Hackathon Open-Data 2026 - Petit Objet Connecté Ludique

> Les Petits Débrouillards Bordeaux

> DNMADE Design Innovation Sociale & Eco-conception Magendie, CESI , Master Design : Interaction, Innovation, Service Université Bordeaux Montaigne.
> Lou Vettier, designer
> Bordeaux Métropole, Service Animation, Gouvernance et Accélération des Usages Data
> Équipe recherche Forêt Expérimentale Floirac - ECODOC - FORLAND

Notre POCL sensibilise par le biais de la médiation scientifique, la relation entre les précipitations et la réhydratation d’un sol.

En mettant en relation le taux d'humidité et le niveau de précipitations, nous avons pu constater que après une longue période de sécheresse, la réhydratation d'un sol n'est pas immédiate avec la pluie.

Incarner le délai de réhydratation par un curseur représentant le niveau de pluie et un système de leds pour le taux d'humidité permet de conscientiser sur le fait que l'eau est une ressource précieuse et qu'il faut la préserver.

Ce POCL sert à faire de la médiation scientifique pour l’association les Petits Débrouillards et des musées à visée scientifique tels que Cap Sciences.

Ce dispositif est destiné aux familles fréquentant les musées scientifiques, afin de favoriser une découverte de sciences ludique, accessible et partagée entre petits et grands. Il est également destiné aux visiteurs de l'association les Petits Débrouillards.

• Stress hydrique issue de la forêt expérimentale, le taux d'humidité à 50 cm dans le sol; VWC_50cm ( Volumetric Water Content ), il y a 6 états.

• La météo issue également de la forêt expérimentale, le niveau de précipitations; rain_mm.

Grâce à une étude approfondie entre le 15 janvier et le 16 mars, nous avons pu constater le délai de réhydratation. Le 15 janvier, le sol était très sec, le 24 février il y a eu de fortes pluies. Le sol a seulement commencé a être hydraté le 9 mars soit 20 jours après, et il était complètement hydraté le 16 mars soit 27 jours après la première pluie.

Ce POCL est un dispositif ludique et interactif. Grâce à un bouton poussoir, il s’anime grâce aux données. Si on déconnecte le bouton du dispositif, on peut connecter le POCL aux données de la forêt imaginaire pour suivre l’hydratation du sol en temps réel.

Il se présente en deux parties, une à droite qui donne la quantité de précipitations et l'autre à gauche qui indique l'état d'hydratation du sol. La quantité de précipitation est illustré par un curseur automatisé qui monte et descend en fonction du bouton poussoir. L'état d'hydratation est représenté par des motifs et des leds qui s'allument en fonction de l'humidité du sol. On a représenté les six états de la terre par des motifs évolutifs, plus les craquelures sont regroupées plus le sol est sec et à l'inverse plus les craquelures disparaissent, plus le sol est humide.

Cet objet est à la verticale pour représenter la stratification de la terre.

Fonctionnement général : Lorsque le bouton poussoir est pressé, le curseur symbolisant la pluie s'anime et descend. Puis, grâce au programme, les leds symbolisant le niveau d'humidité dans le sol s'animent. L'objet est programmé pour se remettre à zéro dès que le sol est hydraté, du coup l'objet s'éteint et se réinitialise à zéro.

L'utilisation est donc très simple et utilisable à l'infini. Cet objet devient également un indicateur d'humidité du sol en temps réel, si on connecte le programme aux données de la forêt expérimentale.

Déroulé de la médiation :

1. Introduction :

L'animateur/trice présente rapidement le sujet et les enjeux.

2. Prise en main :

L'animateur/trice explique le fonctionnement de l'objet et laisse l'usager le manipuler pour le découvrir.

3. Exploration

Les participants/es appuient sur le bouton et interagissent avec le POCL, l'animateur est là pour aider, vérifier la compréhension et répondre aux éventuelles questions.

4. Conclusion

L'animateur échange avec les usagers sur la compréhension des données et répond aux éventuelles questions.

Notre POCL est constitué uniquement de papier concernant la structure, les boîtes sont constituées de papier bleu épais, afin de contenir les composants électroniques et le curseur. Les motifs sont évidés dans du papier calque à la trotec, pour plus de précision. La transparence du papier calque est très importante car il faut laisser passer la lumière des LED placées dessous. Ce papier calque est surélevé de la boite grâce à des bandes de papiers enroulées.

