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Introduction

Cette étude de cas vient s’intercaler entre les études starters et le mini-projet. Elle consiste en l’étude des systèmes d’archéologie sous-marine, depuis les plongeurs autonomes ou scaphandriers jusqu’aux sonars. Tous ces systèmes répondent à une même fonction de service : obtenir une image d’un objet sous-marin.

Différentes technologies sont étudiées : les engins sous-marins robotisés téléguidés (ROV : Remotely Operated Vehicle), les systèmes acoustiques ou sonars (monofaisceaux ou multifaisceaux), les sous-marins de poche, les engins robotisés autonomes (AUV : Autonomous Underwater Vehicles, ou autres).

L’intérêt final de cette étude sera de comparer l’ensemble de ces solutions.

Objectifs

• Répertorier toutes les solutions technologiques existantes ou ayant existé permettant le contrôle et la sauvegarde des fonds marins.
• Comparer toutes ces solutions (avantages et inconvénients).
• Analyser les types d’images obtenues.
• Analyser les modalités de sauvegarde des données obtenues.

Prérequis

• Utiliser des outils de recherche de type Internet.
• Utiliser des outils de création de diaporama.
• Utiliser des outils de traitement d’images.

Organisation

Séance 1 : Après avoir visionné la bande-annonce du film et les extraits sélectionnés, réaliser une carte mentale afin de lister les solutions possibles pour la récupération des données sous-marines.

Écrire une chronologie des techniques de vision sous-marine.

Séance 2 : Travail par groupes sur chaque solution évoquée en suivant un questionnaire fourni. Recherche d’éléments techniques en vue de réaliser un diaporama de présentation.

Séance 3 : Réaliser un diaporama.

Séance 4 : Présentation des résultats.

Séance 5 : Analyse critique des solutions sur la carte mentale.

Durée

Séance 1 : Carte mentale des solutions technologiques : 30 min

Séance 2 : Recherche et analyse des solutions technologiques : 1 h 30

Séance 3 : Réalisation d’un diaporama : 1 h

Séance 4 : Présentation orale des résultats : 45 min

Séance 5 : Synthèse, analyse critique des différentes solutions : 45 min

Séance 1 : Carte mentale des solutions technologiques

Durée

30 min

Objectifs

• Faire réagir les élèves sur une problématique donnée.
• Faire une analyse critique du besoin « réaliser une immense cartographie sous-marine ».
• Mettre en avant la méthode du brainstorming.

Problématique

Quelles solutions ont été ou sont utilisées en archéologie sous-marine ?

Type d'activités

Diffusion des ressources vidéo sélectionnées.

L’enseignant ouvre une nouvelle carte mentale qu’il va compléter au fur et à mesure des réactions des élèves.

L’enseignant est donc animateur de la séance et ce sont les élèves qui doivent énumérer les différentes technologies utilisées.

Modalités d'organisation

Activité de classe entière : tous les élèves participent à l’élaboration d’une carte mentale globale pour répondre à la problématique énoncée.

Matériels

• un PC + un vidéoprojecteur avec un logiciel de carte mentale ;
• logiciels de production de carte mentale.

Ressources

Trailer of the film: “D-Day's sunken secrets” Underwater archaeology and landing craft wrecks Operation D-Day: The landing barges cartographic expedition Operation D-Day mapping expedition Shipwreck A tank wreck

Séance 2 : Recherche et analyse des solutions technologiques

Durée

1 h 30

Objectifs

Optimiser les recherches internet pour répondre à un questionnaire ciblé sur une solution technologique :

• groupe 1 : scaphandriers, plongeurs autonomes ;
• groupe 2 : engin robotisé ROV ;
• groupe 3 : sonar (monofaisceau ou multifaisceau) ;
• groupe 4 : sous-marin de poche ;
• groupe 5 : drone sous-marin AUV.

Problématique

• Comment récupérer des informations techniques sur Internet ou dans un dossier ressources pour répondre à des questions ciblées ?
• Comprendre et analyser une documentation technique en anglais.

Type d'activités

Les élèves travaillent par équipes sur une solution technologique donnée.

Ils doivent suivre un questionnaire fourni abordant les points suivants :

• principe général de fonctionnement ;
• manipulation (commande système) ;
• vitesse de travail ;
• visibilité ;
• résultats obtenus (qualité, images 3D ou 2D, traitement d’images…) ;
• profondeur maximale pour le système ;
• topographie des fonds marins ;
• influence des courants ;
• coût du système.

Modalités d'organisation

Travail par équipes de deux ou trois élèves.

