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un projet du lycée Talensac - Jeanne Bernard (Nantes) dans le cadre du concours Faites de la science.

mis à jour le 03/09/2013


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Le projet a été mené durant l'année scolaire 2012-2013 avec des élèves de 1ère STL. Un partenaire scientifique a contribué à la démarche. Le projet a été valorisé dans le cadre du concours "Faites de la science".

mots clés : Faites de la science, partenariat scientifique, production, valorisation


Présentation et objectifs

Le projet « la Pile Microbienne » a été réalisé tout au long de l'année scolaire par les élèves de la classe de 1ère STL (Science Technique de Laboratoire) Biotechnologies du lycée Talensac-Jeanne Bernard de Nantes. L'ensemble de la classe a participé au projet lors des séances d'accompagnement personnalisé. Anaëlle, Romain, Lucinda, Erwan et Marine se sont portés volontaires pour le présenter  du concours Faites de la science.

Le projet avait différents objectifs:

  • mise en place d'une démarche de projet,
  • réalisation du travail en lien avec un partenaire scientifique,
  • présentation à l'oral du travail mené dans le cadre d'un concours.

Durant l'année 2013, Nantes étant ville verte européenne, les élèves ont souhaité trouver un sujet en rapport avec les énergies renouvelables. Ils ont donc voulu produire de l'électricité à partir d'éléments qui nous entourent. Dans le cadre de leur formation et notamment en biotechnologies, ils étudient les micro-organismes. C'est donc naturellement qu'ils se sont demandés : comment peut-on produire de l'électricité à partir des bactéries ? Mais où trouver des bactéries autour de nous ? La réponse se trouve dans nos déchets et notamment dans le compost. En effet, sachant que le compost contient des bactéries, le but de ce projet serait de récupérer l'électricité produite par les micro-organismes, pour allumer des lumières dans le jardin ....

Les disciplines et la thématique retenue

Les élèves ont été encadrés tout au long de l'année par les professeurs de sciences Physiques et de Biotechnologie. Ils ont pu aussi travailler avec leurs enseignants de mathématiques et de français.
 



photo projet faites de la science
 
 

Partenariat et démarche

Après avoir défini leur sujet, les élèves ont effectué des recherches sur internet pour trouver un partenaire. Mr Barrière, maître de conférences à l'institut des Sciences Chimiques de Rennes, a répondu positivement à leur demande. Il a été très présent en répondant à leurs interrogations, par courriel. Puis, Mr Picot doctorant dans ce laboratoire, est venu rencontrer les élèves pour leur expliquer son travail et aussi répondre à leurs questions. Ce laboratoire travaille sur une pile microbienne à partir des eaux usées.



Les élèves ont d'abord analysé le fonctionnement d'une pile hydrogène et ont pu comprendre, grâce au partenaire scientifique, que la pile microbienne est très semblable à cette pile hydrogène. L'une des électrode est en effet identique, l'autre étant colonisée par des bactéries du compost formant un biofilm (empilement de bactéries où circulent les nutriments et les déchets libérés par les bactéries). La maturation du biofilm et la dissémination ont pour effet d'étendre la colonisation par les bactéries sur toute l'électrode.
Les élèves ont également découvert que les bactéries utilisent de l'acétate de sodium comme source d'énergie à l'origine des électrons transportés dans la pile.
 
Les élèves ont alors travaillé à la réalisation de leurs propres biopiles. Ils ont relevé deux fois par jour les différences de potentiel aux bornes des piles.
Les résultats n'étant pas satisfaisants, les élèves ont voulu stabiliser la tension mais aussi en avoir une plus élevée. Les élèves ont donc modifié certains paramètres pour améliorer cette tension. Ils ont placé les piles dans une pièce sombre à 19°C et ont modifié la composition et le volume de tampon.

Ils ont ainsi pu observer que la différence de potentiel des différentes piles était stable au cours du temps avec une valeur moyenne de 0,7 V. Mais en mesurant l'intensité de ces piles, ils se sont rendus compte que celle-ci était très faible (environ 0,1 mA). C'est pourquoi, il a été impossible d'allumer une ampoule. Il aurait fallu encore modifier d'autres paramètres (la surface de l'anode, la forme de la pile...).
 
 

La valorisation

Les élèves ont présenté leur projet lors de la phase régionale du concours « Faites de la Science » qui a eu lieu à l'UFR sciences d'Angers. En arrivant à la 3ème place, ils ont eu la chance d'aller à la finale nationale à La Rochelle où ils ont terminé 13ème ex-aequo.
Lors de ces présentations, les élèves ont apprécié la rencontre avec les autres jeunes.
Ils ont pu aussi apprendre à parler devant un jury.
Pour finir, cela leur a permis de valoriser et de faire connaître leur section STL Biotechnologies.
 
auteur(s) :

aurélie bruhay, enseignante

information(s) pédagogique(s)

niveau : tous niveaux

type pédagogique : activité de découverte, activité de recherche

public visé : enseignant

contexte d'usage : classe

référence aux programmes : accompagnement personnalisé

ressource(s) principale(s)

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