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un projet du lycée Léonard de Vinci (Montaigu) mené dans le cadre d'un atelier scientifique et technique et valorisé dans différents concours

mis à jour le 02/07/2012


vignette AST Lycée L.de Vinci

Trois élèves d'un atelier scientifique et technique, encadré par deux professeurs de physique chimie, font des recherches sur la Lune en lien avec un ingénieur de recherche du Laboratoire de planétologie et géodynamique de l'Université de Nantes. Ils valorisent leur travail à trois concours: Faites de la science, C.Génial et les Olympiades de Physique.

mots clés : atelier scientifique, Lune, partenariat scientifique, production, valorisation, concours


Présentation et objectifs

Candice (Terminale S), Guillaume et Thomas (Première S) font partie d'un club d'Astronomie du lycée Léonard de Vinci de Montaigu, regroupant actuellement une dizaine d'élèves motivés. Ce club d'Astronomie est un Atelier scientifique et technique depuis la rentrée 2012. Il est animé et encadré par deux professeurs passionnés d'Astronomie, Jean-Jacques Rives et Gilles Guibert. Sur leur temps libre, pendant la pause déjeuner ou en fin de journée, les jeunes se retrouvent et s'intéressent à divers sujets en Astronomie comme les planètes, les étoiles, les galaxies, etc ... Candice, Guillaume et Thomas se sont vite penchés sur la Lune car elle est facilement accessible et ils peuvent l'observer avec le télescope du lycée.

Très autonomes dans leur projet, les jeunes sont néanmoins accompagnés tout au long de l'année par un chercheur du Laboratoire de Planétologie et Géodynamique de Nantes (LPGN), Stéphane Le Mouélic.

Ils valorisant leur travail dans trois concours: les olympiades de physique, le concours C.Génial et le concours Faites de la science.
 
photo Lycée L.Vinci Atelier scientifique et technique
 

La discipline et la thématique retenue

Les deux enseignants de l'atelier scientifique et technique enseignent les sciences physiques et chimiques. La thématique retenue et le partenariat ont permis une étude touchant également les SVT. Le professeur de cette discipline a donc été sollicité par les élèves.
 
photo Lycée L.Vinci Atelier scientifique et technique


photo Lycée L.Vinci Atelier scientifique et technique

La démarche

Les élèves se sont intéressé à l'origine de la Lune, une problématique que l'on retrouve très souvent dans la presse spécialisée (Ciel & Espace). Pour pouvoir répondre à cette énigme, ils se sont posés la question sur la nature des roches à la surface de la Lune, à savoir si elles étaient éventuellement identiques à celles de la Terre.
Mais comment étudier les roches de la Lune, sachant qu'ils n'ont pas accès aux roches lunaires rapportées par les missions américaines historiques et qu'ils ne peuvent pas aller sur la Lune (chose
qu'ils aimeraient tant faire !)?  Finalement, ils se sont rendus compte qu'ils ne peuvent étudier de la Lune qu'avec sa lumière.
Avec leurs connaissances scolaires, ils ont décidés de faire des spectres des roches terrestres, et de les comparer avec celles de la Lune, avec l'aide du spectrophotomètre du lycée. Ils ont donc décomposer la lumière diffusée par les roches en "arc-en-ciel" afin de voir s'il y avait des informations qui caractérisent les roches. Ils ont fait d'innombrables mesures pendant la pause du déjeuner au lycée. Ensuite, lors des nuits de pleine Lune, quand la météo le permettait, ils ont fait des spectres de la Lune avec le même matériel et un télescope chez un de leur professeur.
Pour pouvoir adapter la fibre optique du spectrophotomètre du lycée sur le télescope, les jeunes ont conçu une pièce en PVC et en plexiglass.
Bien qu'ils aient rencontrés beaucoup de problèmes : météo capricieuse, matériel défectueux, ... , ils ont finis par obtenir les spectres qu'ils désiraient et après travail scientifique des courbes obtenues, ils ont comparé et émis leurs premières hypothèses. Cependant, certains résultats posaient des problèmes. En effet, d'après leurs travaux, ils ne peuvent pas émettre l'hypothèse de l'existence du basalte sur la Lune, alors que cette roche est pourtant présente sur le satellite de la Terre.
Tout au long du projet, les jeunes sont été accompagnés par un chercheur du Laboratoire de Planétologie et de Géodynamique (LPG), Stéphane Le Mouélic, de Nantes. Plusieurs rencontres ont eu lieu,  par exemple lors du Congrès international de Planétologie qui a eu lieu au début du mois d'octobre 2011 à Nantes. Une visite de son laboratoire a également eu lieu et un échange intense par courrier électronique s'est naturellement établi entre ces jeunes et le chercheur.
 
 
Le chercheur leur a donné de précieux conseils, leur a expliqué d'où pouvaient venir leurs problèmes et leur a conseillé de tester une nouvelle expérience pour affiner leur travaux : l'imagerie multi-spectrale, c'est-à-dire de faire des images de la Lune sur certaines couleurs bien particulières et de les analyser.
Les jeunes ont alors fait de nouvelles acquisitions d'image de la Lune, parfois dans des conditions extrêmes en février (jusqu'à -10 °C). Ils ont eu beaucoup de difficultés à les analyser, mais avec leurs échanges incessants avec Stéphane Le Mouélic, de son laboratoire ou de Floride pour la mission martienne Curiosity, ils ont réussi à les surmonter. Ils ont obtenus des résultats très encourageant. Ils ont pu montrer que le sol de la Lune, bien qu'elle paraît assez uniforme à l'oeil nu, possède une diversité de roches assez importante.
photo passeport Joachim du Bellay
Spectre de 3 zones différentes de la Lune.
 
  photo Lycée L.Vinci Atelier scientifique et technique
   Superposition de 3 images en fausses couleurs de
   la mer des humeurs prises à travers des bandes
   spectrales fines

 

Les recherches des élèves touchent différents domaines scientifiques dont l'Astronomie et surtout la Physique et la Chimie ainsi que les SVT (sciences de la Terre) au lycée. Les jeunes ont aussi demandé des conseils à leurs professeurs de SVT à propos des roches et comment les étudier, tandis que les professeurs de Physique & Chimie étaient présents pour leur apprentissage de l'utilisation du matériel spécifique en Astronomie : télescope sur monture équatoriale et caméra CCD du lycée, télescope et appareil photo numérique personnels et logiciels libres de traitement d'images.



