L'objet de cette communication est de proposer un retour d'expérience sur l'un des premiers MOOC dans le domaine de la mécanique proposé sur la plateforme FUN. Nous en présenterons les principales caractéristiques et reviendrons sur les difficultés de la genèse et de la construction de ce MOOC. Une analyse de la première mise en ligne de ce MOOC (janvier - avril 2015) sera également proposée.    Conformément à la demande exprimé par les reviewers, nous tenterons (avec le peu d'expérience que nous avons) de donner lors de la présentation orale quelques conseils à suivre pour monter et animer un MOOC

Boucard, Pierre-Alain

Chamoin, Ludovic

Guidault, Pierre-Alain

Louf, François

Mella, Pierre

Rey, Valentine

National audienceThe purpose of this paper is to provide a feedback on one of the first MOOC in the field of Mechanics proposed on the FUN platform. We present its main character- istics and return to the difficulties of the genesis and the construction of the MOOC. An analysis of its implementation realized during the first quarter of 2015 will also be presented.L’objet de cette communication est de proposer un retour d’expérience sur l’un des premiers MOOC dans le domaine de la mécanique proposé sur la plateforme FUN. Nous en présenterons les principales caractéristiques et reviendrons sur les difficultés de la genèse et de la construction de ce MOOC. Une analyse de la première mise en ligne de ce MOOC (janvier - avril 2015) sera également proposée

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Retour d’expérience sur le MOOC pratique du dimensionnement en mécanique.

