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trois élèves du lycée Douaniers Rousseau de Laval présentent leur projet au concours scientifique international Intel-Isef à Phoenix

mis à jour le 01/06/2013


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Trois élèves de terminale S au Lycée Douanier Rousseau à Laval ont travaillé l'an passé au sein d'un groupe de 9 élèves dans le cadre d'un atelier scientifique autour du projet « couleurs éphémères ». Le travail du groupe a été mis en valeur à travers  l' « Exposcience Mayenne » (premier prix du contenu scientifique) et le concours « Faites de la Science 2012»
En février 2013 ils obtiennent le premier prix des Olympiades de Physique et il est désigné pour participer au concours Intel-Isef à Phoenix -USA en mai 2013

mots clés : Atelier Scientifique et technique, partenariat, production, valorisation, Olympiades, concours scientifiques internationaux


la genèse du projet

Les trois élèves concernés sont Ewen, Alexandre et Quentin; élèves de terminale S au Lycée Douanier Rousseau à Laval. Ils ont travaillé l'an passé au sein d'un groupe de 9 élèves dans le cadre d'un atelier scientifique autour du projet « couleurs éphémères ». Le travail du groupe a été mis en valeur à travers  l' « Exposcience Mayenne » (premier prix du contenu scientifique) et le concours « Faites de la Science » (Sélection à Nantes pour la finale à Poitiers).

Accéder à la ressource qui présente le projet.
 

précisions sur le projet

Ewen ,  Alexandre et Quentin ont  travaillé plus spécifiquement lors de l'année de première sur les couleurs des bulles de savon. L'idée était de stabiliser des bulles de savon dans une enceinte dont l'atmosphère est contrôlée en température et humidité (image 1 sur la drop) . Certaines bulles ont pu se stabiliser jusqu'à 45 min. Après de nombreuses modifications, l'installation permet d'observer une évolution des couleurs  reproductible lors de la croissance d'une bulle. Une relation  a été naturellement  mise en évidence entre l'épaisseur de la lame d'eau savonneuse et les teintes observées.  Afin de comprendre ces teintes, deux simulations informatiques ont été réalisées à l'aide d'un Logiciel gratuit (Géogébra) : manière plus ludique de s'approprier la théorie des interférences  à deux ondes. Une première simulation « visualise » ce phénomène d'interférence ; elle permet de faire varier et mettre en évidence l'influence des paramètres  (indice optique, longueur d'onde dans le vide, épaisseur de la lame..). Une deuxième simulation, plus simple à réaliser présente le spectre en intensité de la lumière issue de la bulle en fonction de l'épaisseur, ce qui permet une justification aisée des teintes observées.
A partir du mois de septembre, un travail (difficile) de détermination de l'épaisseur a débuté. Un spectrophotomètre visible étant inefficace pour les épaisseurs de lame inférieures à 1 micromètre, une analyse de l'équilibre de la bulle suspendue à l'extrémité du tube a permis d'accéder avec une bonne précision (qui a été évaluée) à l'épaisseur de la lame. Une confrontation « observations-simulation-mesures » a donc pu avoir lieu.
 

le travail des élèves

Les élèves ont travaillé le mercredi après midi, souvent le soir après les cours (les trois élèves étaient internes l'an passé, deux le sont toujours cette année) et dans la journée dès que nos emplois du temps respectifs le permettaient.
(scolairement, l'un des élèves est très bon (moyenne >15) ; les deux autres étant beaucoup plus justes (moyennes prochse de dix).
Les élèves ont beaucoup évolué au cours du projet, notamment au niveau de la confiance, de l'expression orale..et bien sûr dans l'autonomie au sein du laboratoire.
 

récompenses

Le groupe s'est qualifié lors de la sélection régionale de St Brieuc,  pour la finale des olympiades de Physique à Paris ( 8 et 9 février 2013).
Il a obtenu un premier prix lors de cette finale et a été désigné pour participer au concours Intel-Isef à Phoenix du 11 au 18 mai 2013
Accéder au résumé et le mémoire présenté au concours.

Consulter l'article paru dans le journal Ouest France  suite à ce premier prix

Voir le reportage au niveau du site de la Région des Pays de la Loire.