Matériels

PC avec accès internet

Ressources

Remotely operated underwater vehicles Mini-submarines The acoustics imaging systems Discovery of a LCT wreckage by a diver Discovery of a tank wreckage by a ROV Discovery of the wreck of LST 523 by a mini-submarine Specification sheet of the Aquarius mini-submarine Specification sheet of the DeepWorker mini-submarine Specification sheet of the R2Sonic multibeam sonar Specification sheet of the EdgeTech 4600 bathymetric and side scan sonar Comparative sheet of the sonars manufactured by EdgeTech Specification sheet of the SeaBotix LBV300-5 ROV Specification sheet of the Remus 100 ROV Examples of sonar images of various wrecks English-French technical dictionary DeepWorker mini-submarine Veterans in the mini sub Aquarius Divers Launching the mini-sub Aquarius Launching the mini sub Aquarius (continuation and end). Recovery of the Aquarius mini-sub Mini-sub Aquarius diving Mini-sub DeepWorker diving Mni-sub Aquarius exploring a wreck A diver discovers a tank wreck Gantry crane Weighted underwater cameras Mini-subs on the deck of the support ship 3D image of the LST 523 taken by the multi-beam sonar (overview) 3D image of the LST 523 (cross-section) 3D image of the LST 523 taken by the multi-beam sonar (detail) ROV on a barge 3D image of a barge taken by the multi-beam sonar 3D image of a barge taken by a side-scan sonar The underwater research systems The acoustics imaging systems

Séance 3 : Réalisation d’un diaporama

Durée

1 h

Objectifs

• Réaliser un diaporama.
• Synthétiser les informations essentielles en vue d’une présentation orale.
• Préparer une présentation orale.

Problématique

Comment retranscrire les informations essentielles dans un diaporama ?

Type d'activités

Les élèves travaillent par équipes sur une solution technologique donnée.

Modalités d'organisation

Travail par équipe de deux ou trois élèves.

Matériels

• PC avec accès internet ;
• logiciels de création d’un diaporama.

Ressources

Specification sheet of the Aquarius mini-submarine Specification sheet of the DeepWorker mini-submarine Specification sheet of the R2Sonic multibeam sonar Specification sheet of the EdgeTech 4600 bathymetric and side scan sonar Comparative sheet of the sonars manufactured by EdgeTech Specification sheet of the SeaBotix LBV300-5 ROV Specification sheet of the Remus 100 ROV Examples of sonar images of various wrecks English-French technical dictionary DeepWorker mini-submarine Veterans in the mini sub Aquarius Divers Launching the mini-sub Aquarius Launching the mini sub Aquarius (continuation and end). Recovery of the Aquarius mini-sub Mini-sub Aquarius diving Mini-sub DeepWorker diving Mni-sub Aquarius exploring a wreck A diver discovers a tank wreck Gantry crane Weighted underwater cameras Mini-subs on the deck of the support ship 3D image of the LST 523 taken by the multi-beam sonar (overview) 3D image of the LST 523 (cross-section) 3D image of the LST 523 taken by the multi-beam sonar (detail) ROV on a barge 3D image of a barge taken by the multi-beam sonar 3D image of a barge taken by a side-scan sonar The underwater research systems The acoustics imaging systems

Séance 4 : Présentation orale des résultats

Durée

45 min

Objectifs

Effectuer une présentation orale, communiquer oralement en public.

Problématique

Comment optimiser une présentation orale sur un sujet donné ?

Type d'activités

Les élèves travaillent par équipes sur une solution technologique donnée.

Modalités d'organisation

Travail par équipe de deux ou trois élèves.

Matériels

• PC et vidéoprojecteur ;
• logiciels de création d’un diaporama.

Séance 5 : Synthèse, analyse critique des différentes solutions

Durée

45 min

Problématique

Comment choisir une solution technique pour répondre à un besoin d’imagerie sous-marine ?

Type d'activités

Tous les élèves participent aux analyses de comparaison des solutions. L’enseignant complète simultanément la carte mentale élaborée en séance 1. Les résultats de recherche doivent être joints à la carte mentale pour obtenir un document complet.

Un point spécifique concerne les types d’images obtenues. Concernant les images 3D, un complément est apporté sur les possibilités de traitement : utilisation d’un logiciel de reconstruction et génération de fichiers STL.

Modalités d'organisation

En classe entière.

Matériels

• PC et vidéoprojecteur ;
• logiciels de création de carte mentale ;
• logiciels possibles de CAO : SolidWorks, FreeCad, SolidEdge, TopSolid.