Les enfants conçoivent leur cabane « AUTONOME

Imaginaire, construction & développement durable.

Les enfants conçoivent leur cabane « AUTONOME »

Mars 2012

Imaginaire, Construction & Développement durable Les enfants conçoivent et réalisent leur cabane

INTRODUCTION

L’opération organisée par le CAUE «les Architectes dans les classes » a permis la rencontre de Mr PHILIPPE, professeur de mathématiques et Mr MEVEL Architecte. Mr Philippe souhaite, dans le cadre du club MEL qu’il anime, faire intervenir un architecte pour donner une dimension concrète aux études que poursuivent les élèves. Mr PHILIPPE est par ailleurs référent développement durable au sein de son établissement (le collège Claude Debussy).

De cette première rencontre, est née l’idée ambitieuse de réaliser, à partir des travaux que vont produire les enfants, une construction simple et légère comme une cabane. Ce projet d’abri léger fait intervenir de nombreuses notions que nous voulions développer : L’imaginaire des enfants, la réalisation d’esquisses, la technicité d’une construction, ou encore certaines notions environnementales fondamentales. En effet l’idée est de créer une cabane autonome ayant une emprunte quasi nulle sur son environnement. Ce projet doit donc aboutir à la construction d’une cabane en bois ayant une surface au sol de 4m² environ et démontable facilement afin de pouvoir la présenter et la modifier. Elle intégrera des éléments de production d’énergie (panneaux solaires, éolienne) et de stockage d’énergie. Les parois seront par ailleurs fortement isolées. Cette cabane constituera une sorte de laboratoire dans lequel les élèves pourront étudier un habitat éco-responsable. Elle supportera la réalisation de petites expériences scientifiques et de prélèvements divers. Enfin elle pourrait-être employée comme abri pour un jardin partagé du XVème arrondissement.

Ce projet s’envisage dans la durée, sur une douzaine de mois environs. Il s’étendra même au-delà si l’on tient compte des expérimentations qui pourront être réalisées et des modifications ultérieures, ou modernisations qui seront apportées à la cabane. Il est important d’avoir un phasage cohérent et adapté pour conserver l’enthousiasme des enfants. Nous avons établi un phasage du projet en six étapes clefs qui sont décrites ci-après :

1) Rêver / Imaginer 2) L'adaptation à l’environnement 3) Du rêve à la réalité 4) La construction 5) Expérimentation et modernisation

Pour réaliser ce projet, nous avons besoin de développer des partenariats qui nous permettront de construire cette cabane, de la placer, de la faire vivre et de la développer. La Mairie Du XVème arrondissement de Paris est très sensible à ce projet et nous propose déjà un site pour accueillir la cabane : le jardin partagé des Périchaux ( ?) qui présente des conditions optimales de sécurité. Il nous reste à financer ce projet, et trouver une ou plusieurs entreprises souhaitant s’investir avec nous dans ce projet.

AMH Architectes // Club MEL (Collège Claude Debussy)


1 REVER / IMAGINER Mars 2012 > Avril 2012

Comme dans tout projet, il sera procédé à une première phase de réalisation d’esquisses. Carte blanche sera donnée aux élèves du club afin de laisser libre court a leur imagination. Il leur sera simplement indiqué de concevoir une cabane permettant d’abriter une personne et de surface au sol d’environ 4m². Aucune autre contrainte ne leur sera donnée, le but étant au contraire de libérer leur imagination en proposant de construire leur abri dans l’environnement de leur choix, sur terre, dans l’air, dans l’eau ou sur l’eau, dans l’espace...



2 S’ADAPTER A L’ENVIRONEMENT

Mai 2012 > Juin 2012

L’étape suivante, une fois les esquisses originales réalisées, sera d’entrer doucement dans la réalité du projet en soumettant aux élèves les contraintes inhérentes à l’environnement qu’ils auront défini. Ces contraintes seront simples ; comment respirer, s’éclairer, et créer son énergie. Les élèves devront réfléchir à ce que leur abri puisse tirer parti de l’environnement, pour créer une ambiance viable, avec un minimum de confort, sans pour autant impacter l’écosystème ambiant.

Une première recherche sera effectuée pour déterminer les conditions d’autonomie de la cabane. Cela nécessite deux axes de réflexion, à savoir la création d’énergie et son stockage. Le projet de cabane sera donc revu en conséquence de ces nouvelles indications et les enfants réaliseront une nouvelle esquisse.

