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Atelier Scientifique et Technique " valorisation des déchets organiques et développement durable" en collège

mis à jour le 22/06/2009


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Pour consolider la culture scientifique des collégiens, Pascal Gerbaud en SVT et Didier Aubert-Duthen en Physique et Chimie ont créé un AST au collège de l'Anglée à Sainte  Hermine.

mots clés : atelier scientifique et technique, AST, développement durable, déchets, méthanisation, recyclage, compostage


le groupe de l'AST

Quinze élèves volontaires de niveau cinquième mais de classes différentes constituent le groupe de l'atelier

les objectifs

Les objectifs  de l'atelier sont multiples :
  • développer la démarche scientifique et l'autonomie à travers une démarche d'investigation
  • apporter un regard objectif et contribuer à renforcer l'éducation à l'environnement vers un développement durable
  • préparer le Brevet Informatique et Internet à travers des productions de compte - rendus via l'outil informatique (élaboration de document textes avec incorporation de photos, de diaporamas et rédaction de l'évolution des recherches dans le site du collège,...)

les partenaires


Ecole des Mines de Nantes
Mairie de Sainte Hermine
Communauté de communes

la démarche et le déroulement de l'atelier

Le projet commence par une enquête sur les déchets du collège.
Deux visites organisées par la commune, d'une déchetterie et d'un centre de tri,  permettent aux élèves d'obtenir une information sur le devenir des déchets du collège.

Les élèves réalisent alors des affiches sur les déchets, le tri sélectif et le recyclage des matériaux. Ils signent une convention avec une entreprise qui nous fournit des containers pour le recyclage des cartouches d'encre et des téléphones portables et ils  installent dans les salles de sciences des boites pour le recyclage du papier et des piles. Les élèves prennent ces initiatives pour sensibiliser leurs camarades du collège sur la nécessité du recyclage.

Une des valorisations des déchets du collège apparait alors évidente, le compostage.

Après un rappel sur matière organique / minérale et sur les tests des glucides, lipides, protides, un premier essai de compostage est mis en oeuvre.
Les tests précédents n'étant pas concluants pour certains déchets, des tests complémentaires sont  réalisés (pyrolyse et test du dioxyde de carbone et de l'eau).

Par la suite, les élèves observent au microscope la dissociation des cellules des végétaux et la micro faune dans le jus de compost. Ils en déduisent la décomposition des déchets, autrement dit, le compostage.

Les élèves découvrent l'acidité et de la mesure du pH est alors introduite.
Une réflexion sur les paramètres pouvant intervenir sur le compostage et un échange avec notre partenaire scientifique, de l'école des Mines de Nantes, permettent aux élèves d'élaborer de nouveaux mini-composteurs avec des paramètres différents.

Afin de communiquer sur l'avancée de notre projet, les élèves  rédigent des lettres aux différents partenaires, des affiches et un guide du compostage pour préparer les portes ouvertes du collège, des expériences pour la venue d'élèves du CM2 des établissements voisins.

Après investigation sur les paramètres susceptibles d'influer sur le compostage, les élèves observent un dégazage lors de la décomposition anaérobie. Les tests des gaz (dioxygène, dihydrogène, dioxyde de carbone, vapeur d'eau, méthane) ainsi qu'une recherche sur internet révèlent le dégazage du méthane donc la méthanisation. La méthanisation découverte, des miniméthaniseurs sont réalisés à l'aide de déchets et ensemencés de boues de marais (le méthane s'appelle le gaz des marais).

Les élèves mesurent le dégazage et réfléchissent aux paramètres qui influent sur la méthanisation pour l'optimiser.
Afin de valoriser la méthanisation, une investigation sur le triangle du feu a permis
d'introduire la combustion. Il reste encore bien des interrogations !

Les recherches sont accompagnées de document écrits, rédigés en partie par les enseignants et complétés par les élèves :
travail rédigé sur les méthaniseurs

compte-rendu écrit de recherche sur le méthane

le bilan et les perspectives

 

Ce projet a eu des conséquences très bénéfiques, tant pour les élèves que pour l'ouverture de l'établissement sur le monde extérieur.

En effet, plusieurs élèves ont pris confiance en eux et améliorent de façon spectaculaire leur raisonnement scientifique. De plus, le travail de groupe a permis de créer une cohésion entre les élèves et a appris à certains à se modérer pour laisser les autres exposer leurs hypothèses.

Des contacts se sont liés avec le cuisinier pour la récupération des épluchures et avec
l'agent d'entretien pour la récupération des tontes. Un temps fort a été celui des portes ouvertes du collège, où les élèves de l'atelier ont montré aux futurs parents d'élèves les possibilités que permettait ce type d'atelier.

Enfin, des liens se sont noués avec la communauté de communes en ce qui concerne le recyclage et la valorisation des déchets et les élèves attendent avec impatience la visite à l'Ecole des Mines de Nantes.

Le projet se poursuit jusqu'en fin d'année et nous espérons bien pouvoir le reconduire l'année prochaine. Les pistes qui nous restent à étudier entre autres sont :

  • la recherche et la détermination de la microfaune participant au compostage et l'étude des conditions de vie de celle-ci
  • la recherche des différents paramètres qui permettraient l'amélioration du  fonctionnement des méthaniseurs
  • l'utilisation du méthane produit
  • l'utilisation des énergies renouvelables pour chauffer le méthaniseur (éolien, solaire par panneau photovoltaïque, solaire par l'installation d'une serre plus ou moins saturée en gaz « à effet de serre »)

méthaniseurs expérimentaux en fonctionnement


La récolte de bois avec le groupe


installation des mini composteurs avec des
paramètres différents


installation des composteurs fournis par la
communauté de communes


expériences de mesures de pH
au laboratoire


prélèvement des boues

fabrication du premier méthaniseur







 
auteur(s) :

Didier Aubert-Duthen
Pascal Gerbaud

information(s) pédagogique(s)

niveau : tous niveaux, 5ème

type pédagogique : activité de découverte, activité de recherche, démarche pédagogique, production d'élève

public visé : enseignant

contexte d'usage : atelier

référence aux programmes :

ressource(s) principale(s)

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