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Des appareils de travaux pratiques 100% camerounais

Des candidats au concours de science expérimentale mettent au point leurs prototypes ©Paul Woafo

Un mois pour finaliser la construction, un coût de produit fini limité à 500 € : telles étaient les contraintes à respecter par les participants à la première édition du Challenge Physique Expérimentale Afrique organisé au Cameroun. Revue des quatre prototypes en lice, utiles dans les domaines variés.

Décédé en février dernier à Yaoundé suite à un incendie causé par une bougie, M. Chi, enseignant d’éducation physique d’une trentaine d’années, était une victime de plus du déficit d’énergie électrique que connaît le Cameroun. Un déficit qui affecte une dizaine de millions d’individus, selon une estimation faite en 2015 par l’Agence de régulation du secteur de l’électricité. Des experts, qui prêchent en faveur de l’énergie propre, soutiennent que même la construction des barrages, dans laquelle s’est lancé le Cameroun, n’apportera pas la solution escomptée au problème. Mais plutôt, pensent-ils, l’énergie qu’ils produisent est polluante, au-delà de l’impact environnemental négatif de ces ouvrages.

Il faut donc trouver des solutions moins polluantes et pérennes. L’une d’entre-elles pourrait venir de Hyacinthe Tchakounté, doctorant en physique à l’Université de Ngaoundéré, dans le nord du pays. En effet, dans le cadre du Challenge Physique Expérimentale Afrique, organisé par l'Association pour la Promotion Scientifique de l'Afrique (APSA), ce jeune Camerounais a réalisé un kit de contrôle et d’acquisition de données pour serveur solaire. Intéressant quand on connait le taux d’ensoleillement du pays.

Suivre le fonctionnement d'un panneau solaire

Hyacinthe Tchakounté, présente sommairement le dispositif et son fonctionnement : « Il est constitué de deux bras robotisés, commandés par un moteur alimenté lui-même par une batterie 12 volts. Le dispositif comprend également un écran à cristaux liquides qui affiche en permanence les données sur le rayonnement solaire, la température, le courant et la tension du panneau photovoltaïque auquel il est relié, la puissance du moteur… En plus de l’affichage, ces mêmes données sont enregistrées dans un fichier texte. On peut ensuite obtenir le tracé des courbes via un logiciel comme MATLAB. »

« Ce dispositif a le mérite de contribuer au rendement de captage de l’énergie solaire à un moment où les grands défis de l’heure sont énergétiques », indique Robert Tchintnga, de l’Université de Dschang et membre du jury. Rodrigue Tindjong, du Cardinal Newman College au Royaume-Uni et lui aussi juré, préfère dire du projet qu’il est : « un challenge relevé et une démonstration d'un bon savoir-faire. Mais il sera très peu utile en travaux pratiques dans nos lycées et collèges ».

Hyacinthe Tchakounté à côté de son dispositif ©Paul Woafo

Des dispositifs utiles pour l'enseignement

L'utilité pour l'enseignement de la physique est en effet l'un des critères évalués par le jury de ce concours où, dans la phase finale, trois autres réalisations rivalisent avec celle de Hyacinthe Tchakounté. Elles présentent des intérêts certains pour la recherche scientifique, l’éducation, ou encore l’industrie. Ulrich Simo et Raoul Thepi Siewe, de l’Université de Yaoundé I, proposent l’utilisation de microcontrôleurs pour la simulation des systèmes dynamiques oscillatoires et complexes. Un banc didactique d’essais appliqué à l’électricité d'une part, et une application permettant, entre autres, d’enregistrer les données pendant la course sportive, d'autre part, sont présentés par, respectivement, Kevin Kentsa Zana, enseignant au lycée d’Enseignement secondaire technique d’Ombe, près de Buea dans le Sud-Ouest, et Béranger Nynga Nini, étudiant en Master de Physique à l’Université de Ngaoundéré.