A la suite de ces avant-projets, nous leur proposerons les moyens disponibles aujourd’hui en terme de production et de stockage d’énergie, ce qui constituera la transition avec l’étape suivante ‘’du rêve à la réalité’’. Nous analyserons alors ces éléments ensemble, en y apportant un regard critique par rapport à notre projet.



3 DU REVE A LA REALITE Septembre 2012 > Décembre 2012

Nous leur proposerons d’analyser l’ensemble des atouts et contraintes liés à l’environnement qu’ils connaissent et dans lequel ils vivent. Ils devront alors produire le projet et cahier des charges de leur cabane, incluant les contraintes d’un site proche de chez eux : le jardin partagé dans lequel nous implanterons la cabane.

Les notions étudiées lors de l’étape précédente seront adaptées plus concrètement au projet de cabane, dans lequel les contraintes de forme et de matériaux seront plus fortes. Nous aborderons alors des notions simples de mathématiques et de physique tel entre autres la stabilité et la descente de charge. Nous développerons cela avec des maquettes d’études et de modélisation et l’appui d’un logiciel 3D comme Sketchup, logiciel qu’ils ont déjà utilisé dans le club MEL.

Par la suite nous affinerons le projet en recherchant les matériaux adaptés à notre projet, que ce soit en termes de structure, bardage, finitions mais aussi en terme de production d’énergie.



La phase n°4 qui suit se situe au cœur du projet.

4 CONSTRUIRE Janvier 2013 > Mars 2013

Elle doit s’enchaîner rapidement pour maintenir la continuité du projet. Nous aurons préalablement travaillé avec les entreprises, pour développer cette cabane, les plans, le financement et l’appareillage. Nous souhaitons toutefois faire participer les enfants à l’élaboration du projet, en organisant une rencontre dans l’usine où sera pré-montée la cabane, afin qu’ils puissent comprendre le procès de fabrication. Les élèves pourront ainsi :

� Participer à la réalisation des plans � Etudier les plans d’architecture et plans de détails � Visiter l’atelier de fabrication

� Suivre la livraison et l’installation.



5 ETUDIER ET AMELIORER

Mars 2012 > Avril 2012

La cabane constituera alors un formidable laboratoire au sein duquel les élèves pourront étudier, proposer et analyser la production et consommation d’énergie. Ils pourront s’apercevoir que l’énergie que nous créons est limitée et peut être insuffisante pour permettre de vivre avec le confort que l’on connaît aujourd’hui. Nous pourrons ainsi développer le sens critique des élèves, définir ce qui fonctionne et ce que l’on pourra améliorer dans un futur proche, ou plus lointain, et penser ainsi aux technologies de demain.

La modernisation de la cabane sera régulièrement envisagée afin de remplacer certains modules par d’autres supports de technologies plus récentes et performantes. L’entretien de la cabane sera réalisé par les élèves au cours de leur scolarité. Voir détail du projet dans la fiction action jointe.

Année scolaire 2012-2013

Fiche action : Projet « Construction d’une cabane autonome »

Lien avec le projet d’établissement

Le projet s’inscrit dans l’axe n°1 du projet pluria nnuel :

1- PRIVILEGIER LA COLLEGIALITE

- Pour renforcer mobilisation et volonté d’investisse ment

- Pour éviter l’isolement qui constitue un frein à l’ évolution, à l’initiative et faciliter ainsi le changement

En effet le club MEL permet de rapprocher des élèves de la 6ème à la 3ème de manière périodique, en salle informatique et en sorties pédagogiques autour d’un projet. Ce club et son projet fédérateur renforce l’identité de l’établissement et leur sentiment d’appartenance des membres du club à la communauté éducative.

Ce projet est aussi en adéquation avec l’axe n°2 du projet d’établissement :

2- GERER UNE HETEROGENEITE PLUTOT CROISSANTE

- Pour réduire les effets des inégalités constatées à tous les niveaux (culturel, social, santé, connaissances, acquis méthodologiques) (cf. : volet ACCOMPAGNEMENT EDUCATIF du projet d’établissement)

- Pour développer les capacités, compétences et ambit ions de chacun (cf. : PDMF)

- Pour une orientation mieux maîtrisée, anticipée et plus positive (cf. : PDMF) En effet, les sorties proposées sont pour la plupart gratuites et organisées bénévolement par M. Philippe les mercredi après-midi en général pour permettre à tous les élèves d’accéder facilement à un savoir culturel. Le projet ne nécessite pas de pré-requis spécifiques ni de connaissance disciplinaire poussée, le niveau est adapté à tous les enfants qui souhaitent s’y investir.

