Cinq défis pour débuter avec un mBot : principes, matériel et méthode

Le robot est monté, le logiciel est installé, les piles sont chargées. Et maintenant ? C'est souvent à ce moment que l'enthousiasme retombe, faute d'idées structurées. Enchaîner des tutoriels au hasard mène vite à la frustration. Ce qu'il faut, c'est une progression : des défis de difficulté croissante, où chaque étape introduit une notion nouvelle en s'appuyant sur la précédente.

Cet article propose cinq défis classiques pour débuter avec un mBot et le logiciel mBlock. Ce sont des exercices pédagogiques génériques, largement utilisés dans l'enseignement de la robotique ; nous ne les présentons pas comme des projets réalisés par une équipe particulière. Pour chacun, vous trouverez l'objectif, les notions travaillées, le matériel, une démarche possible, les erreurs fréquentes et des pistes pour aller plus loin.

Avant de commencer : trois règles d'or

Travailler en binôme

En robotique éducative, le binôme est idéal : l'un manipule le robot, l'autre programme, puis on échange. Chacun doit passer par les deux rôles. Dans un groupe mixte, veillez à ce que les filles tiennent autant le clavier et le robot que les garçons.

Tester souvent, par petites étapes

Plutôt que d'écrire un long programme puis de le tester, on ajoute quelques blocs, on teste, on corrige, on continue. Cette méthode permet de repérer immédiatement la source d'une erreur.

Noter ses observations

Un petit carnet, ou une feuille, où l'on note les valeurs testées et les résultats obtenus transforme le tâtonnement en véritable démarche expérimentale. C'est ainsi que travaillent les ingénieurs.

Défi 1 : tracer un carré parfait

Objectif

Programmer le robot pour qu'il parcoure un carré de 50 cm de côté et revienne à son point de départ.

Notions travaillées

Séquence d'instructions, relation entre vitesse, durée et distance, rotation, puis boucle.

Matériel

Le mBot, un ordinateur avec mBlock, du ruban adhésif pour marquer le point de départ, un mètre ruban.

Démarche

1. Commencez par faire avancer le robot pendant une seconde à une vitesse fixe. Mesurez la distance parcourue.

2. Ajustez la durée pour obtenir 50 cm. Notez la valeur.

3. Faites tourner le robot : une roue en avant, l'autre en arrière. Cherchez la durée qui donne un quart de tour, soit 90 degrés.

4. Enchaînez quatre fois « avancer » puis « tourner ».

5. Remplacez les répétitions par une boucle « répéter 4 fois ».

Erreurs fréquentes

Le robot ne revient jamais exactement au point de départ : c'est normal. Le niveau des piles, le type de sol et de légers écarts entre les deux moteurs influencent le résultat. C'est une excellente occasion de discuter de la différence entre théorie et réalité, et de la notion de précision.

Pour aller plus loin

Tracez un triangle, un hexagone, puis une étoile. Quel angle faut-il pour chaque figure ? Voilà la géométrie qui devient concrète.

Défi 2 : le robot qui évite les obstacles

Objectif

Faire en sorte que le robot avance tout seul dans un espace et change de direction lorsqu'il détecte un obstacle devant lui.

Notions travaillées

Capteur à ultrasons, condition « si… alors… sinon », boucle infinie, seuil de décision.

Matériel

Le mBot, quelques obstacles (livres, boîtes, cartons), un espace dégagé au sol.

Démarche

1. Affichez à l'écran la distance mesurée par le capteur à ultrasons. Approchez votre main et observez comment la valeur change.

2. Choisissez un seuil, par exemple 15 cm.

3. Écrivez la logique : répéter indéfiniment ; si la distance est inférieure au seuil, alors reculer un peu puis tourner ; sinon avancer.

4. Testez dans un petit parcours d'obstacles.

Erreurs fréquentes

Le robot heurte certains objets : les surfaces très fines, inclinées ou molles, comme un tissu, renvoient mal les ultrasons. Le robot tourne en rond : la durée de rotation est peut-être trop longue, ou le seuil trop élevé. Chaque erreur est un indice.

