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Excel interactif

La présente page Internet se veut un lieu d'échange et de partage d'expériences quant à l'utilisation de l'environnement Microsoft Excel dans une optique pédagogique et d'aide à la décision. Elle met à disposition un certains nombres de supports (exemples illustrés, notes pédagogiques, ...etc.) illustrant notamment les capacités interactives d'Excel à travers la visualisation des informations (graphiques, mises en formes conditionnelles, ...) et les possibilités de saisie simplifiée (curseurs de défilement, cases à cocher, choix dans des listes déroulantes, ...).

La plupart des exemples indiqués ci-dessous ne nécessitent pas l'utilisation de programmation en Visual Basic (langage de programmation orienté-objet intégré en standard dans Excel et les autres applications Microsoft Office). Le cas échéant, l'indication [avec macro] précise ceux d'entre eux qui utilisent quelques procédures ou fonctions en Visual Basic.

N'hésitez-pas à nous contacter pour partager questions et expériences, nous signaler des liens intéressants et, le cas échéant, nous proposer des exemples à intégrer dans cette page.

Sommaire des exemples proposés

cliquer sur les titres pour obtenir un bref descriptif de l'exemple


Remarques :

•  Il est conseillé de tester les exemples directement sous Excel (après téléchargement) et non dans un simple "viewer" intégré au navigateur Internet ; en effet, les variations paramétriques reposent sur des calculs en temps réel qui modifient une partie des données du classeur, ce que ne permettent pas certains "viewers".

•  Pour les exemples contenant des macros en Visual BASIC, il peut être nécessaire de modifier le niveau de sécurité standard d'Excel en le passant d'élevé à moyen (utiliser "Outils / Macros / Sécurité", onglet "Niveau de sécurité") ; dans ce cas, il faut refermer Excel puis le rouvrir afin que le nouveau niveau de sécurité soit pris en compte

 

Fonctionnalités d'Excel pour un usage pédagogique

Auteur : Claude Monteil

Ce diaporama Powerpoint (PptExcel.pps - 2.5 Mo)illustre les fonctionnalités d'Excel ne nécessitant pas l'usage du langage de programmation intégré : liens hypertextuels, nommage de cellules et de plages, visualisation graphique de données numériques avec variation paramétrique par contrôles interactifs, saisie contrôlée d'informations, mise en forme conditionnelle, structuration des feuilles par niveaux hiérarchiques, affichage des dépendances entre cellules.
Exemple associé : dérivée d'une fonction mathématique (PptExcel.xls - 50 Ko).

Il donne également quelques notions d'utilisation très simple du langage Visual Basic : création de boutons, association de procédures (macros) à des contrôles interactifs ou des éléments dessinés.
Exemple associé : formules de calcul matriciel (Matrices.xls - 140 Ko) avec application au calcul d'une trajectoire.

D'autres exemples plus approfondis sont donnés pour illustrer les possibilités de programmation, mais ils ne sont pas commentés : résolution d'une équation différentielle (EquaDiff.xls - 150 Ko), gestion d'une carte cliquable (Carte.XLS - 980 Ko), jeu de Boggle (Boggle.xls - 1.55 Mo).

Pour plus de détail sur la présentation de ces supports, cliquer ici.


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Visualisation de courbes sur un circuit électrique RLC avec variation paramétrique

Auteurs : Claude Monteil et Michel Metz

Cet article Word (Circuit Electrique.doc - 1.1 Mo) se veut pragmatique : en le suivant pas à pas, vous devriez arriver au bout d'une demi-heure environ à créer un classeur Excel (CircuitElectrique.xls - 160Ko) contenant des courbes animées par des curseurs. L'exemple choisi correspond à un système électrique du second ordre permettant de visualiser l'évolution temporelle de la tension et de l'intensité d'un circuit électrique RLC, mais vous n'aurez aucune difficulté à transposer cela dans d'autres domaines.