Par ailleurs, les élèves sont amenés à rencontrer différents acteurs de la communauté scientifique (architectes, chercheurs/professeurs d’université, développeurs de logiciels, fournisseurs de matériel de haute technologie) ce qui leur permet de développer leur curiosité, leur ambition et d’éveiller peut-être certaines vocations. Les élèves mettent un pied dans le monde du travail et réfléchissent à leur orientation à venir, notamment lors de leurs rencontres avec des architectes, au cours de leur visite d’une usine de fabrication, …

D’une manière générale, une certaine évolution du comportement des membres du club est opérée : ceux-ci s’intègrent alors mieux dans l’établissement, ils perçoivent mieux les enjeux de la scolarité et s’insèrent plus facilement socialement et professionnellement. Une appétence scolaire et une curiosité sont développées pour des élèves plus ouverts sur le monde et acquérant des comportements citoyens responsables.

- Enfin ce projet permet aussi de remplir certains objectifs de l’axe n°3 du projet d’établissement :

3- RENFORCER L’ATTRACTIVITE DE L ’ETABLISSEMENT …

… pour lutter contre celle d’établissements voisins de prestige (1ers cycles de cités scolaires, privés).

Ce projet porté par ce club dynamique est une réelle source d’attractivité tant il permet de proposer des alternatives culturelles et scientifiques de qualité pour des élèves motivés terminant leur scolarité à l’école primaire.

Action conduite par :

M. Philippe,

professeur de mathématiques et référent Développement Durable

Personnels impliqués :

− Mme Turini, professeur de SVT.

− Autres professeurs associés (physique-chimie, technologie, arts-plastiques).

Partenaires extérieurs :

− CAUE de Paris (conseil, architecture, urbanisme, environnement, Paris)

− AMH architect (6 rue Jules Chaplain 75006 Paris) − Mairie du XVème arrondissement de Paris

− Lycée général du bâtiment et des travaux publics ou Lycée De Vinci (partenariat non

validé à ce jour)

− Entreprise de construction (démarche en cours en partenariat avec M. Mevel).

Elèves concernées (niveaux, classes, nombre) : Tous les niveaux (6ème

à 3ème

)

Contexte scientifique du projet :

Ce projet tend à familiariser les élèves avec l'utilisation de logiciels d'architecture. Il leur permet de suivre l'évolution d'un projet de construction depuis la réalisation d'esquisses jusqu'à la conception et l'exploitation de l'objet. Il favorise les rencontres avec des scientifiques (architecte, chef de travaux, biologiste). Les élèves développent une démarche d'ouverture, de créativité (réalisation d'expériences) et sont sensibilisés au développement durable.

Contexte scientifique du projet :

Quels sont les besoins en énergie et les caractéristiques techniques d'un espace restreint implanté en milieu naturel permettant d'étudier et de comprendre l'environnement familier.

Résumé du projet :

Les enfants réalisent des dessins de cabane. Avec l'aide d'un architecte, ils améliorent leurs esquisses pour obtenir une cabane autonome en énergie. Ils utilisent un logiciel d'architecture pour la visualiser en 3D ainsi que ses plans. Le projet est présenté en mairie (XVème arrondissement de Paris) lors de la journée du développement durable. Les élèves suivent ensuite l'évolution de la pré-fabrication de la cabane, en usine ou dans un Lycée professionnel. Une maquette de la cabane peut-être réalisée par des élèves de terminale de la section STI2D. Une fois implantée dans un jardin partagé, elle devient le support d'expériences scientifiques, concernant notamment le développement durable (étude la qualité de l'air, traitement des eaux de pluie, fabrication de compost et papier recyclé, étude du climat, ...). Des enfants d'autres établissements peuvent alors rencontrer les élèves du projet cabane et utiliser aussi les fonctionnalités de la cabane. Elle est ensuite entretenue par les élèves qui développent leur esprit d'initiative et de créativité pour moderniser la cabane en remplaçant par exemple certains modules par d'autres supports technologiques plus récents et performants.

Objectifs :

Objectifs généraux :

− Fédérer un groupe d’élèves autour d’un projet

− Développer des échanges avec des intervenants extérieurs et du domaine des sciences

− Développer l’autonomie et l’esprit d’initiative sur des sujets relatifs au développement

− Familiariser un groupe d’élève à l’utilisation d’un logiciel spécifique et scientifique

− Permettre la participation du groupe à l’élaboration d’un projet de construction

− Permettre le suivi des étapes de réalisation d’un objet

− Constituer un lieu de réalisation de prélèvements et d’expérimentations scientifiques

− Expérimenter sur des sujets concernant l’environnement et le développement durable,

élaborer des protocoles.