Pour aller plus loin

Faites ralentir le robot progressivement à l'approche d'un obstacle, ou choisissez au hasard entre tourner à gauche et tourner à droite.

Défi 3 : suivre une ligne noire

Objectif

Programmer le robot pour qu'il suive un parcours tracé au sol avec du ruban adhésif noir, sans le quitter.

Notions travaillées

Capteur de suivi de ligne, lecture de plusieurs états possibles, conditions imbriquées, corrections de trajectoire.

Matériel

Le mBot, du ruban adhésif noir d'environ 2 cm de large, un sol ou un grand carton clair.

Démarche

1. Tracez une piste simple : d'abord un ovale sans angle aigu.

2. Observez les valeurs renvoyées par le capteur de suivi de ligne. Le module du mBot possède deux capteurs, gauche et droit, qui peuvent chacun voir du noir ou du blanc. Il y a donc quatre situations possibles.

3. Associez une action à chaque situation : les deux capteurs sur le noir, avancer ; seul le capteur gauche sur le noir, tourner légèrement à gauche ; seul le capteur droit sur le noir, tourner légèrement à droite ; les deux sur le blanc, reculer ou chercher la ligne.

4. Testez, puis ajustez les vitesses pour que le robot soit à la fois rapide et stable.

Erreurs fréquentes

Le robot sort de la piste dans les virages : il va trop vite, ou la correction est trop faible. Le robot zigzague beaucoup : la correction est trop forte. Trouver le bon équilibre est tout l'intérêt de l'exercice.

Pour aller plus loin

Ajoutez des virages plus serrés, un croisement, ou une zone où le robot doit s'arrêter. Le suivi de ligne est un grand classique des compétitions de robotique pour débutants.

Défi 4 : l'alarme lumineuse et sonore

Objectif

Transformer le robot en petit système d'alarme : quand quelque chose s'approche, il allume ses lumières en rouge et émet un son ; quand la voie est libre, il reste vert.

Notions travaillées

Sorties du robot (LED, haut-parleur), variables, plusieurs conditions, notion de système qui surveille son environnement.

Matériel

Le mBot, rien d'autre.

Démarche

1. Créez une variable « distance » et stockez-y la valeur du capteur à ultrasons.

2. Si la distance est supérieure à 30 cm, LED vertes.

3. Si elle est comprise entre 10 et 30 cm, LED orange.

4. Si elle est inférieure à 10 cm, LED rouges et son d'alarme.

5. Placez le tout dans une boucle infinie.

Erreurs fréquentes

Les couleurs clignotent de manière désordonnée : les conditions se chevauchent ou sont mal ordonnées. C'est l'occasion de travailler la logique des intervalles et l'ordre dans lequel on teste les conditions.

Pour aller plus loin

Utilisez le capteur de lumière intégré à la carte pour déclencher une veilleuse quand la pièce devient sombre. Discutez ensuite des applications réelles : détecteurs de présence, éclairage public automatique, systèmes de surveillance.

Défi 5 : la mini-course chronométrée

Objectif

Combiner tout ce qui a été appris pour parcourir le plus vite possible un circuit comportant une portion de ligne à suivre, un obstacle à contourner et une zone d'arrivée où le robot doit s'arrêter et signaler sa victoire.

Notions travaillées

Intégration de plusieurs comportements dans un même programme, stratégie, optimisation, travail d'équipe, gestion du temps.

Matériel

Plusieurs mBot, un circuit tracé au sol, un chronomètre, une fiche de score.

Démarche

1. Définissez les règles avec le groupe : départ, portions obligatoires, pénalités.

2. Chaque binôme conçoit sa stratégie : quelles vitesses, quel ordre de comportements, comment détecter l'arrivée.

3. Prévoyez des essais libres, puis des manches chronométrées.

4. Terminez par un débriefing : qu'est-ce qui a fait gagner du temps ? Qu'est-ce qui a causé des pénalités ?

Erreurs fréquentes

Les équipes veulent aller trop vite et perdent la ligne. La vitesse maximale n'est pas toujours la meilleure stratégie : un robot légèrement plus lent mais fiable gagne souvent. C'est une leçon précieuse, valable bien au-delà de la robotique.