Cet exemple a été publié dans la revue 3EI (Enseigner l'Electrotechnique et l'Electronique Industrielle) édité par la SEE (Société de l'Electricité, de l'Electronique et des technologies de l'information et de la communication) sous la référence suivante :
C. MONTEIL, M. METZ - Visualisation de courbes avec variation paramétrique active sous EXCEL, revue 3EI, n°35 "L'outil informatique dans l'enseignement", p.23-26, décembre 2003.

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Ajustement d'une droite à des données expérimentales

Auteur : Claude Monteil

Ce classeur (AjustLin.xls - 60 Ko) permet de visualiser une méthode fondamentale d'optimisation : la minimisation par les moindres carrés ; étant donné 4 points expérimentaux, comment déterminer les paramètres de la droite passant "au mieux" entre ces points, c'est-à-dire en minimisant la moyenne des carrés des écarts entre points prédits et points observés ? On peut faire varier la droite par diverses méthodes utilisant des curseurs (droite passant par l'origine ou par un point fixé ou par 2 points) et visualiser les écarts de chaque point (petits carrés) et l'écart moyen global (carré en trait épais). La solution théorique est affichable et visualisable par coche d'une case.

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Onduleur de tension fonctionnant en modulation de largeur d'impulsion

Auteur : Claude Monteil

L'objectif de ce classeur (Onduleur.xls - 815 ko) est de montrer l'évolution des formes d'ondes d'un onduleur MLI sur charge RL en fonction des principaux paramètres : ma (profondeur de modulation), mf (indice de modulation), R et L.

2 boutons permettent de sélectionner le type de modulation (bipolaire ou unipolaire).

Le choix du nombre de périodes visualisées permet d'effectuer un zoom temporel.

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Phénomène de recouvrement dans une diode de puissance

Auteur : Michel Metz

Le modèle proposé dans ce classeur (Diode.xls - 145 ko) est très simple : il permet de mettre en évidence le phénomène de recouvrement au blocage d'une diode de puissance. Les graphiques sont animés à partir des paramètres if (courant dans la diode avant blocage), di/dt (décroissance du courant pendant la commutation) et tau (durée de vie des porteurs minoritaires).

Le premier graphique représente les grandeurs temporelles. Les 2 autres correspondent à la représentation courante donnée dans les notices constructeur, du courant inverse de recouvrement (irr) et du temps de recouvrement inverse (trr).

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Tableau de remboursement d'un emprunt à annuité constante

Auteur : Claude Monteil

Ce classeur (Emprunt.xls - 40 ko) permet de calculer l'annuité de remboursement d'un emprunt à partir du montant emprunté, de la durée de l'emprunt (nombre d'années) et du taux d'intérêt annuel. Le tableau de remboursement fait apparaître pour chaque année la décomposition de l'annuité selon la part de capital remboursé et le montant des intérêts payés au titre de l'année. Un graphique visualise l'évolution de ces 2 composantes sur l'ensemble de la période d'emprunt.

Cet exemple illustre l'utilisation de curseurs pour la définition des données, et met en oeuvre les possibilités de "mise en forme conditionnelle" d'Excel : les lignes non utiles du tableau de remboursement sont ainsi automatiquement grisées.

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Le déphasage intensité-tension-puissance en courant alternatif

Auteur : Charles-Henry Vigouroux

Voici un classeur (Dephasage.xls - 40 ko) permettant de visualiser en
"Direct Live" l'effet du déphasage sur les grandeurs caractéristiques d'un courant alternatif. Il est accompagné d'un guide pédagogique (Dephasage.doc - 9 pages - 120 ko) détaillant pas à pas la construction du classeur à l'attention de personnes novices en Excel.