I-Revues

22ème Congrès Français de Mécanique Lyon, 24 au 28 Août 2015
Retour d’expérience sur le MOOC
Pratique du Dimensionnement en
Mécanique
P.A. BOUCARD, L. CHAMOIN, P.A. GUIDAULT, F. LOUF,
P. MELLA, V. REY
Département de Génie Mécanique
Ecole Normale Supérieure de Cachan, Université Paris-Saclay
61 Avenue du Président Wilson 94 230 CACHAN,
Résumé :
L’objet de cette communication est de proposer un retour d’expérience sur l’un des
premiers MOOC dans le domaine de la mécanique proposé sur la plateforme FUN.
Nous en présenterons les principales caractéristiques et reviendrons sur les difficultés
de la genèse et de la construction de ce MOOC. Une analyse de la première mise en
ligne de ce MOOC (janvier - avril 2015) sera également proposée.
Abstract:
The purpose of this paper is to provide a feedback on one of the first MOOC in
the field of Mechanics proposed on the FUN platform. We present its main character-
istics and return to the difficulties of the genesis and the construction of the MOOC.
An analysis of its implementation realized during the first quarter of 2015 will also be
presented.
Mots clefs : MOOC, pédagogie numérique, dimensionnement,
mécanique
1 Introduction
Les structures mécaniques qui nous entourent (automobile, avion, ponts...), se dé-
forment sous l’effet de chargements extérieurs. Le rôle du concepteur est de faire en
sorte que ces déformations ne nuisent pas au bon fonctionnement des structures. Pour
cela, il dispose de différents outils de dimensionnement :
• la théorie des poutres permet, dans le cas où les solides possèdent des géométries
élancées, d’obtenir rapidement des dimensions adaptées aux différents critères du
cahier des charges ;
22ème Congrès Français de Mécanique Lyon, 24 au 28 Août 2015
• les méthodes énergétiques qui permettent de résoudre efficacement par une ap-
proche globale des problèmes plus complexes et permettent en particulier de
prendre en compte un environnement surcontraint (problèmes hyperstatiques) ;
• la simulation numérique, via la méthode des éléments finis, qui permet de fournir
une solution approchée au problème de mécanique — dans un contexte plus
général que celui des poutres — et donc de finaliser le dimensionnement.
L’objectif pédagogique de ce MOOC est de présenter et de mettre en œuvre les dif-
férents outils de dimensionnement en calcul de structures. L’originalité est de mettre
en évidence les atouts de ces outils, tout comme leurs limites, au travers d’un même
support qui constitue un fil conducteur.
2 Positionnement pédagogique
Dans les formations de niveau L1/L2 liées à la mécanique, et plus généralement aux
sciences pour l’ingénieur, la pratique du dimensionnement est classiquement enseignée
au travers d’un cours assez standard de Résistance des Matériaux (méthode simplifiée
qui restreint son champ d’application à des solides de type « poutre »), puis de façon
assez décorrélée, au travers d’un cours sur la méthode des éléments finis qui permet de
traiter des problèmes généraux. Il manque très souvent un lien entre cette théorie des
poutres et la méthode des éléments finis. Un des objectifs de ce MOOC est de mettre
en évidence la suite logique, les limites et avantages de chaque outil en proposant à
l’apprenant de maîtriser et de prendre du recul sur ces méthodes. Le public visé est
donc un public en formation initiale dont le niveau peut varier du L2 au M1.
Notons de plus que, de par les filières de recrutement de certaines écoles d’ingénieur
et universités, de nombreux étudiants n’ont aucune connaissance en dimensionnement
de structures, et ce cours est souvent abordé pour la première fois au niveau L3 : il
est donc important de commencer par les bases de ces méthodes. Les prérequis pour
suivre ce MOOC sont donc très limités (modélisation des liaisons, bilan des actions
mécaniques agissant sur un solide, principe fondamental de la statique) et sont clas-
siquement abordés au niveau L1.
En contexte industriel, dans la majorité des grands groupes, les procédures de di-
mensionnement sont réalisées par des bureaux d’études de calculs spécialisés : le con-
cept de pré-dimensionnement et les outils associés (théorie des poutres, modèles élé-
ments finis simples) sont trop peu utilisés lors de la phase de conception alors qu’ils per-
mettraient souvent d’éviter des allers-retours coûteux entre les techniciens/ingénieurs
chargés de la conception et ceux chargés des simulations de dimensionnement. Le
MOOC propose de montrer sur un exemple suffisamment riche que ces outils sont per-
formants et suffisamment simples pour être utilisés en phase de conception. Le public
visé est donc aussi constitué du tissu des ces techniciens/ingénieurs dans le cadre de la
formation continue.
22ème Congrès Français de Mécanique Lyon, 24 au 28 Août 2015
3 Modalités du MOOC
Ce cours est structuré selon une séquence de 14 semaines (15h de cours), divisée
en 4 sections successives et hébergé sur la plateforme FUN [1] :
• Résistance des matériaux
• Théorèmes énergétiques
• Simulation par éléments finis
• Aspects expérimentaux
Un ensemble de formats complémentaires est utilisé : cours vidéo, résumés de cours
et exercices corrigés grâce aux quizz, supports pdf... L’évaluation est réalisée par sec-
tion sous la forme d’un devoir et est complétée par la notation des exercices disséminés