Voir le reportage de "ma chaîne étudiante MCE"
 

« relance » du projet et préparation au concours Isef

Afin de parfaire le projet avant de partir pour Phoenix, contact a été pris avec Hamid Kellay (université de Bordeaux), spécialiste en France des bulles de savon qui nous a  proposé l'étude de la dynamique de rupture de la bulle et la vérification de la loi dite de « Taylor-Culick », loi qui relie la vitesse d'ouverture d'un film mince à son épaisseur. Pour les bulles de savon, cette loi n'a jamais été vérifiée !
Plusieurs chercheurs ont  en effet été surpris et intéressés par l'homogénéité des teintes des bulles obtenues. Cette homogénéité traduit une épaisseur uniforme de la lame l'eau, le drainage semblant  faible pour les bulles fines. Les bulles se prêtaient donc  bien à une telle vérification...à priori..
Laurent Courbin, chercheur Cnrs à l'université de Rennes, nous a accueilli dans son laboratoire à deux reprises avec les élèves. Les élèves se sont familiarisés avec l'installation, la caméra ultra-rapide et les logiciels d'exploitation qui permettent par un traitement informatique d'en déduire la vitesse d'ouverture du trou lors du piquage.(installation : image 5053)
Ce travail malgré les apparences est expérimentalement très très  difficile et  les deux jours n'ont pas permis d'avancer de façon significative. J'ai du retourner (seul malheureusement, les élèves devant se concentrer sur leur travail scolaire)  trois autres jours pour poursuivre les tentatives avec Laurent Courbin ...en vain...mais les échecs peuvent être riches d'enseignement..

La préparation à Phoenix, outre la préparation lourde administrative mais dont les élèves n'ont pas souffert, a consisté également à préparer des panneaux  de présentation du projet (en anglais bien sûr), (pas de matériel envoyé à Phoenix), traduire un data book et un research paper et préparer une présentation en anglais du projet
.
Au cours de ces deux dernier mois, une équipe s'est mise en place, regroupant  des chercheurs (dont la disponibilité fut remarquable), le personnel administratif et technique du lycée, les collègues d'anglais,  l'informaticien, les membres du comité des olympiades etc...
Devant les faibles délais séparant la sélection du départ pour Phoenix et de l'imminence des épreuves du baccalauréat ; le projet a quelque peu échappé aux élèves..ce qui est l'un de mes regrets. Heureusement, ils ont assuré l'essentiel : compréhension du sujet et préparation à la présentation orale de celui-ci en anglais.
 

Le concours à Phoenix


Pour résumer : 70 pays représentés, environ 3000 élèves pour 1500 projets proposés dans différentes catégories : Entre autres.. Informatique, microbiologie, médecine, chimie, mathématiques et bien sûr « Physique et astronomie », catégorie dans laquelle le projet s'inscrivait.
L'organisation était  impressionnante , aidée par des moyens très importants (de nombreux partenaires dont le premier d'entre eux : Intel )
Les projets proposés m'ont semblé de très grande qualité (Mon faible niveau d'anglais ne m'a pas permis malheureusement de comprendre tous les détails de tel ou tel projet !)
L'ambiance, elle aussi était exceptionnelle car très cosmopolite et l'organisation du concours a favorisé les échanges
Une rencontre (furtive) avec le prix Nobel de physique 1996 Douglas Osheroff


Nous avons réussi, en recherchant des subventions à partir deux jours plus tôt que prévu par l'organisation  afin de « visiter » notamment le grand canyon .



Une expérience très riche et inoubliable pour des élèves très heureux..
L'aventure se termine pour eux  avec un quatrième prix « grand Award ». Une précision : Dans chaque catégorie, environ 20% des projets sont récompensés puis classés en quatrième prix, troisième, second et premier..

 

 

 



Le film cidessous présente un éclatement de bulle filmé à l'aide d'une caméra ultra-rapide.
 
 
auteur(s) :

patrice michel, enseignant

contributeur(s) :

Véronique Barret, coordonnatrice académique sciences

information(s) pédagogique(s)

niveau : Lycée tous niveaux

type pédagogique : activité de recherche

public visé : non précisé, enseignant

contexte d'usage : atelier

référence aux programmes : Ateliers scientifiques et techniques

ressource(s) principale(s)

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