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  • pg 1
									                                                 CIRUISEF
                                  Réseau Sciences et Francophonie de l’AUF

                                         Professeur Jean COUDRAY
                                  19 BRACH 19800 St Priest de Gimel France
                                            Fax (33) 5 55 21 45 73
                                      courriel : jeancoudray@wanadoo.fr


                 Projet d’« Armoire de TP de Physique »

                                 « Pouvons-nous vous aider ? »


Notre but : Promotion des enseignements pratiques de Physique Générale au cours des deux premières années
Universitaires


Pourquoi, pour qui des Travaux Pratiques de Physique ?

La réponse est évidente pour les étudiants qui s’orientent vers des études scientifiques « dures », Matériaux,
Mécanique, Electricité, Electronique, Automatisme, Mesures Physiques… car cette base expérimentale est
indispensable à la compréhension du fonctionnement des outils qu’ils devront manier, voire construire, et à
la transposition des enseignements théoriques vers les applications.
C’est aussi pour l ‘ensemble des futurs physiciens l’occasion de prendre conscience des limites des schémas
théoriques, en raison des hypothèses simplificatrices initiales.

Mais aussi ces Travaux Pratiques sont indispensables aux étudiants de Biologie, Biochimie, Chimie… D’une
part ils auront recours à une instrumentation de plus en plus physique dont il leur faudra bien comprendre les
principes de fonctionnement, ainsi que les limites. D’autre part les manipulations de Physique, dont les
paramètres sont moins nombreux et plus contrôlables que ceux de la biologie, constituent de bons exemples
de raisonnement scientifique. Enfin, un enseignement de niveau universitaire doit garantir un niveau minimal
de culture générale scientifique, autour de la spécialité dominante.

Nous connaissons la situation la plus fréquente des Travaux Pratiques

Les Travaux Pratiques coûtent cher, en matériels et en encadrement.

Pour le matériel, le choix est fait pratiquement entre trois options :
• Soit acquisition de manipulations toutes faites, auprès de spécialistes commerciaux. On y gagne des
   ensembles complets, bien au point, parfaitement dimensionnés, fonctionnant avec certitude… et de prix
   souvent inabordable.
• Soit montages locaux « avec les moyens du bord », plus économiques, souvent bien adaptés, mais on sait
   la gageure que constituent de telles mises au point loin de laboratoires déjà bien équipés et sans
   environnement favorable. Les tâtonnements sont inévitablement nombreux (quel est le bon choix de
   chronomètre, tel oscilloscope pourra-t-il visualiser le signal du capteur, ou faudra-t-il l’amplifier.
   Mais cela nécessite une alimentation séparée…), et la difficulté de se procurer certains éléments est
    considérable (où se procurer un fil de torsion, un circuit LM2803, une tige filetée à pas inversé ?).
    On ne peut tout prévoir d’avance, et l’approvisionnement du moindre élément oublié demande des délais,
    des formalités administratives, un effort insurmontable… Même dans un environnement idéal, les
    tâtonnements sont nombreux, et l’on n’échappe pas au besoin de prototypes successifs.
• Soit l’abandon des Travaux Pratiques, difficilement réversible.

Le résultat est un fonctionnement généralement chaotique, des compétences des étudiants fort hétérogènes
et imprévisibles d’un site à l’autre, ce qui complique les échanges…

Le précédent des mallettes de Chimie. Maintenant au tour de la Physique.

Il y a quelques années, des enseignants ont pensé que la création de « mallettes de Chimie », comprenant le
matériel de base permettant de faire effectuer les manipulations jugées essentielles et représentatives selon
les programmes de chimie de premier niveau de la plupart des Universités Africaines et Européennes, aiderait
grandement les Collègues un peu isolés et disposant de peu de moyens. A la suite du succès de cette initiative,
nous allons renouveler l’expérience pour la Physique en créant une « armoire de Physique » contenant les
éléments nécessaires à l’expérimentation incontournable des premières années d’études universitaires en
sciences.

Comment pouvons-nous vous aider ?

Nous envisageons donc de mettre au point des maquettes, en effectuant un choix de matériel robuste,
bon marché et facile à maintenir, et de les mettre à disposition des Universités. A l’expérience d’un noyau
d’enseignants de départ, pourra s’ajouter celle d’autres collègues, qui auront peut-être eux-même réalisé
des dispositifs ou protocoles expérimentaux valant la peine d’être multipliés.
Nous espérons aussi dans la mesure du possible une réalisation, au-delà des premiers exemplaires,
en « petite série », confiée à des ateliers certainement disponibles dans certains sites utilisateurs
(par exemple réalisation de bâtis ou autres pièces mécaniques, montage de dispositifs électriques
ou électroniques…). C’est le sens de certaines questions que nous posons plus loin.