− Transmettre le savoir acquis à d’autres élèves

− Entretenir, moderniser, améliorer un projet et une construction dans le temps.

Objectifs spécifiques :

− Permettre la rencontre d’un groupe d’élèves avec un architecte, des ouvriers d’une

usine de construction, des adjoints et chargés de mission en mairie.

− Réaliser un projet de construction d’une cabane (depuis la phase de réalisation de

dessins, jusqu’à la construction, utilisation et modernisation)

− Effectuer des prélèvements et expériences à caractère scientifique dans la cabane

− installée dans un jardin partagé de la mairie du XVème arrondissement de Paris.

− Se familiariser avec le logiciel d’architecture sketchup.

Descriptif du dispositif ou projet

(modalités d’organisation, calendrier, horaires, activités envisagées …) :

Actions envisagées :

− Réalisation d’une cabane en lien avec les esquisses des élèves et tenant compte d’un cahier des

charges précis défini en collaboration avec un architecte.

− Suivi de la construction de la cabane ; déplacement dans l’usine où seront pré-fabriqués certains

éléments.

− Etude des plans de la cabane sous le logiciel sketchup.

− Réalisation d’une maquette virtuelle de la cabane en collaboration avec des élèves de terminale

de section STI2D.

− Montage de la cabane

− Transport de la cabane dans un jardin partagé du XVème arrondissement de Paris.

− Expérimentations, utilisation des instruments technologiques implantés dans la cabane et

prélèvements à réaliser dans et autour de la cabane.

− Réalisation de manipulations en petit groupe :

1. Fabrication de papier recyclé

2. Filtration naturelle des eaux usées

3. Fabrication d’un four solaire

4. Fabrication de lessive écologique

5. Fabrication de produits d’entretien écologiques

6. Fabrication d’une éolienne

− Présentation de la cabane à d’autres publics.

− Entretien et modernisation de la cabane.

Phasage détaillé dans le livret.

Mars 2012 : début du projet, réalisation de dessins de cabane, premiers contacts avec le

CAEU, le cabinet d’architecture AMH et la mairie du XVème arrondissement. Interventions de M.

Mevel au collège (à trois reprises les vendredi 16, 23 et 30 mars). Réalisation d’un livret présentant le

projet. Exposition du club MEL et présentation du projet ‘’cabane’’ au collège Claude Debussy

(invitation pour les parents des élèves le jeudi 29 mars).

Avril 2012 : présentation d’une exposition autour du projet sur le parvis de la mairie du

XVème arrondissement pour la semaine du développement durable (mercredi 4 avril). Choix d’un

modèle de cabane à réaliser, élaboration du cahier des charges de la cabane.

Mai-Juin-Septembre 2012 : Recherche de financement, démarchage de fournisseurs.

Etude des plans de la cabane sous le logiciel sketchup.

Juin 2012 / année 2012-2013 : suivi de la pré-construction de certains éléments de la

cabane en usine. Montage des différents éléments. Transport de la cabane au collège puis dans un

jardin partagé du XVème arrondissement. Réalisation d’expériences scientifiques. Entretien et

amélioration de la cabane. Présentation de la cabane à d’autres publics.

Effets attendus :

1) Sensibilisation à certains métiers scientifiques (architecte, ingénieur en

construction).

2) Eveil à l’écologie et au développement durable.

3) Intérêt pour l’usage des TICE (logiciel d’architecture).

4) Autonomisation dans la démarche expérimentale.

Moyens nécessaires :

1) Un professeur référent (M. Philippe)

2) Un architecte associé au projet (M. Mevel)

3) Un espace cabane tourné vers l’écologie :

Budget en cours d'élaboration : entre 5000 et 8000 euros,

comprenant : panneaux isolants, complexe mur-bois, bacs à eau,

éolienne, panneaux solaires, vitres, toiture, porte, table, filtre

pollution, station météorologique, girouette, baromètre,

thermomètre, pluviomètre, sismographe, pompe à eau, filtres,

turbine, ...

4) Du matériel expérimental

5) Des aides financières pour le transport des élèves allant visiter la

cabane dans l’usine de pré-fabrication.

6) Des moyens pour transporter la cabane (après montage, dans les

différents sites qui pourront l’accueillir) :

7) Des moyens pour l’entretien et la modernisation de la cabane.

8) Achat de plantes à déposer autour de la cabane, dans le jardin

partagé.


Documents

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