La démarche scientifique adoptée est celle de l'investigation. Les jeunes sont entièrement autonomes. Les professeurs ne sont présents que pour les encadrer et les guider de temps en temps, en leur apportant des savoirs-faire techniques et spécifiques à l'astronomie. Exceptionnellement, ils ont apporté quelques conseils sur la démarche à suivre, lorsque le besoin s'est fait sentir.
Chaque étape de leur démarche scientifique est suivie de près par Stéphane LE Mouélic, qui valide les idées des jeunes au fur et à mesure de leur progression et leur apporte des compléments scientifiques et techniques afin qu'ils puissent avancer dans leur projet.
 
photo Lycée L.Vinci Atelier scientifique et technique             photo Lycée L.Vinci Atelier scientifique et technique
 

La valorisation

Les jeunes voulaient faire le concours des Olympiades de Physique France, afin de partager sur leur travaux, mais aussi découvrir ce concours qu'ils connaissaient par le biais d'autres amis qui avaient participé l'année dernière.
Le projet étant bien avancé, les professeurs de Physique et Chimie leur ont proposé de participer aux concours C.Génial et Faites de la Sciences, afin de valoriser leurs travaux. Ils ont accepté de relever le challenge. Pour participer à ces concours, ils ont produits un dossier de 20 pages, préparer de nombreux oraux de durée différente, accompagné de diaporamas et d'affiches qu'ils ont produits.Ils ont passé beaucoup de temps à s'entraîner à l'oral et présenter efficacement leur diaporama. Leurs progrès à l'oral ont été impressionnants en l'espace de six mois. Les jeunes ont gagné de l'assurance, de la confiance en eux, de la prestance et de la facilité à s'exprimer à l'oral devant n'importe quel public (scientifiques, chercheurs, professeurs, industriels, public, élèves, etc ...).
Ils ont aussi appris à s'organiser et à travailler en équipe, souvent dans des conditions difficiles et aussi de dernière minute.

photo Lycée L.Vinci Atelier scientifique et technique             photo Lycée L.Vinci Atelier scientifique et technique

Les parents ont soutenus leurs enfants jusqu'au bout, les encourageant dans leur projet. Ce qui a permis de créer un lien fort entre les professeurs, les élèves et les parents.
Leur participation a permis aux jeunes de se qualifier pour les finales nationales des trois concours et ont remporté un second prix aux Olympiades de Physique France, à C.Génial, et termine enfin en apothéose avec le premier prix national de Faites de la Science.

photo Lycée L.Vinci Atelier scientifique et technique             photo Lycée L.Vinci Atelier scientifique et technique

Les jeunes ont remportés des visites inoubliables de laboratoire français (ESRF et ILL) et un prix financier qu'ils ont partagé entre eux lors des Olympiades de Physique France. Ils vont visiter des laboratoires allemands avec C.Génial et enfin, ils ont remporté un ordinateur portable et 1500 € pour le Club d'Astronomie du lycée, qu'ils feront profiter à tous les projets et futurs projets
scientifiques de leurs camarades.
Le lycée Léonard de Vinci de Montaigu a par ailleurs gagné de la renommée et une image dynamique par la participation de ses élèves aux concours. De nombreuses fois, il a été cité dans la presse locale, mais surtout dans la presse régionale et spécialisée. Les jeunes ont permis de promouvoir un lycée toujours en mouvement et ouvert sur des projets scientifiques. De nombreux jeunes s'intéressent de plus en plus à ce qu'il se fait dans le cadre de l'Atelier scientifique. Ce projet a ainsi apporté une image très séduisante de la Science dans le milieu scolaire.

En conclusion, bien qu'ils n'ont pas encore pu répondre à leur première question, c'est-à-dire celle de l'origine de la Lune, ils ont appris à utiliser la lumière de la Lune et exploiter ses informations. Ils savent comment déterminer la nature du sol de la Lune avec les moyens du lycée, expérience qui est bien originale, car même les professeurs ne savaient pas si le projet des jeunes allait aboutir à
des résultats. Quel plaisir de voir ces jeunes enthousiastes, émerveillés, curieux, motivés, présenter un projet assez difficile et surmonter toutes les difficultés pour finir par avoir un sourire jusqu'aux oreilles sur le podium. C'est une belle récompense de leur investissement. Et c'est aussi une belle récompense pour les enseignants, de les voir si passionnés par l'Astronomie et de les voir si heureux à faire des Sciences.
 
photo Lycée L.Vinci Atelier scientifique et technique
 
auteur(s) :

Gilles Guibert, enseignant (physique chimie)

information(s) pédagogique(s)

niveau : tous niveaux

type pédagogique : activité de recherche, activité de découverte

public visé : enseignant

contexte d'usage : atelier

référence aux programmes : Les ateliers scientifiques et techniques.

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