Par ailleurs, les initiateurs s’engagent à un suivi de conseil et de fourniture de pièces de rechange,
ou de remise en état par échange standard, pendant plusieurs années. Car nous savons combien des réparations
dans certains sites isolés du point de vue technologique sont difficiles…

En première année de Sciences (Faculté de Sciences ou IUT) quelques expérimentations classiques nous
semblent incontournables, mais pour dégager les besoins communs, affiner le projet et vous permettre
d’y participer activement s’il vous intéresse, nous avons établi un « questionnaire » que vous pouvez remplir
sur papier, ou charger sur notre site pour le compléter (format Word) puis nous le renvoyer
par mail en fichier joint.

Nous nous permettons d’insister sur la nécessité de disposer d’un ou plusieurs correspondants techniques
sur place (idéalement les Professeurs responsables des Travaux Pratiques).
                           CIRUISEF, réseau Sciences et Francophonie de l’AUF

                                        Professeur Jean COUDRAY
                                 19 BRACH 19800 St Priest de Gimel France
                                           Fax (33) 5 55 21 45 73
                                     courriel : jeancoudray@wanadoo.fr


                    Questionnaire en vue d’une opération « armoires de TP de Physique »


Etablissement :


Adresse postale :


Téléphone et Fax :

Correspondant(s) administratif (s)

        Nom(s) et Adresse(s) pour courrier électronique




(Les coordonnées des responsables scientifiques des divers travaux pratiques sont demandées ci-dessous dans
le cadre de chacune des orientations).

Dans ce qui suit nous avons établi deux listes de questions, l’une concernant les étudiants à orientation
« Physique forte » (destinés plutôt aux continuations dans une ambiance physique, électricité, etc.), l’autre
aux étudiants à orientation « Physique douce » (étudiants s’orientant plutôt vers la biologie, la chimie, etc.).


Le fichier est disponible sous plusieurs formes que vous pouvez utiliser au choix :

Une version armoire.doc , que vous pouvez lire et remplir avec Word de Microsoft, ou tout autre traitement
de texte capable de traiter ce type de fichiers.

Une version armoire.rtf , lisible et modifiable par pratiquement tous les logiciels de traitement de texte.

Une version armoire.pdf, lisible uniquement par Acrobat, que vous devrez imprimer et remplir
manuellement.

La méthode de choix pour nous contacter est le courrier électronique, par lequel vous pourrez nous retourner
le document rempli sous l’une des deux premières formes.
Partie du questionnaire concernant les formations « Physique Forte » :


1 - Correspondants scientifiques et Techniques
    Noms :
    Courrier électronique :
    Adresses :


   Téléphones :



2 - Nombre d’étudiants suivant un enseignement de Physique « forte » de premier niveau,
    qu’il s’étende sur une ou deux années :


3 - Volume horaire approximatif (cours, Travaux Dirigés, Travaux Pratiques) :


4 - Organisation générale des Travaux Pratiques de Physique (actuellement):

        • Disposez-vous d’une salle spécialisée, de plusieurs, de combien de places ?

        • Comment s’effectuent les rotations ? Etudiants travaillant en groupes, de combien ?
            Plusieurs exemplaires de chaque manipulation ?
            (Par exemple Rotations sur 6 manipulations en une série de 6 postes différents, ou en 2 séries
             de 3 manipulations chacune en 2 postes, ...)




        • Durée moyenne des séances de travaux pratiques (2h, 3h, 4h…. ?).

        • Combien d’étudiants sont ensemble sous la responsabilité d’un enseignant pendant la séance ?


5 - Un technicien généraliste est-il disponible en plus des enseignants ?

6 - Disposez-vous de moyens de réalisation sur place de certains montages pour votre usage propre
    (mécanique, électronique, maintenance…) ?



7 - Dans la perspective de fabrications mutualisées pour une centaine d’exemplaires, disposez-vous
    d’un atelier permettant des fabrications simples de mécanique ? d’électronique ?
8 - Classez (1, 2, 3, etc.) l’importance que vous souhaiteriez accorder aux T.P. de Physique
    dans votre enseignement :
        Introduction aux cours
        Illustration des cours
        Compléments aux cours
        Vérification des lois vues en cours
        Apprentissage de la réalisation d’un ensemble expérimental
        Apprentissage de la manipulation d’appareils de mesure, évaluation de leurs limites.

9 - Les « Notes de Laboratoire » ou « Feuilles de manipulation » doivent-elles être rédigées
    en supposant le cours déjà vu et acquis-compris ou être conçues de façon indépendante ?
    Souhaitez-vous des notes complètes destinées aux étudiants, ou des notes techniques à adapter
    par les enseignants ?

