Une introduction au monde de l'automation

Le domaine de l'Automation, comme beaucoup de spécialisations de l'ingénierie, est caractérisé par un déséquilibre significatif entre les genres, en partie dû à des raisons historiques. Pour évaluer l'ampleur de ce déséquilibre, nous avons rassemblé des données statistiques aux niveaux international et national. Pour la Suisse, les données du Secrétariat d'État à l'éducation, à la recherche et à l'innovation (SEFRI) indiquent qu'un déséquilibre entre les genres dans les domaines STEM (Sciences, Technologie, Ingénierie et Mathématiques) est déjà présent à l'école secondaire, où moins d'un quart des étudiantes choisissent une étude L'atelier se compose de deux parties principales : une série de vidéos présentant le concept de contrôle à travers des exemples concrets, suivie d'exercices de programmation visuelle pour enseigner les aspects fondamentaux du contrôle. 
orientée vers les STEM. Cette observation suggère qu'il existe un biais fondamental dans la façon dont le domaine de l'ingénierie est perçu par la société.

Qu'est-ce qu'un atelier GIC?

Notre stratégie d'Egalité des Chances a été conçue pour remédier à ce préjugé et encourager les jeunes femmes talentueuses à rejoindre le domaine de l'ingénierie, en particulier l'automation. À cette fin, une série d'ateliers "Girls in Control" a été planifiée en Suisse avec deux objectifs principaux. Le premier était de présenter le domaine de l'automation à la jeune génération dans une perspective non genrée, ainsi que de démontrer comment les mathématiques peuvent être utilisées dans des applications du monde réel pour résoudre des problèmes et contribuer à des améliorations sociétales. Le second objectif était de libérer le domaine des préjugés sexistes, avant tout en montrant des modèles de travail où hommes et femmes travaillent ensemble vers un objectif commun.

Les ateliers "Girls in Control" sont parrainés par la Fondation IFAC et a été conçu par Margret Bauer et Steffi Knorn, deux professeures de contrôle en Allemagne. 

Le souhait est d'offrir à la nouvelle génération la possibilité d'un environnement d'étude et de travail ouvert, tolérant et créatif.

L'atelier se compose de deux parties principales : une série de vidéos présentant le concept de contrôle à travers des exemples concrets, suivie d'exercices de programmation visuelle avec le logiciel Scratch pour enseigner les aspects fondamentaux du contrôle. 

Des chercheurs du PRN Automation rencontrent des élèves de 12 ans

Le premier atelier a été accueilli par la classe de 6ème année de Madame Seibert à l'école Obersiggenthal, en Argovie, le 20 Août 2021. La classe composée de 20 élèves (9 garçons et 11 filles) a participé à l'atelier animé par Genia Escher et Michael Schneeberger, tous les deux ingénieurs et chercheurs dans le domaine de l'automation à la FHNW.

Les élèves étaient équipés de tablettes et ont travaillé en binôme pendant la session de programmation. L'enseignante a organisé la logistique et préparé les élèves en amont pour l'atelier.

L'atelier a débuté par la présentation de Genia et de Michael, qui ont donné des détails sur leur parcours scolaire en Suisse, présentant ainsi différentes voies permettant de devenir ingénieur.

Genia et Michael ont ensuite présenté le domaine de l'automation et son omniprésence dans notre vie quotidienne, en commençant par les systèmes d'énergie, le transport, la médecine, la numérisation, les applications de fabrication et quelques nouvelles applications passionnantes comme une machine d'impression 3D. Les domaines d'application ont été choisis pour être attrayants pour les filles et les garçons.

Genia et Michael ont ensuite présenté le concept de l'automation à l'aide de vidéos montrant des exemples simples de boucles de contrôle: pour contrôler la température de l'eau dans une douche, ou pour jouer au loup. Dans le cas de ce dernier, un problème de suivi de trajectoire où à la fois la détection (vision, actionnement (course)) et le contrôleur (cerveau) jouent un rôle dans la réalisation de l'objectif d'attraper un ami. Le concept de dérivation a été démontré dans le jeu du loup où, au lieu de suivre ponctuellement la position de la cible (l'ami qui court), l'élève pourrait essayer de regarder la direction et d'anticiper le mouvement de son ami.

Après la vidéo, les étudiants ont travaillé en binôme pour mettre en œuvre un petit programme animé avec le logiciel Scratch dans lequel un chat suit, c'est-à-dire piste, une balle en mouvement en utilisant un concept de contrôle proportionnel. Michael et Genia ont aidé les élèves pendant la phase de programmation. Les élèves ont montré différents degrés d'engagement, beaucoup ont créé un programme complexe, ont implémenté des variables et ont joué avec des fonctionnalités supplémentaires.

Enfin, l'atelier s'est terminé par quelques exemples supplémentaires d'applications de l'automation dans le monde réel.

Au vue des commentaires recueillis par l'enseignante, l'atelier a été bien accueilli et apprécié par la plupart des enfants qui, poussés par leur curiosité naturelle, étaient intéressés par le lien entre les concepts mathématiques et les applications dans la vie quotidienne. Le sujet a été globalement perçu comme accessible quelque soit le genre des élèves, et plus de la moitié des enfants ont déclaré avoir appris quelque chose. Le principal inconvénient mentionné par les élèves était la lenteur de la connexion Internet. Avant tout, nous espérons avoir offert une petite fenêtre sur le monde de l'automation afin d'inspirer les garçons et les filles qui aiment les mathématiques à rejoindre la prochaine génération d'ingénieurs en automation.

Quelle est la prochaine étape?

Sur la base des réactions et des résultats récoltés, nous considérons ce premier atelier comme un succès qui, grâce aux retours de l'enseignante, à son expertise didactique et à son expérience, nous a fourni des indications précieuses sur la manière d'améliorer les prochains ateliers. L'un d'entre eux serait de changer le nom de l'atelier pour "Kids in Control" pour le rendre plus inclusif.

Nous allons maintenant mettre en œuvre ces suggestions et contacter d'autres écoles pour organiser la suite de cette série. N'hésitez pas à nous contacter si vous souhaitez participer à ces ateliers, que ce soit en tant que chercheur ou en tant qu'enseignant.e.