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• Introduction

L'Expérimentation Assistée par Ordinateur (ExAO) ne diffère pas fondamentalement de l'expérimentation telle qu'elle était menée classiquement avec divers instruments de mesures et appareils de laboratoire mais l'incorporation de l'ordinateur dans une chaîne de mesure apporte de nombreux avantages. L'acquisition des données peut être automatisée, les résultats des mesures peuvent être sauvegardés aisément et traités par divers outils logiciels. De plus, la présentation des résultats sous forme graphique est considérablement simplifiée ce qui en facilite l'analyse et l'exploitation pédagogique. Enfin, compte tenu des possibilités de communication entre logiciels différents fonctionnant sur une même interface utilisateur comme WINDOWS, les données peuvent être facilement exportées vers un tableur, un traitement de texte ou un logiciel de présentation multimédia.

• Architecture générale

La figure ci-dessous montre les composants de base communs à tous les systèmes d'ExAO :
 

 
Les différentes expériences qui peuvent être menées dépendent des transducteurs, c'est à dire des capteurs ou instruments de mesure, dont on dispose. A côté des capteurs  associés aux systèmes d'ExAO proposés dans le commerce, il faut noter que la plupart des appareils de laboratoire comme les pHmètres, les spectrophotomètres et autres dispositifs souvent utilisés dans le passé avec des enregistreurs graphiques peuvent être facilement interfacés avec un système d'acquisition assisté par ordinateur. Beaucoup de modèles sont également munis d'une sortie RS 232 permettant de transmettre leurs données directement à un ordinateur. Toutefois, il est alors nécessaire de disposer d'un logiciel spécifique à l'instrument utilisé. En outre, des dispositifs de mesure peuvent être aisément montés localement pour un faible coût en utilisant des composants du commerce voire des kits pourvu que l'on sache se servir d'un fer à souder. Dans les établissements scolaires, des compétences dans ce domaine existent, notamment dans les laboratoires de physique. Elles peuvent être mises à profit, en particulier dans le cadre des nouveaux travaux personnels encadrés (TPE) institués au lycée.
Si une demande existe dans ce domaine, l'ouverture de pages dédiées à ce problème est envisageable à condition que la demande atteigne une "masse critique". Faites connaître votre intérêt éventuel par mél De nombreuses expérimentations peuvent être menées compte tenu de la diversité des capteurs disponibles. Le tableau ci-dessous indique les domaines d'étude pour lesquels des démarches expérimentales utilisant l'ExAO ont été proposées.
 

Biologie végétale		Biologie animale		Biochimie		Ecologie, environnement
Photosynthèse Production d’oxygène Réaction de Hill Spectres d’absorption Spectres d’action Fluorescence Transport de protons		Respiration Respiration animale Respiration humaine Spirométrie Adaptation respiratoire à l’effort Respiration cellulaire		Enzymologie Mesure d’activités enzymatiques Cinétique enzymatique Métabolisme cellulaire		Nappes  phréatiques Etude de maquettes
Respiration Respiration végétale Respiration d'organes isolés Respiration cellulaire Respiration mitochondriale		Physiologie nerveuse et musculaire Electrophysiologie animale (nerf, chaîne nerveuse, ganglion, muscle) Electrophysiologie humaine (réflexe myotatique, motricité volontaire, mouvements oculaires) Neurochimie (ganglion d’invertébré, synapse neuromusculaire)		Dosages biochimiques Dosages colorimétriques Suivi de réactions		Pollutions Pollutions de l’air Effet de serre (maquettes) Pollutions des eaux Pollution des sols (maquettes)
Divers Absorption racinaire Production racinaire (ions)  Transpiration foliaire Germination Croissance Fructification Mouvements		Physiologie  cardiovasculaire Electrocardiographie Pression artérielle Adaptation cardiovasculaire à l’effort		Spectres d’absorption Hémoglobines Cytochromes Coenzymes		Eaux DBO DCO Composition chimique
Microbiologie Fermentations Suivi de populations Métabolisme		Divers Action d’une hormone Mouvements Communication sonore Bioluminescence		Divers Lecture et quantification d’électrophorèses Suivi de réactions immunologiques		Radiométrie Principes de la radiométrie à partir de maquettes

Des exemples pratiques d'utilisation de l'ExAO sont présentés à la rubrique applications.

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Accès à la page des applications

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• Les interfaces pédagogiques

Les fabricants de matériel proposent divers types d'interfaces adaptées à l'enseignement mais ayant des performances différentes. Il existe des interfaces de paillasse et des interfaces portables, les premières ayant en général de meilleures performances que les secondes. Ces dernières ont cependant l'avantage de pouvoir être utilisées pour acquérir des données sur le terrain même sans ordinateur.

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Voir une description des interfaces du commerce

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