au long de la séquence. Pour chaque chapitre, 2 à 3 exercices (présentés sous forme de
QCM) sont proposés, le premier étant toujours destiné à évaluer la connaissance et la
compréhension du cours.
À l’issue de ce cours, un apprenant sera capable de modéliser, poser et résoudre un
problème de dimensionnement par la théorie des poutres ; il sera également capable de
mettre en œuvre le calcul d’une solution approchée par éléments finis et sera conscient
des points importants qui conditionnent la qualité de cette solution. Un aspect majeur
est d’amener des compétences à la fois scientifiques et opérationnelles.
Une originalité est l’utilisation d’un support réel durant tout le déroulement du
MOOC. Il permet de comparer les différentes approches, de montrer leurs forces et
limites, de mener de nombreux exercices illustrant le cours tout en les motivant par le
souhait de respecter un cahier des charges (lien avec le milieu industriel, proximité de
"l’application").
Le support retenu est un capteur de puissance destiné à évaluer les performances de
cyclistes de haut niveau. Ce capteur est placé au sein du pédalier et permet d’accéder
d’une part à la vitesse de rotation de celui-ci, et d’autre part au couple exercé par le
cycliste. Cette mesure de couple est réalisée à partir de la mesure des déformations
internes au pédalier mais la géométrie de celui-ci doit permettre à la fois :
• de conduire à des déformations suffisamment importantes qui pourront être mesu-
rées avec une sensibilité correcte ;
• de conduire à des déformations raisonnables sans quoi la structure pourrait rompre
sous les sollicitations.
Du fait de sa géométrie (voir figure 1), ce support permet à la fois d’utiliser des outils
de pré-dimensionnement et des outils de dimensionnement fins et constitue donc un
excellent exemple d’illustration des différentes techniques proposées.
22ème Congrès Français de Mécanique Lyon, 24 au 28 Août 2015
Figure 1: Vue du capteur de puissance dans son environnement de test
3 Evaluation du projet, discussion
Un des premiers critères d’évaluation du projet est le nombre d’inscrits au MOOC.
De par son aspect disciplinaire, il vise un public plus restreint que d’autres MOOCs
plus généralistes. A partir de quelques centaines d’inscrits, on pourra donc considérer
que ce MOOC aura su attirer un public significatif. Ce nombre d’inscriptions sera car-
actéristique de l’intérêt porté au domaine du dimensionnement en mécanique.
Le nombre d’apprenants suivant le cours jusqu’au bout— preuve de l’intérêt suscité
par le cours — est un deuxième critère d’évaluation. Celui-ci est à prendre avec parci-
monie compte-tenu des chiffres actuels sur le pourcentage d’apprenants qui poursuivent
un MOOC jusqu’à l’examen final [2], [3].
Concernant la qualité pédagogique du projet, le taux de réussite à l’examen final,
mais aussi les résultats aux QCM et aux exercices, seront autant de facteurs permettant
de qualifier la réussite du projet. Ils permettront aussi d’identifier des difficultés ou des
points faibles du MOOC qui seront à améliorer dans une seconde version.
Un dernier critère est l’activité des forums. Il s’agit d’un lieu d’échanges et de
retours sur le cours et son contenu. Les apprenants y posent leur questions et évoquent
les difficultés rencontrées. L’analyse de cette activité permettra d’évaluer l’intérêt des
apprenants pour le cours, sa pertinence, la réponse aux objectifs initiaux...
D’autres questions seront abordées comme celles de la bascule vers un enseigne-
ment à distance de type MOOC pour la mécanique, les problématiques de certification
ou de non certification, les difficultés pour que l’apprenant appréhende les aspects pra-
tiques et technologiques ou encore les impacts potentiels de ce type d’enseignement sur
22ème Congrès Français de Mécanique Lyon, 24 au 28 Août 2015
le métier d’enseignant/enseignant chercheur.
Nous tenterons de répondre à la question de savoir si les MOOCs dans leur forme
actuelle représentent une révolution technologique et/ou pédagogique [4].
Remerciements
Nous tenons à remercier pour son support l’Université Paris-Saclay (programme
d’investissements d’avenir, ANR) dans le cadre de l’appel à projet IDEX 2014 "For-
mer avec le numérique dans l’Université Paris-Saclay", ainsi que toutes les équipes de
l’ENS Cachan qui ont contribué à la réalisation de ce MOOC et en particulier Agnès
Vignes et Bruno Crespin membres de la Direction des Systèmes d’Information - TIC et
Multimédia - pour le temps consacré au tournage et au montage des vidéos, ainsi que
Nelly Violette pour son aide sur la plateforme FUN.
Références
[1] France Université Numérique, http://fr.wikipedia.org/wiki/France_
Université_Numérique
[2] Cisel, M., « MOOC : ce que les taux d’abandon signifient », 2013. http:
//blog.educpros.fr/matthieu-cisel/2013/06/01/
[3] Daniel, J., « Making Sense of MOOCs: Musings in a Maze of Myth, Paradox
and Possibility », Journal of Interactive Media in Education, (3):18, 2012. http://
jime.open.ac.uk/2012/18.
[4] Boullier, D., « MOOC : en attendant l’innovation », Distances et médiations des
savoirs, (6), 2014. http://dms.revues.org/685


Retour d'expérience sur le MOOC pratique du dimensionnement en mécanique

http://documents.irevues.inist.fr/bitstream/2042/56967/1/65407.pdf

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