Le titre complet du projet d'Ulrich Simo et Raoul Thepi Siewe est « Générateur des signaux spéciaux à partir des équations des systèmes dynamiques non linéaires.» « Nous avons mis au point un générateur de signaux capable de générer à lui tout seul la quasi-totalité des signaux classés en électronique », explique le premier. Sur l’innovation de leur prototype, Raoul Thépi Siewe précise : « Alors que les modèles commerciaux rencontrés dans les laboratoires universitaires des quatre coins de la planète où nous avons eu la chance d’aller présentent des signaux sinusoïdaux, triangulaires et carrés, le nôtre offre en plus des impulsions et des trains d’impulsions utilisables en médecine. Des bursts qui sont des imitations de signaux neuroniques, des signaux chaotiques, etc. »

Une utilité pour la recherche

Déclarations en phase avec celles des membres du jury. « Il fait usage de la simulation par microcontrôleur des équations différentielles non linéaires pour produire des signaux spéciaux comme les impulsions de Dirac périodique ou les signaux pulsés », explique Rodrigue Tindjong. « Ces jeunes se sont lancés dans une aventure audacieuse. Ce prototype trouverait ses applications aussi bien dans les laboratoires d’enseignement que de recherche, et dans l’industrie. Robert Tchitnga renchérit : Ce projet va plus loin que les générateurs de signaux traditionnels. Il servira tant pour la recherche dans les simulations analogiques que dans l'enseignement des travaux pratiques ».

Ulrich Simo et Raoul Thepi Siewe règlent leur générateur de signaux électroniques ©Paul Woafo

Le choix sera donc compliqué pour les jurés, qui ne tarissent pas d’éloge non plus pour le compétiteur suivant, Kevin Kentsa Zana, et pour son banc didactique. « Ce projet sera très utile pour les travaux pratiques dans nos lycées et collèges et pourra permettre à un plus grand nombre d'apprenants de toucher du doigt les circuits électriques auxquels ils n'auraient autrement pas accès », affirme Rodrigue Tindjong. Un bon point pour Kevin Kentsa Zana, qui espérait faire bonne impression. « Il fallait montrer qu’en peu de temps et avec le minimum de matériel, on peut résoudre un problème d’équipement dans les établissements d’enseignement technique, qu’ils soient du secondaire ou du supérieur », précise-t-il.

Le banc didactique de Kevin Kentsa Zana est entièrement contenu dans une valise ©Paul Woafo

Le manque d'équipement des lycées et collèges

Il est vrai que l’un des problèmes majeurs de l’enseignement technique et général, et de la physique en particulier, est celui de l’accès aux équipements. Un point également soulevé par Bonaventure Nana, de l’Université de Bamenda et aussi membre du jury. Et là où ces équipements existent, ils sont en nombre insuffisant ou en délabrement. Plusieurs enfants passés par des lycées, collèges et instituts supérieurs n’ont pas eu la chance de découvrir le matériel didactique adéquat. Robert Tchitnga, pense même que ce dispositif, logé dans une sorte de mallette facile à transporter, n’a « rien à envier au matériel souvent importé à grands frais pour le même résultat pédagogique.». Il a même assuré qu’il est en mesure de reproduire une mallette en moins d’une semaine.

Comme lui, un autre projet « traite directement de l’objet didactique du concours à savoir, concevoir un kit d’enseignement de la physique», selon Robert Tchitnga : le PhysicistLab. Selon le porteur du projet, Béranger Nynga Nini, qui se fonde sur la réalisation d'un premier prototype, il faudrait à peu près 100 € (66 000 Fcfa) et 2 jours pour la réalisation de cet instrument de mesure multifonction. « Le PhysicistLab est constitué d’une part d’un module d’acquisition qui permet de prendre des informations sur l'état physique d'une personne et d’autre part d’une application Android qui récupère ces données, les traite, les affiche puis les sauvegarde. L’application récupère ces données via une liaison Bluetooth entre le smartphone et la carte d’acquisition », explique son concepteur. Il soutient que son prototype peut être utile dans le domaine sportif, notamment pour l’enregistrement de données telles que le rythme cardiaque pendant une course. Question de prévenir certains accidents pendant la pratique du sport.

Béranger Nynga Nini présente les composants de son "PhysicistLab" ©Paul Woafo

Dépasser l'étape des prototypes

Pour Rodrigue Tindjong, « bien qu'innovant, ce projet nécessite d'être raffiné, car la qualité des signaux générés semble sensible à l'échauffement des composants, regrette-t-il. Il en résulte par exemple des signaux pas exactement carrés. »

Mais si certains projets ne sont pas encore parfaits et prêts à dépasser le stade de prototype, ce concours est une opportunité pour se faire connaître dans le pays, voire au-delà, par des réalisations utile. C'est une manière également de promouvoir la science en Afrique, de montrer que les chercheurs camerounais ne cherchent pas sans trouver. De démontrer, aussi, que les physiciens ont compris la nécessité de se rendre utiles à la société en participant au développement par des solutions aux besoins quotidiens des populations.

Adrienne Engono

Entretien avec Paul Woafo, organisateur du Challenge

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