observent une différence de poids qui prouve que l’air est une matière avec un poids, bien qu’invisible. Pour réaliser cette expérience, une boîte à vide et une balance précise sont nécessaires. Ces outils, devenus accessibles, introduisent les élèves à la notion de mesure scientifique. Cette séquence est une opportunité de renforcer leur rigueur dans les manipulations et leur précision dans les observations. Cependant, accepter que l’air soit « pesant » peut être contre-intuitif pour eux. L’enseignant devra insister sur le fait que l’air, comme toute matière, est composé de particules et occupe un espace, ce qui explique sa masse. Vous pouvez consulter la fiche enseignant préparée par la Fondation La main à la pâte pour en savoir plus sur cette séance. Pour charger l'activité dans FizziQ Junior, Aller dans Elèves > mes Activités puis scanner le QR code ci-dessus ou taper taper le code KJVA MYCA Qu'est ce la pression de l'air ? (Cycle 3) Cette activité apporte une dimension dynamique aux connaissances acquises. Après avoir découvert que l’air est présent et a une masse, les élèves explorent ici une nouvelle propriété : sa capacité à exercer une pression. En observant un ballon partiellement gonflé dans une boîte à vide, ils voient directement les effets du changement de pression extérieure. Lorsque l’air est retiré, le ballon se gonfle ; lorsque l’air revient, le ballon reprend sa taille initiale. Pour l’enseignant, cette activité est l’occasion de guider les élèves dans la compréhension d’un concept abstrait. La pression, souvent difficile à saisir, peut être expliquée grâce à des métaphores simples, comme l’idée que « l’air pousse comme des mains invisibles ». Il est crucial de bien expliquer que le ballon se gonfle parce que la pression interne devient supérieure à la pression externe, et de définir clairement ce que signifie « faire le vide ». Le cahier complet de l'enseignant réalisé par la Fondation La main à la pâte peut être trouvé en suivant ce lien. Pour charger l'activité sur FizziQ Junior, Aller dans Elèves > mes Activités puis scanner le QR code ci-dessus ou taper taper le code FDYQ EARR Comment se comportent deux vases communicants ? (Cycle 3) Après avoir découvert que l’air exerce une pression sur les objets qui l’entourent, cette activité permet aux élèves d’explorer comment la pression agit sur les liquides. En versant de l’eau colorée dans une des branches d’un tube en U, ils observent que l’eau se répartit de manière égale entre les deux côtés, indépendamment de la quantité versée ou de l’inclinaison du tube. Ce phénomène met en lumière un principe fondamental : les liquides atteignent toujours un équilibre dicté par les forces de pression et de gravité. L’enseignant doit veiller à expliquer que la répartition de l’eau dans les vases communicants est due à la pression atmosphérique, qui agit uniformément sur les surfaces libres des deux branches, permettant à l’eau de s’équilibrer au même niveau. Il est essentiel de clarifier que cette surface libre reste toujours horizontale, même si le tube est incliné, ce qui peut être contre-intuitif pour les élèves. Enfin, l’enseignant devra accompagner les élèves dans l’identification et la correction des hypothèses erronées, telles que l’idée que l’eau pourrait rester plus haute dans la branche où elle est versée, en s’appuyant sur l’observation et les échanges pour structurer leur compréhension. Le cahier complet de l'enseignant réalisé par la Fondation La main à la pâte peut être trouvé en suivant ce lien. Pour charger l'activité sur FizziQ Junior, Aller dans Elèves > mes Activités puis scanner le QR code ci-dessous ou taper taper le code WDSP YMHW Comment l’eau arrive-t-elle au robinet ? (Cycle 2 - 3) Cette activité prolonge directement celle sur les vases communicants en explorant comment l’eau circule dans un système complexe de tuyaux grâce aux principes d’équilibre des liquides et de gravité. Les élèves apprennent que, tout comme l’eau s’équilibre dans les vases communicants, la pression générée par un réservoir en hauteur permet de distribuer l’eau dans les infrastructures domestiques. En variant la hauteur d’un réservoir dans l’expérience, ils observent que la gravité agit sur l’eau pour créer une différence de pression, entraînant son écoulement vers des niveaux plus bas. Les élèves en déduisent qu'il est possible de créer une pression constante dans les tuyaux en élevant un réservoir qui alimente un ville en eau potable. On pourra facilement prolonger cette expérience par un exercice qui consiste à localiser dans votre ville l'endroit où se trouvent les chateau d'eau, et pourquoi pas envisager la visite de ce lieu. Vous retrouverez le cahier complet de l'enseignant réalisé par la Fondation La main à la pâte en suivant ce lien. Pour charger l'activité sur FizziQ Junior, Aller dans Elèves > mes Activités puis scanner le QR code ci-dessous ou taper taper le code VVNZ QFXR Que devient le poids d’un objet plongé dans l’eau ? (Cycle 3) Enfin, nous proposons l'adaptation d'une dernière activité décrite par l'élève de Marie Curie sur la poussée d'Archimède. Cette activité permet aux élèves de comprendre pourquoi un objet semble plus léger lorsqu’il est plongé dans l’eau. À l’aide d’un dynamomètre, ils mesurent le poids d’un objet dans l’air, puis dans l’eau. Les élèves découvrent que le poids mesuré dans l’eau est réduit, ce qui indique qu’une force agit sur l’objet pour le pousser vers le haut. Pour l’enseignant, cette activité introduit des notions fondamentales sur la distinction entre masse, poids et poids apparent. Il est essentiel d’expliquer que l’objet ne perd pas réellement de poids dans l’eau, mais qu’il est soumis à une force qui réduit son poids apparent. L’analyse des résultats et les échanges guidés permettent de corriger les idées erronées et d’introduire progressivement le concept de volume déplacé. Cette expérience constitue une entrée concrète dans des phénomènes tels que la flottabilité, la conception des bateaux ou le fonctionnement des sous-marins. En explorant ces principes à travers une manipulation simple et visuelle, les élèves développent leur compréhension des forces invisibles, leur esprit critique et leur capacité à analyser des phénomènes complexes de leur environnement. Le cahier complet de l'enseignant réalisé par la Fondation La main à la pâte peut être trouvé en suivant ce lien. Pour charger l'activité sur FizziQ Junior, aller dans Élèves > Mes activités, puis scanner le QR code ci-dessous ou taper le code NYPH STBW Conclusion Les leçons de Marie Curie, revisitées et enrichies par la Fondation La main à la pâte, offrent une base solide pour l’enseignement des sciences à travers des expériences concrètes et accessibles. Les activités proposées permettent d’explorer des concepts physiques fondamentaux tels que la présence et la masse de l’air, la pression atmosphérique, l’équilibre des liquides et la poussée d’Archimède. L'utilisation de FizziQ Junior permet de rendre ces activités encore plus attractives pour les élèves pour les encourager à développer leur raisonnement scientifique.