SPINEL : Utiliser son smartphone pour mieux comprendre la mécanique des fluides

Des micros-TP sans besoin spécifique de matériel pour faire face aux contraintes de mise en place de séances de travaux pratiques

« Les séances de travaux pratiques (TP) aident les élèves à mieux comprendre le cours de mécanique des fluides, qui est assez fondamental. Mais les installations nécessaires sont généralement coûteuses à installer et à entretenir », rapporte Tom Lacassagne, enseignant-chercheur en mécanique des fluides à IMT Nord Europe.  Et face à un groupe de plus de 300 élèves, la mise en place de séances de travaux pratiques est compliquée et coûteuse, même avec les installations nécessaires. 

Mais Tom Lacassagne et des collègues d’IMT Nord Europe, de l’INSA Lyon et de l’université de Lille ont trouvé un moyen plus simple de mettre en application les connaissances théoriques. Ils ont développé le dispositif SPINEL, pour Smartphone for Practical Imaging and New Educational Library. Il s’agit de micros-TP, facile à mettre en œuvre n’importe où et adaptée aux étudiantes et étudiants de niveau L3 (1e année du cycle ingénieur) à M2 (3e année du cycle ingénieur) qui suivent des cours d’introduction ou de perfectionnement en mécanique des fluides.

  « On voulait développer une séance de TP qui peut être fait à la maison peu de matériel et de moyen » (Tom Lacassagne)

Un smartphone, un robinet, une bouteille d’eau, voilà par exemple le matériel nécessaire. En effet, le smartphone est suffisant pour capturer l’écoulement d’un fluide et l’analyser grâce à un logiciel. «On souhaitait mettre en place un TP agile et adaptable, et qui ne nécessite pas l’encadrement par un enseignant », appuie Tom Lacassagne. Et cela permet aux élèves de pouvoir réaliser ces travaux d’un peu partout.

Le matériel mis à part, le travail des étudiantes et étudiants ressemble en tout point à ce qu’ils auraient fait dans une séance de travaux pratiques habituelle. Ils doivent mettre en place et réaliser une expérience, traiter les données acquises puis interpréter leurs résultats. 

Alors, depuis deux ans, le dispositif s’est imposé comme alternative pour ne pas priver les élèves des heures de mise en pratique des notions vues en cours. Ces heures sont essentielles, surtout dans une matière fondamentale comme la mécanique des fluides. « Nos TP permettent de visualiser un écoulement et pour aider à comprendre les équations derrière », note l’enseignant-chercheur. 

« C'est un bon complément au cours, SPINEL fait manipuler aux élèves des concepts de la physique des fluides » (Tom Lacassagne)

Préoccupée du ressenti des élèves face à SPINEL, l’équipe pédagogique a sondé les élèves pour comprendre leur ressenti et savoir si l’utilisation de leur téléphone dans un cadre scolaire leur pose problème. « Mais les retours sont positifs. Cela ne les dérange pas et au contraire le format plaît aux élèves », rapporte Tom Lacassagne. 

Ces appréciations encouragent l’enseignant-chercheur et ses collègues à poursuivre avec ce dispositif et l’intégrer dans les évaluations des élèves. Car pour l’instant, il ne s’agit que d’un bonus accordé aux étudiantes et étudiants qui s’en emparent. 

Autre projet, faire grandir la banque de TP accessible avec l’outil SPINEL, qui n’a que trois exercices différents pour l’heure. Mais Tom Lacassagne espère que cette bibliothèque grandira avec le temps et les nouveaux établissements - de l’IMT et d’ailleurs - qui s’empareront de l’outil.