Matériaux :

• 2 feuilles de papier Canson bleu

• 1 feuille de papier calque A4

• 1 feuille de papier blanc A4

• 1 feuille de papier Canson bleu foncé

• 1 bande de 13 LED adressables

• 1 servo moteur

• 1 carte ESP32

• des câbles

• laser Trotec

Étapes de fabrications :

1. Découper le patron d'une boîte rectangle de 26 cm de hauteur, de 12 cm de largeur et 6 cm de profondeur dans le papier Canson bleu, ainsi que le patron d'une deuxième boîte de 26 cm de hauteur, de 4 cm de largeur et de 6 cm de profondeur dans la même feuille. Faire une ouverture de 23x2 cm sur la face de devant. Patron : fichier trotec ci-joint.

2. Prévoir une ouverture au cutter entre les deux boîtes pour accueillir le moteur communicant, ainsi que des ouvertures sur la face avant pour les câbles reliant les LEDs et le bouton à la carte ESP32, ainsi qu'une ouverture sur la face arrière pour faire passer l'alimentation.

3. Coder le programme grâce au fichier requis ci-joint et brancher les différents composants grâce au schéma de montage.

4. Placer les composants dans la grande boîte, faire passer les LED et le bouton par les ouvertures, puis fermer la boîte avec de la colle.

5. Coller la bande de LEDs sur la face avant avec de la colle.

6. Découper une bande de 23cm de longueur par 2 cm de langueur dans le papier Canson bleu foncé. Découper une bande de papier blanc de 25 cm de longueur par 2 cm de largueur.

7. Assembler ces deux bandes proprement avec du scotch transparent, qui formera un anneau de papier.

8. Pour mettre en place le curseur, connecter le servo moteur à un cylindre de 4 cm de longueur qui sera placer en bas de la petite boîte. Et placer en collant un deuxième cylindre en haut de la boîte tout en mettant en tension la bande de papier entre les deux cylindres.

9. Coller et fermer la petite boîte.

10. Connecter le moteur aux fils et coller les deux boîtes ensemble.

11. Découper à l'aide d'une laser Trotec, les motifs dans le papier calque de 24x10 cm grâce au fichier ai ci-joint.

12. Préparer 4 bandes de papier de 26x2cm dans le papier Canson bleu afin de préparer les supports pour surélever le papier calque de la boîte.

13. Enrouler les bandes sur elles mêmes avec de la colle pour produire quelque chose de solide.

14. Coller les bandes enroulées aux 4 coins de la grande boîte à la verticale puis coller le calque dessus.

15. Brancher la carte ESD32 à l'alimentation.

16. Mettre l'objet à la verticale et tester son fonctionnement.

Coût total estimé = environ 30€

Liste de composants :

• ESP32 Microcontrôleur : cerveau du montage, USB 5V

• Bande de 13 LED adressables : affichent l'humidité du sol, 5V

• Servo Moteur : déplace le curseur selon la quantité de pluie, 5V

• Bouton poussoir : ajoute 5 mm de pluie à chaque clic, aucune alimentation contact vers GND.

L'ESP32, alimenté par USB pilote une bande de 113 LED, un servo et un bouton. Le 5V alimente la bande et le servo, et tous les GND sont reliés ensemble. La bande LED reçoit ses données sur DIN, branchée au GPIO 13. Le servo reçoit son signal sur le GPIO 26. Le bouton est branché entre le GPIO 14 et le GND, et utilise la résistance interne PULL_UP.

Le code MicroPython (main.py) ajoute 5 mm de pluie à chaque clic, jusqu'à 60 mm. La valeur monte progressivement à +15 mm/s. Le servo suit la quantité de pluie, et les LED montrent l'humidité du sol, calculée avec un seuil et un coefficient.

Il faut écrire :

1. Brancher l'ESP32 en USB et ouvrir BIPES sur dblocdata dans Chrome ou Edge.

2. Connecter la carte en série, puis envoyer le code dans main.py et appuyer sur EN.

3. Vérifier : les LEDs s'allument, le servo bouge, et chaque clic sur le bouton ajoute 5 mm.

Ce POCL a été conçu par Fanirimalala Iarivola et Parthasarathy Patmanabhan étudiant-es en master design à l'Université Bordeaux Montaigne, ainsi que Lorenzo Canet de Kerdour et Ramy Derbal étudiants au CESI de Bordeaux et Elise Molines, Joséphine Macabet, Sylvain Mazure et Eva Sanchez étudiant-es en DNMADE Objet Bordeaux Magendie, dans le cadre du workshop "Hackathon".