Projet sur 6 séances de 4h (1 mois), idéal pour spécialité SIN/STI2D ou enseignement de la robotique/systèmes embarqués.
Objectif : comprendre, modéliser, simuler et documenter la gestion d’un système spatial complexe à partir du rover Perseverance (navigation, autonomie, prise de données, gestion réseau).


Séance 1 (4h) – Prise en main, analyse et modélisation du Rover Perseverance

Objectifs

  • Découvrir les systèmes constitutifs du rover Perseverance (locomotion, énergie, transmission, capteurs, commande).

  • Comprendre la structure et les fonctions d’un système spatial complexe.

Consignes

  • Étudiez la documentation et/ou vidéos du rover Perseverance : repérez les organes principaux (motrice, bras robotisé, caméras, antennes, batterie…).

  • Produisez un schéma-bloc annoté du système global : interconnexion des modules de mission (locomotion, collecte d’échantillons, analyse, transmission…).

  • Identifiez les enjeux spécifiques : autonomie, robustesse, gestion énergétique, communication longue distance, fiabilité en environnement extrême.

  • Listez les objectifs d’un projet de simulation ou modélisation en classe.

Travail à rendre

  • Schéma-bloc complet du Rover Perseverance.

  • Liste des fonctions principales, défis techniques et axes d’application pédagogique.

  • Mini-synthèse sur la notion de système spatial complexe.

Séance 2 (4h) – Cahier des charges et architecture système

Objectifs

  • Définir les missions à simuler/réaliser et les modules à modéliser.

  • Concevoir l’architecture matérielle/logique du projet.

Consignes

  • Rédigez un cahier des charges : navigation autonome, collecte et analyse d’échantillons, prise d’images, transmission de données.

  • Déterminez les modules à simuler : pilotage moteur, acquisition capteurs, décision intelligente, gestion énergie, communication.

  • Réalisez un schéma-bloc ou diagramme de l’architecture système spatiale modélisée (selon les outils utilisés : simulation Python/Arduino/Blockly).

  • Préparez le planning et la répartition des rôles (hardware, logiciel, simulation, doc).

Travail à rendre

  • Cahier des charges définitif.

  • Schéma-bloc de l’architecture système à simuler.

  • Planning des étapes et répartition des équipes/tâches.

Séance 3 (4h) – Mise en place de la simulation matérielle/logicielle

Objectifs

  • Installer et configurer les modules de simulation matérielle/logique.

  • Modéliser le système (robot éducatif, simulateur moteur/capteurs, logiciel de supervision).

Consignes

  • Préparez l’environnement de simulation (plateau, robot éducatif, scripts Python/Blockly/Arduino…).

  • Configurez les modules de simulation : navigation, acquisition d’images, télécommande, retour capteur.

  • Lancer des essais simples (parcours, prise d’image, simulation de mesure).

  • Documentez chaque étape (schémas, photos, scripts).

Travail à rendre

  • Fiche d’intervention (installation, configuration).

  • Rapport des essais (scénario, résultats, obstacles vus).

  • Documentation du système simulé.

Séance 4 (4h) – Programmation avancée et scénarios de mission

Objectifs

  • Programmer les missions autonomes (navigation intelligente, collecte, analyse, transmission…).

  • Tester et valider les enchainements et la robustesse des automatismes.

Consignes

  • Développez des scénarios : déplacement sur trajet complexe, prise de photo ou acquisition d’une donnée, transmission réseau, gestion incident (obstacle, panne…).

  • Programmez la boucle d’autonomie (réaction à évènement, gestion énergie, optimisation du trajet).

  • Documentez le code et les choix d’algorithmie, gardez traces vidéo/photo/test.

  • Analysez la performance et la robustesse sur plusieurs essais.

Travail à rendre

  • Scripts/algorithmes annotés.

  • Tableau de scénario : test, résultats, difficultés.

  • Rapport d’optimisation et d’évolutions proposées.

Séance 5 (4h) – Supervision réseau, collecte et sécurité

Objectifs

  • Mettre en place la supervision via réseau local : monitoring des missions, collecte de données, sécurité.

  • Simuler la transmission de données (local/réseau, gestion des logs).

Consignes

  • Configurez la supervision réseau : interface web, dashboard, accès distant pour visualiser les missions et logs de données.

  • Simulez la transmission des informations : résultat de missions, état du rover, retour capteur, images…

  • Testez et documentez la collecte/stockage de données : organisation des logs missions, gestion sécurité des accès/utilisation.

  • Analysez le système vu du réseau : vulnérabilités, propositions d’amélioration.

Travail à rendre

  • Fiche de méthode pour la connexion/supervision réseau.

  • Tableaux et graphes issus de la collecte de données.

  • Rapport sur la sécurité et la fiabilité du système connecté.

Séance 6 (4h) – Validation, présentation et valorisation

Objectifs

  • Vérifier la robustesse et le réalisme de la modélisation/simulation.

  • Valoriser et présenter le projet : dossier technique, restitution orale/visuelle, ouverture technologique.

Consignes

  • Testez en conditions « mission » : enchaînement automatique, incidents simulés, performance, gestion de données.

  • Finalisez la documentation technique (schémas, dossiers, scripts, bilan sécurité, guide utilisateur).

  • Préparez la présentation : diaporama, vidéo, démonstration, synthèse, ouverture (autres robots, adaptations spatiales, industrie 4.0, IA…).

  • Proposez des pistes d’évolution et de valorisation pédagogique.

Travail à rendre

  • Dossier projet final (docs, schémas, scripts, rapport, guide)

  • Grille de validation mission complète.

  • Présentation orale/visuelle devant la classe/groupe.

Conseils pour toutes les séances

  • Travaillez toujours en équipe, archivez chaque étape, utilisez documentation et supports visuels.

  • Pensez à valoriser la multi-disciplinarité : robotique, réseau, sécurité, autonomie, science, technique, communication.

  • Ouvrez à des suites : simulation IA, gestion d’un essaim de rovers, intégration IOT, collaboration inter-rovers…