Pour aller plus loin

Organisez un petit tournoi entre classes ou entre clubs, avec un jury qui évalue aussi la présentation du robot et la qualité du travail d'équipe. C'est une première expérience de compétition, dans l'esprit des concours plus larges comme le BeninBot Challenge organisé par femCoders en 2019 ou le FIRST Global Challenge.

Comment organiser ces défis dans un club ou une classe

Ces cinq défis peuvent former un cycle de cinq à dix séances, selon la durée des séances et le niveau des élèves. Quelques conseils d'organisation :

• Une séance, un objectif principal. Mieux vaut réussir un défi en profondeur que d'en survoler trois.
• Des fiches de défi imprimées avec l'objectif, les règles et un espace pour noter les observations.
• Un temps de présentation à la fin : chaque binôme montre son robot et explique une difficulté surmontée.
• Des défis bonus pour les binômes rapides, afin que personne ne s'ennuie.
• Une batterie de secours et des piles chargées : rien de plus frustrant qu'un robot qui s'éteint en pleine démonstration.
• Un manuel structuré pour guider les élèves et les formateurs, avec une progression claire et des schémas.

Évaluer les progrès sans décourager

Dans un club ou une classe, il est utile de suivre la progression des élèves, sans transformer chaque défi en examen. Voici une grille simple, à adapter :

• Compréhension : l'élève peut-il expliquer ce que fait chaque partie de son programme ?
• Autonomie : réussit-il à identifier et corriger une erreur avec un minimum d'aide ?
• Méthode : teste-t-il par petites étapes et note-t-il ses observations ?
• Coopération : partage-t-il les rôles avec son binôme ?
• Communication : sait-il présenter son robot et ses choix en quelques phrases ?

Cette grille valorise la démarche autant que le résultat. Un binôme dont le robot n'a pas terminé le parcours mais qui a su analyser pourquoi a beaucoup appris. Un binôme qui a réussi du premier coup mais ne sait pas expliquer comment a moins progressé qu'il n'y paraît.

Les attestations de fin de cycle, les petites cérémonies et les expositions ouvertes aux familles sont aussi de bons moyens de reconnaître le travail accompli. femCoders a par exemple organisé plus de dix expositions robotiques à Cotonou et à Parakou, selon son catalogue 2026.

Pourquoi ces défis fonctionnent

Ces cinq exercices ont un point commun : ils produisent un résultat visible, qu'on peut observer, mesurer et améliorer. Ils introduisent chacun une notion nouvelle, puis le dernier défi les combine. Ils laissent aussi une grande place à l'erreur et à l'ajustement, ce qui est le cœur de l'apprentissage en robotique.

Ils développent enfin des compétences transversales : la coopération au sein du binôme, la communication lors des présentations, la gestion du temps pendant la course. Ces compétences sont précisément celles que recherchent les programmes de formation et les compétitions.

Questions fréquentes

Ces défis fonctionnent-ils avec un autre robot que le mBot ?

Oui, la logique est la même avec la plupart des robots éducatifs équipés de moteurs, d'un capteur de distance et d'un capteur de ligne. Seuls les noms des blocs changent.

Combien de temps prévoir par défi ?

Comptez une à deux séances d'environ une heure et demie pour chacun, selon le niveau. Le défi 5 peut occuper une séance entière, voire un événement.

Peut-on faire ces défis sans ordinateur à chaque poste ?

Oui, en faisant tourner les binômes sur les postes disponibles pendant que les autres préparent leur stratégie sur papier. La programmation « débranchée », où l'on écrit l'algorithme à la main, est d'ailleurs un excellent exercice.

Conclusion

Tracer un carré, éviter des obstacles, suivre une ligne, construire une alarme, puis réunir le tout dans une mini-course : ces cinq défis offrent une progression claire pour débuter avec un mBot. Ils transforment la programmation en expérience concrète, où chaque erreur devient un indice et chaque réussite une fierté.

Pour aller plus loin, femCoders propose des manuels de formation en science robotique conçus pour ses ateliers, ainsi que des cours d'initiation encadrés.