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Acquérir des données expérimentales avec une tablette tactile

Depuis une vingtaine d’année, les fournisseurs du monde de l’enseignement ont développé des interfaces nomades destinées à l’Expérimentation Assistée par Ordinateur (ExAO). Leurs modèles apparus au cours de la dernière décennie possédaient déjà bien des caractéristiques de la tablette tactile.

L’arrivée des tablettes et des smartphones, puis des outils connectés, offre de nouvelles perspectives, notamment en raison de leur large diffusion et de leur coût. Certains fournisseurs ont rapidement pris le virage de ces nouveaux outils en développant de nouvelles interfaces et applications permettant la connexion de leurs capteurs avec les tablettes grand public.
L’objet de cet article est de présenter les possibilités offertes par différents capteurs grand public apparus ces derniers mois dans les domaines de la santé et de l’environnement.

Objectif
La tablette numérique, grâce à ses capteurs intégrés, ou associée à des capteurs connectés avec ou sans fil, permet de prendre des mesures, d’acquérir et de traiter des données. Elle devient un outil idéal pour la mise en oeuvre d’une ExAO simple, mobile, particulièrement bien adaptée dans le cadre d’une sortie.
Outils utilisés
Ces derniers mois, différents capteurs connectés aux tablettes sont apparus sur le marché grand public. Ils permettent avec une grande simplicité de mesurer la température et la masse corporelle, la fréquence cardiaque, le taux de glycémie, la température et l’humidité ambiantes.
Certains de ces capteurs se connectent à la tablette au moyen d’un câble, d’autres fonctionnent par une connexion sans fil (Bluetooth). Tous nécessitent le téléchargement, généralement gratuit, d’une application dédiée.
Pour exemple, l’application vitadock permet l’acquisition des données issues des capteurs vendus par la société Medicana : température (photo ci-dessous), glycémie, masse corporelle, pression artérielle.
Capteur de température
Mesure de glycémie
L’utilisation de capteurs de luminosité, de son ou de température intégrés à la tablette permet de mesurer les données de l’environnement. Elle nécessite le téléchargement d’applications dédiées, parfois gratuites (exemple ci-dessous : Luxmeter), souvent payantes.
Application Luxmeter
Contraintes matérielles
La tablette offre un environnement désormais familier à un grand nombre d’élèves. Elle est d’un usage simple et permet une mise en oeuvre rapide et intuitive des outils :

  • Les capteurs se connectent très facilement à la tablette, avec ou sans fil, et sont donc immédiatement utilisables par les élèves.
  • Le coût de ces capteurs grand public est comparable à celui des capteurs proposés par les fournisseurs habituels de l’enseignement (entre 50 et 100 euros pour un thermomètre +/- hygromètre, 60 euros pour un cardiofréquencemètre, 80 euros pour un oxymètre de pouls, 75 euros pour un tensiomètre).
  • Il y a encore quelques mois, la plupart de ces capteurs n’étaient disponibles que pour iPad et iPhone. Progressivement des versions fonctionnant avec les tablettes Android apparaissent sur le marché.



Ces outils n’étant pas destinés à l’enseignement, ils montrent un certain nombre de limites :

  • Ils nécessitent chacun leur application : l’élève doit alors choisir parmi de multiples icônes, parfois naviguer d’une application à une autre s’il change de capteur.
  • En outre, il n’est pas possible de faire fonctionner plusieurs capteurs en même temps (à l’exception des capteurs mixtes température/humidité).
  • Autre inconvénient, le traitement des données permis par ces applications est souvent très limité : si certaines proposent des graphiques qui peuvent être enregistrés et exportés, d’autres se limitent à l’affichage simple des mesures en temps réel. Si la précision des mesures semble convenir pour un usage en collège, elle apparaît insuffisante pour le lycée.
Détails de la réalisation
La tablette numérique est simple d’utilisation : elle permet à l’élève de mettre en oeuvre facilement un capteur et de prendre rapidement une mesure, dès la première utilisation.

Mesure de la température et de l’humidité ambiante avec une sonde iCelsius et un iPad
(en arrière plan une console VTT).
Les données s’affichent immédiatement dès l’ouverture de l’application : simple et fonctionnelle.
Application iCelsius {JPEG}
Les mesures obtenues peuvent être enregistrées, exportées vers une application de traitement de texte pour réaliser un compte rendu, ou exportées par email.
Le capteur Glucodock permet aux diabétiques de mesurer leur glycémie. Il peut être habilement détourné de cet usage pour mesurer le taux de glucose lors d’expériences de digestion.
Mesure du taux de glucose {JPEG}
Bilan et plus-values
L’arrivée progressive des tablettes numériques dans les établissements, parallèlement au développement des outils de mesure connectés, permet enfin d’envisager une pratique plus large et plus aisée de l’ExAO, notamment en collège.

  • Désormais, l’équipement ExAO peut se concentrer sur le seul achat des capteurs associés à des interfaces connectées à bas coût.
  • Par ailleurs, les outils de mesure grand public présentés dans cet article ne semblent pas être les mieux adaptés aux usages scolaires. S’ils peuvent constituer une réponse ponctuelle à un un défaut d’équipement, il faudra privilégier les solutions nouvelles offertes par les fournisseurs habituels.
  • L’apparition des outils de mesure grand public témoigne de la démocratisation des outils d’acquisition et du traitement de données.
  • L’enjeu semble désormais d’apprendre aux élèves l’usage des données qu’ils collectent avec leurs outils connectés.

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