Développement d'un laboratoire virtuel dans le cadre du cours de Mécanique Rationnelle enseigné aux étudiants de 1er cycle en sciences de l'Ingénieur

Nous proposons dans cette communication de présenter une action d'aide à la réussite que nous avons mise en place dans le cadre du cours de Mécanique Rationnelle enseigné aux étudiants de 1er cycle en sciences de l'Ingénieur. Le cours de Mécanique Rationnelle traite de la statique, de la cinématique et de la dynamique des systèmes mécaniques communément appelés mécanismes ou encore systèmes multicorps. Un système mécanique est un ensemble de solides, que l'on peut raisonnablement considérer comme indéformables, ayant l'un par rapport à l'autre un mouvement relatif imposé par des liaisons dites cinématiques.

L'une des compétences que les étudiants doivent acquérir au terme de cet enseignement est d'être capable de prédire, sur base d'une représentation schématique, le mouvement dans l'espace des solides qui constituent le mécanisme. L'utilisation de boîtiers de vote électronique lors des séances d'exercices nous a permis de mettre en évidence que les étudiants se fient d'avantage à leur « physique intuitive », acquise durant les études secondaires, qu'au formalisme développé dans le cadre du cours théorique. Cela a pour conséquence que l'étudiant s'appuie bien souvent sur une représentation mentale erronée du mécanisme conduisant à des difficultés pour résoudre certains exercices d'application.

Sensibilisé à cette problématique, le service de Mécanique Rationnelle, Dynamique et Vibrations, en charge de cet enseignement, collabore avec la cellule de pédagogie universitaire QAP-Polytech au développement d'un Laboratoire Virtuel (LV) dont le but est de proposer aux étudiants des animations interactives des mécanismes qui sont abordés dans le cadre de ce cours. Ce LV se présente sous la forme d'un site WEB dynamique1 à partir duquel l'utilisateur peut visualiser les animations des mécanismes, modifier certains de leurs paramètres géométriques et se déplacer virtuellement dans la scène. Pour être directement visualisées depuis un navigateur Internet, les animations ont été écrites en langage VRML (Virtual Reality Modeling Language ). En pratique, chaque mécanisme est simulé à l'aide de la bibliothèque de simulation EasyDyn, développée par le service de Mécanique Rationnelle, Dynamique et Vibrations2, et se présente sous la forme d'une application C++ qui génère le fichier d'animation VRML. Pour chaque système, la valeur de certains paramètres géométriques peut être directement modifiée via un formulaire HTML dont les données sont envoyées par CGI (Common Gateway Interface) à l'application C++ qui simule le mécanisme et qui actualise le fichier d'animation VRML.