D'autres exemples du même auteur - prof de physique appliquée en 1ère et terminale STI Electrotechnique, maintenant à la retraite - sont également disponibles sur le site web de physique appliquée de l'académie de Lyon http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/physique/phyapp2/index.php

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Affichage d'une boîte à moustaches

Auteurs : Claude Monteil et Monique Le Guen

Une "boîte à moustaches" (traduction française du terme "Box and Whiskers Plot", ou en abrégé "Box Plot") est une représentation graphique de quelques paramètres de distribution d'une variable, présente en standard dans tout logiciel de statistique. Le classeur proposé (BoxPlots.xls - 77 ko) permet d'ajouter cette fonctionnalité dans Excel sous forme d'un bouton à intégrer dans une barre de menus ("Mise en forme", par exemple) réalisant l'insertion de ce type de graphique à partir de données contenues dans n'importe quel classeur personnel. L'exemple illustre également l'utilisation de fonctions personnalisées écrites en Visual Basic et utilisables dans des formules classiques de feuille de calcul.

Pour plus de détails sur l'utilisation des boîtes à moustaches, voir notamment le document "La boîte à moustaches de TUKEY, un outil pour initier à la Statistique" (253 ko)  rédigé par Monique Le Guen ( CNRS-MATISSE )

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Aide à la résolution de grilles de Sudoku

Auteur : Claude Monteil

On ne présente plus ce jeu qui connaît depuis 2005 une popularité croissante. L'objectif ici n'est pas de proposer un programme effectuant la résolution automatique d'une grille (… ce qui ferait perdre l'intérêt du jeu) mais de favoriser son apprentissage en visualisant de manière explicite la mise en œuvre de certaines règles de résolution, et de montrer au passage comment les fonctionnalités d'Excel permettent de faciliter cette visualisation.

Deux versions successives sont mises à disposition et incluent les notes explicatives permettant de les développer :

•  Le classeur Sudoxu.xls(77 ko) montre comment l'utilisation de mises en forme conditionnelles associées à des formules à référence relative et à la fonction DECALER permet, sans aucune programmation en VBA, de visualiser pour chaque chiffre l'ensemble des cases possibles par élimination des lignes, colonnes et blocs déjà occupés par ce chiffre ; cette version permet aussi d'orienter la réflexion en affichant le nombre de cases restant à remplir pour chaque ligne, colonne et bloc (et pour chaque chiffre le nombre d'occurrences restant à placer) en surlignant les valeurs minimales, de manière à orienter vers les éléments qui présentent potentiellement moins de combinaisons à tester ; deux contrôles (un compteur et une case à cocher) permettent très simplement de changer de chiffre à tester et de désactiver l'aide ; quelques grilles exemples sont incluses avec gestion d'un choix aléatoire reposant sur l'utilisation de la fonction ALEA, et l'usage du mode plan d'Excel pour le masquage/démasquage des solutions

•  Le classeur SudokuVBA.xls(125 ko) inclut la version précédente et ajoute la gestion d'une grille auxiliaire affichant les chiffres possibles pour chaque case, ligne, colonne et bloc, permettant ainsi de mettre en évidence des règles de résolution supplémentaires ; ceci est réalisé par utilisation de quelques procédures écrites en VBA, dont l'exécution est associée à des boutons ; la grille auxiliaire met en évidence les cases pour lesquelles il n'y a qu'une seule possibilité, et de manière moins marquée celles ayant 2 possibilités, en utilisant des mises en forme conditionnelles et la formule NBCAR de la feuille de calcul ; elle indique aussi les cases dans lesquelles il s'avère impossible d'ajouter un chiffre (croix sur fond rouge), mettant en évidence une impasse ; en outre, un bouton "Proposer un chiffre", démasqué uniquement après le remplissage de la grille auxiliaire, permet d'afficher une proposition de chiffre présélectionné dans la grille de jeu avec la règle ayant conduit à cette proposition, ceci dans un but d'aide à l'apprentissage du jeu ; lors de toute insertion d'un nouveau chiffre dans la grille de jeu, toutes les aides se désactivent automatiquement afin de favoriser la réflexion ; un autre bouton permet de générer une nouvelle grille de jeu choisie aléatoirement parmi un ensemble de grilles prédéfinies ; on peut également mémoriser la grille de jeu à un instant donné et la restaurer ultérieurement dans le même état si les chiffres rajoutés entre temps ont conduit à une impasse.

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