10 - Parmi les thèmes suivants, quels sont ceux qui sont actuellement illustrés par des TP chez vous,
     ou que vous souhaiteriez voir illustrés par des TP (indiquez à droite la priorité que vous accordez :
     1 = incontournable, 2 = important 3= bof…) :

Mécanique                                                                 Actuellement       Votre souhait
Statique, équilibre et composition de forces…
Mouvements à une dimension
Mouvements à deux dimensions
Rotations, moments d’inertie
Oscillations mécaniques

Energétique et Thermodynamique
PV = nRT
Calorimétrie : chaleurs spécifiques, de transformation
La calorimétrie est-elle traitée en Chimie ?
Conversions Electricité/Mécanique/Chaleur/… etc.
Echanges de chaleur

Milieux continus, ondes
Ecoulements de fluides, viscosité
Propagations, vitesse du son, diffraction…

Electricité : électrostatique, courants continu et alternatif
Tracé de champs et lignes équipotentielles
Résistances et associations de résistances, conductivité
Etude d’éléments non linéaires (diodes, transistors, ampli op.)
Utilisation d’un oscilloscope
Charge et décharge de condensateurs
Circuits RLC, résonance, amortissement
Propagation d’un signal de mesure (tension) et bruit
Notions d’électronique (transistor, filtres, ampli opérationnel)

Optique
Optique géométrique, lentilles, miroirs
Appareils composites simples : loupe + oeil, microscope, zoom
Polarisation de la lumière
Optique physique : diffraction, interférences
Le cas échéant, vos suggestions :




11 - Avez-vous mis au point vous-même ou exploitez-vous des manipulations simples et peu
     coûteuses qui pourraient s’insérer dans un ensemble « TP incontournables de Première Année
     de Sciences ? Si oui, décrivez-les en notant le matériel nécessaire :




12 - Disposez-vous d’ordinateurs pour l’exploitation des données ?

        Sont-ils dans la salle de Travaux Pratiques ?



13 - Vous est-il possible de disposer d’ordinateurs en salle de T.P. pour l’acquisition des données ?
     Combien ? Combien sont interfacés USB ?
     (Pour ces ordinateurs, il convient d’avoir la possibilité d’ajouter des compléments matériels
     (cartes d’interfaces, interfaces externes, logiciels).
14 - De quel équipement de base disposez-vous par poste de travail (entourez le nom):

Pied à coulisse, Alimentation basse tension, multimètres, oscilloscope digital / analogique , générateur basse
fréquence, chronomètre manuel, chronomètre électronique à capteurs, banc d’optique


15 - De quel équipement de base disposez-vous en 1 ou 2 exemplaires dans le Labo de Physique ?

Pied à coulisse, Balance, Alimentation basse tension, multimètres, oscilloscope digital / analogique ,
générateur basse fréquence, chronomètre manuel, chronomètre électronique à capteurs, banc d’optique.




Autre matériel disponible ?



16 - Quelles sont vos collaborations avec d’autres Universités ?
                                                                         Enseignement ? Recherche ?

        du Nord ?



        du Sud ?



        de l’Est ?



        de l’Ouest ?
Partie du questionnaire concernant les formations « Physique Douce » :


1 - Correspondants scientifiques et Techniques

        Noms :

        Courrier électronique :

        Adresses :


        Téléphones :



2 - Nombre d’étudiants suivant un enseignement de Physique « forte » de premier niveau,
    qu’il s’étende sur une ou deux années :


3 - Volume horaire approximatif (cours, Travaux Dirigés, Travaux Pratiques) :




4 - Organisation générale des Travaux Pratiques de Physique (actuellement):

        • Disposez-vous d’une salle spécialisée, de plusieurs, de combien de places ?

        • Comment s’effectuent les rotations ? Etudiants travaillant en groupes, de combien ?
           Plusieurs exemplaires de chaque manipulation ?
           (Par exemple Rotations sur 6 manipulations en une série de 6 postes différents, ou en 2 séries
           de 3 manipulations chacune en 2 postes, ...)




        • Durée moyenne des séances de travaux pratiques (2h, 3h, 4h…. ?).

        • Combien d’étudiants sont ensemble sous la responsabilité d’un enseignant pendant la séance ?


5 - Un technicien généraliste est-il disponible en plus des enseignants ?

6 - Disposez-vous de moyens de réalisation sur place de certains montages pour votre usage propre
    (mécanique, électronique, maintenance…) ?



