Questions to the experts

Si je comprends bien :
1°) vous souhaitez que vos élèves puissent travailler sur un système d'engrenages
2°) vous préféreriez qu'ils puissent les fabriquer eux-mêmes.

Tout cela est possible : avec un matériel modulaire bien conçu et adapté au CP (Légo, Celda, gros engrenages divers...) les roues dentées prennent place d'elles-mêmes sur des supports dont les écartements sont adaptés et l'assemblage de l'ensemble est assez facile. Il reste à déterminer l'intérêt pédagogique et didactique de l'activité et les apprentissages envisagés.

J'y vois plusieurs pistes :

• Une imprégnation à la notion de proportionnalité : dans un engrenage de deux roues de diamètres différents, si la roue menante tourne plus, la roue menée tourne plus aussi. Au CP l'enfant a déjà remarqué que plus il marche longtemps plus il va loin, et la proportionnalité est une constante de nombre de ses activités quotidiennes. Un comptage du nombre de tours permettra de la mettre en évidence. L'inversion des deux roues et le même comptage indiqueront très globalement l'influence des diamètres sur cette modification. Il ne semble pas utile de compter les dents à ce niveau ;
• Un vécu d'une situation de transmission de mouvement, qui est un problème permanent dans les constructions animées. Depuis que l'Homme a domestiqué diverses formes d'énergie pour le remplacer dans les travaux pénibles, il met en œuvre des solutions variées à ce problème, mais qui relèvent finalement de quelques principes simples, permettant les changements de lieu, de direction, de vitesse et même de type de mouvements. Vous pouvez enrichir la production en mettant de la distance entre la roue menante et la roue menée et en les changeant de plans. Il faudra alors utiliser une chaîne (pour relier des pignons), une courroie (pour relier des poulies) ou des pignons d'angle ; vous pourrez ainsi donner à vos élèves l'occasion d'explorer l'espace et de s'en bâtir une représentation tridimensionnelle, ainsi que de percevoir l'utilité du mesurage (cas des poulies).
• Vous devriez assez facilement, après appel aux parents, pouvoir récupérer quelques mécanismes « légers et lisibles », comme des éléments de batteurs électriques, un couvercle d'essoreuse à salade, un tire-bouchon à crémaillère (à bras), une crémone (poignée de fenêtre) et divers autres objets qui commenceront à constituer le compendium de Technologie de votre classe. Certains de ces objets opèrent, comme vos engrenages, une transmission de mouvement. D'autres assurent une transformation de mouvement (rotation en translation rectiligne ou vice-versa).
• Je ne saurais trop souligner l'intérêt d'un projet global, avec un but pragmatique, simple et lisible par des enfants de CP : une construction à leur mesure, mettant en œuvre des matériaux et des techniques faciles à aborder. C'est l'occasion de vivre une démarche technologique (pas celle de l'industrie mais celle de l'Humanité) au service d'un projet : anticiper, étudier-réaliser, utiliser-évaluer.
  Dans ce cadre il apparaît que l'engagement réel des élèves est le gage d'apprentissages réussis et durables.
  
  Cet engagement nécessite une activité réelle, donc des conditions adaptées à leurs possibilités. Je vous propose donc deux idées :
  
  - des ENGRENAGES puisque c'est votre demande : faire fabriquer par vos élèves des roues dentées dans la plus pure tradition des moulins, en collant de façon rayonnante des morceaux de tige de 5 mm de diamètre («tourillon ») entre des roues en carton pré-percées à 5 mm (je joins un dessin des deux phases du collage). Ces tiges peuvent être en bois léger (dont la découpe nécessite une petite scie, une petite boite à coupe et un serre-joints) ou en papier compressé, du genre bâton de sucettes (qui se coupe à la cisaille). Les roues ainsi réalisées se collent sur une tige du même diamètre, que l'on insère par exemple dans des trous percés dans une bouteille en plastique pour qu'elle puisse tourner. Etant en vacances je ne pourrai vous envoyer des photos qu'à la rentrée.
  
  === FOURNITURES ===
  roues en carton de 63 et de 38 mm (Celda), tourillon de 5 mm de diamètre en bois tendre (éviter le hêtre) (marchand de bois, Opitec, Celda), petite scie (Celda), petite boite à coupe (idem), un petit serre-joints (quincaillerie, supermarché au rayon bricolage). Tiges en papier compressé (Celda), cisaille de bricolage ou ciseaux très forts, légèrement crantés (pour le maître, Opitec, Celda). Colle blanche.
  
  
  
  - CARTES ANIMEES, plus simples comme premier contact avec le réel, si souvent absent de nos classes françaises : au delà des pop-up qui fleurissent dans certains ouvrages, des cartes incluant de véritables systèmes mécaniques sont abordables au CP.
  Je ferai écho à d'autres en recommandant le livre de Magali Margotin (formateur Techno en IUFM) et Annie Médard, récemment réédité qui foisonne d'idées simples et faciles à appliquer :
  50 activités pour créer des livres animés, CDDP Tarn et Garonne, ISBN 2-85565-239-4.
  Si l'engrenage est alors quasi impossible à réaliser, d'autres systèmes sont tout aussi intéressants.
  
  === FOURNITURES ===
  carte Bristol ou papier à dessin de couleur ou « papier de construction » (moins rigide), attaches parisiennes de 16 mm (n° 2), colle de bureau et ciseaux, parfois un raineur pour les entailles (sorte de mini-cutter pour enfants, sans danger, utilisable dès la petite section).