POCL WAVE'OCLE

Création d'un POCL sur le thème de la fréquentation des piscines

Difficulté

Technical Technique

Durée

2,5 day(s) jour(s)

Disciplines scientifiques

Arduino, Informatique, Mécanique

POCL, Frequentation piscine, Ondes, Vagues, Papiers, Boite noire, Temps réel, ESP32, Servomoteur, LEDS, Soudure, Design, Impression 3D POCL_WAVE_OLLE_DSC_0181.JPG

Introduction

40% de poésie

30% d’anticipation sur sa check list

20% de remou

10% de chlore dans les yeux

Wave’Ocle est un POCL permettant de visualiser un jeu de données (datas) fournies par l’API publique de Bordeaux Métropole, exprimant le taux de fréquentation dans les piscines en temps réel.

Pour cela, nous avons choisi de matérialiser l’univers des piscines par l’usage d’une fine feuille de calque, qui mise en mouvement, permet d’exprimer le remous des vagues, caractéristique des bassins fortement fréquentés. Cet objet, destiné à être installé dans l’espace public, à l’entrée des piscines, permet aux usagers de visualiser leur taux de fréquentation et ainsi d’anticiper leur visite.

En se référant à la vitesse du mouvement ascendant et descendant de la vague, actionné par trois servomoteurs décalés, il est possible de visualiser le niveau de saturation : plus le taux d’entrées dans les piscines est proche de 100 %, plus le POCL s’anime et s’accélère. Ce pourcentage est calculé par une carte de développement nommée ESP32 qui récupère en temps réel les données de la ville de Bordeaux. Elle peut ainsi ajuster le comportement mécanique des servomoteurs pour obtenir un effet de vague plus réaliste.

Nous avons également fait des choix esthétiques en ce sens, permettant d’évoquer la fluidité et la réflexion de l’eau. Le design de motif de vague et de carrelage bleu renforce la référence à l’esthétique des piscines. L’intégration d’un Jewel à 7 LEDs bleu, plus ou moins intense selon la fréquentation, permet d’obtenir des jeux de miroitement avec le papier semi-transparent en mouvement. Ce type de papier, gravé d’ondulation, nous permet de figurer la vague et d'évoquer le roulis de l’eau. Tous ces choix attestent d’un principe de légèreté visuelle comme matérielle, dévoilant les mécanismes techniques et leur fonctionnement.

Tout cela fait du “Wave’Ocle” un objet connecté ouvert et poétique mettant en évidence la coexistence subtile entre design et technologie, au service de la vulgarisation de données complexes.

• Matériel et outils
• Expériences pré-requises

ESP32

L'ESP32 est un microcontrôleur basse consomation qui possède le WIFI et le bluetooth.

ESP32

Servomoteur

Un servomoteur (couramment appelé "servo" du latin "servus" signifiant "esclave") est un moteur capable de maintenir une opposition à un effort statique et dont la position est vérifiée en continu et corrigée en fonction de la mesure.

Servomoteur

Led RGB

Del à 4 broches +5V(ou GND) /R/V/B permettant d'afficher toutes sortes de couleurs

Led RGB

Papier

Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est considéré comme un matériau de base dans les domaines de l’écriture, du dessin, de l’impression, de l’emballage et de la peinture. Il est également utilisé dans la fabrication de composants divers, comme les filtres. L’histoire du papier remonte à l’Antiquité. Le papier porteur d’un message le plus ancien connu à ce jour date de l’an 8 av. J.-C. et a été trouvé en Chine.

Papier

Imprimante 3D

L'impression 3D ou impression tridimensionnelle est l’appellation « grand public » des procédés de fabrication de pièces en volume par ajout ou agglomération de matière.

Imprimante 3D

Fil d'étain (pour soudure électronique)

Le fil à souder : le métal d'apport en continu.

Fil à souder

La soudure nécessite l'emploi d'une électrode et parfois d'un métal d'apport. Selon le type de soudure, on utilise une électrode soudure, du fil à souder ou des baguettes à souder.

Fil d'étain (pour soudure électronique)

Découpe vinyle

Un découpe vinyle est une machine, contrôlée par ordinateur, qui découpe différentes formes et lettres dans de fines feuilles plastifiées autocollantes (les vinyles), selon une image vectorielle du résultat attendu.

Découpe vinyle

Utiliser l'ESP32 avec le logiciel Arduino

Étape 1 - Brainstorming

Étape 2 - Recherche et analyse des données

Étape 3 - Conception et prototypage du POCL

Étape 4 - Récupération des pièces et codage

Étape 5 - Impression 3D et découpe Vinyle

Étape 6 - Branchement des pièces sur l'ESP32

Étape 7 - Finalisation

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Notre POCL Wave’Ocle prend la forme d’un objet inspiré de l’univers aquatique. Son socle rappelle le sol d’un espace aquatique public, tandis que l’élément principal représente l’eau : un papier calque sur lequel des motifs de vagues sont visibles.