7 - Dans la perspective de fabrications mutualisées pour une centaine d’exemplaires, disposez-vous
    d’un atelier permettant des fabrications simples de mécanique ? d’électronique ?
8 - Classez (1, 2, 3, etc.) l’importance que vous souhaiteriez accorder aux T.P. de Physique
    dans votre enseignement :
                 Introduction aux cours
                 Illustration des cours
                 Compléments aux cours
                 Vérification des lois vues en cours
                 Apprentissage de la réalisation d’un ensemble expérimental
                 Apprentissage de la manipulation d’appareils de mesure, évaluation de leurs limites.

9 - Les « Notes de Laboratoire » ou « Feuilles de manipulation » doivent-elles être rédigées
    en supposant le cours déjà vu et acquis-compris ou être conçues de façon indépendante ?
    Souhaitez-vous des notes complètes destinées aux étudiants, ou des notes techniques à adapter
    par les enseignants ?

10 - Parmi les thèmes suivants, quels sont ceux qui sont actuellement illustrés par des TP chez vous,
     ou que vous souhaiteriez voir illustrés par des TP (indiquez à droite la priorité que vous accordez :
     1 = incontournable, 2 = important 3= bof…) :

Mécanique                                                                 Actuellement       Votre souhait
Statique, équilibre et composition de forces…
Mouvements à une dimension
Mouvements à deux dimensions
Rotations, moments d’inertie
Oscillations mécaniques

Energétique et Thermodynamique
PV = nRT
Calorimétrie : chaleurs spécifiques, de transformation
La calorimétrie est-elle traitée en Chimie ?
Conversions Electricité/Mécanique/Chaleur/… etc.
Echanges de chaleur

Milieux continus, ondes
Ecoulements de fluides, viscosité
Propagations, vitesse du son, diffraction…

Electricité : électrostatique, courants continu et alternatif
Tracé de champs et lignes équipotentielles
Résistances et associations de résistances, conductivité
Etude d’éléments non linéaires (diodes, transistors, ampli op.)
Utilisation d’un oscilloscope
Charge et décharge de condensateurs
Circuits RLC, résonance, amortissement
Propagation d’un signal de mesure (tension) et bruit
Notions d’électronique (transistor, filtres, ampli opérationnel)

Optique
Optique géométrique, lentilles, miroirs
Appareils composites simples : loupe + oeil, microscope, zoom
Polarisation de la lumière
Optique physique : diffraction, interférences
Le cas échéant, vos suggestions :




11 - Avez-vous mis au point vous-même ou exploitez-vous des manipulations simples et peu
     coûteuses qui pourraient s’insérer dans un ensemble « TP incontournables de Première
     Année de Sciences ? Si oui, décrivez-les en notant le matériel nécessaire :




12 - Disposez-vous d’ordinateurs pour l’exploitation des données ?

        Sont-ils dans la salle de Travaux Pratiques ?



13 - Vous est-il possible de disposer d’ordinateurs en salle de T.P. pour l’acquisition des données ?
     Combien ? Combien sont interfacés USB ?
     (Pour ces ordinateurs, il convient d’avoir la possibilité d’ajouter des compléments matériels
     (cartes d’interfaces, interfaces externes, logiciels).
14 - De quel équipement de base disposez-vous par poste de travail (entourez le nom):

Pied à coulisse, Alimentation basse tension, multimètres, oscilloscope digital / analogique , générateur basse
fréquence, chronomètre manuel, chronomètre électronique à capteurs, banc d’optique


15 - De quel équipement de base disposez-vous en 1 ou 2 exemplaires dans le Labo de Physique ?

Pied à coulisse, Balance, Alimentation basse tension, multimètres, oscilloscope digital / analogique ,
générateur basse fréquence, chronomètre manuel, chronomètre électronique à capteurs, banc d’optique.




Autre matériel disponible ?



16 - Quelles sont vos collaborations avec d’autres Universités ?
                                                                         Enseignement ? Recherche ?

        du Nord ?


        du Sud ?



        de l’Est ?


        de l’Ouest ?


Nous vous remercions de votre collaboration, et, souhaitant une réponse rapide de votre part, nous vous
tiendrons très rapidement au courant des résultats de cette enquête et de l’avancement de la réalisation
concrète, à laquelle nous serions heureux de vous associer.



Vous pouvez nous renvoyer ce document rempli :

• de préférence par courriel en renvoyant le fichier questionnaire complété en fichier joint au réseau
 « Sciences et Francophonie » de l ‘AUF à                gouet@univ-paris12.fr
   avec si possible une copie à                          jeancoudray@wanadoo.fr

• Par fax :
(33) 5 55 21 45 73

• Par la poste :
CIRUISEF, Professeur COUDRAY 19 BRACH 19800 St PRIEST de GIMEL, FRANCE

								
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