Mis en mouvement par trois servomoteurs situés en dessous, ce papier se soulève et redescend de manière ascendante et descendante en continu, ce qui crée un mouvement ondulatoire évoquant le roulement naturel d’une vague.

Au centre, une LED bleue s’illumine avec une intensité variable selon la fréquentation des piscines : plus il y a de monde, plus la lumière devient forte, comme une eau plus profonde et animée.

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

Plusieurs cas peuvent faire rater l'expérence :

• Pas d’accès à Internet : sans connexion, l’ESP32 ne peut pas récupérer les données des piscines et la vague ne reflète plus la fréquentation en temps réel.

• Une luminosité ambiante trop forte : si l’objet est placé dans un environnement très lumineux, la LED bleue risque d’être moins visible et l’effet d’éclairage du papier calque peut disparaître.

• Un câble débranché (servomoteurs, alimentation, etc) : un simple faux contact peut empêcher l’un des éléments de fonctionner correctement.

Explications

Lorsque des personnes entrent ou quittent la piscine Galin, en fonction de la capacité maximale, cela modifie la vitesse de l’effet de vague/onde sur notre POCL. Plus le nombre de personnes présentes dans la piscine s’approche de la capacité maximale, plus le mouvement de vague sera rapide et l’intensité de la lumière sera forte .

Applications : dans la vie de tous les jours

Wave’Ocle permet aux usagers de savoir en un coup d’œil si la piscine est très fréquentée ou non. Il aide ainsi à organiser sa visite pour éviter la foule et mieux gérer son temps. Installé à l’entrée, il rend cette information accessible à tous, sans besoin d’écran ou d’application.

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

Pour construire cet objet chez soi, on commence par préparer le matériel. Il faut une carte ESP32, qui servira de cerveau connecté ; trois servomoteurs, qui généreront le mouvement de la vague ; une LED pour la lumière ; une résistance pour protéger la LED ; quelques fils électriques ; du papier calque pour réaliser la vague ; et enfin un support, qui peut être imprimé en 3D ou fabriqué en carton épais. L’ensemble reste simple et accessible même pour quelqu’un qui n’a jamais construit un objet connecté.

La première étape consiste à découper dans du papier calque une forme de vague. Cette petite pièce légère sera fixée sur les bras des trois servos, de manière à ce qu’ils la fassent onduler ensemble. On place ensuite ces servomoteurs sous le socle, alignés mais légèrement décalés, afin de créer un mouvement fluide et naturel. La LED peut être placée devant ou sous la vague, de façon à illuminer le papier lorsque l’objet est allumé.

Une fois les éléments mécaniques installés, il faut passer au raccordement électrique. Chaque servomoteur possède trois fils : un fil d’alimentation rouge en 5 volts, un fil de masse noir ou marron à connecter au GND, et un fil de signal, généralement jaune ou orange, qui permet à l’ESP32 de contrôler sa position et sa vitesse. Les trois servomoteurs partagent le même 5 volts et le même GND, mais chacun possède son propre fil de signal. On peut brancher ces signaux sur les broches GPIO 13, 12 et 14 de l’ESP32. Cela permet au microcontrôleur d’envoyer des signaux différents à chaque servo pour orchestrer leur mouvement.

La LED se branche elle aussi très simplement. Sa patte longue représente le positif ; elle doit passer par une résistance de 220 ohms avant d’être connectée à une broche GPIO de l’ESP32, par exemple la broche 27. La patte courte, qui représente le négatif, doit être reliée au GND de l’ESP32. Si l’on utilise une LED RGB (multicolore), il suffit de connecter chaque couleur sur une broche différentes via une résistance, et de relier toutes les masses ensemble. Qu’il s’agisse des servomoteurs ou de la LED, l’idée la plus importante est que toutes les masses, c’est-à-dire tous les GND, soient reliées ensemble. C’est ce qui garantit que tout le montage fonctionne de manière stable.

Après le montage physique, on passe à la programmation. L’ESP32 doit d’abord être configuré pour se connecter au Wi-Fi. Une fois en ligne, il peut interroger une API publique qui fournit en temps réel la fréquentation de la piscine. Ces données, généralement un pourcentage ou un nombre de personnes, sont ensuite converties en deux informations : la vitesse qui sera donnée aux servomoteurs, et l’intensité de la LED. Ainsi, plus le chiffre est élevé, plus les servos oscillent rapidement, ce qui donne vie à une vague agitée ; et plus la LED brille. À l’inverse, une faible fréquentation donne une vague lente et une lumière tamisée.

Sources et ressources

DataHub Métropole de Bordeaux : https://datahub.bordeaux-metropole.fr/explore/dataset/bor_frequentation_piscine_tr/information/

Dernière modification 12/12/2025 par user:Ykadri.

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