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une balade entre les deux infinis...

Cahier de l'animation : Collèges

8 septembre 2012 • 20 janvier 2013 La Presqu'île (face au Cargö) à Caen www.relais-sciences.org Cette opération est cofinancée par l'Union européenne. L'Europe s'engage avec le Fonds européen de développement régional.


ZOOM

Une balade entre les 2 infinis Après les "Odyssées" qui ont séduit près de 80 000 personnes en Basse-Normandie, Relais d'sciences lance en septembre 2012 un nouveau cycle culturel dédié à la physique des deux infinis. Au cœur de cette programmation, une exposition phare qui associe actualités, enjeux scientifiques et technologies numériques : Zoom. Les physiciens cherchent aujourd'hui à simplifier et à unifier les différents modèles théoriques utilisés pour décrire les lois de la physique de la matière. L'objectif ultime, et semble-t-il inaccessible, de ces recherches serait une théorie unifiant toutes les précédentes et décrivant l'organisation de la matière à toutes les échelles. Dans cette œuvre, les acteurs de la recherche fondamentale ont traversé plusieurs révolutions conceptuelles. Aujourd'hui, les théories en vigueur sont de nature souvent insaisissable : mécanique quantique, antimatière, théorie des cordes, ... Leur compréhension par le plus grand nombre n'en est que plus délicate. Pourtant, les sciences physiques portent des enjeux publics majeurs qui conditionnent l'évolution de notre société. Energie, technologie, santé, ces questions doivent être plus largement partagées et débattues avec la population. C'est à ce dialogue que Relais d'sciences invite les publics. C’est d’ailleurs pour cette raison qu’un médiateur est constamment présent dans l’exposition. Il aide le visiteur tant dans le contenu que dans la forme, il facilite la prise en main des machines et permet la compréhension des consignes d’utilisation et surtout il répond aux questions et apporte des précisions vis à vis du contenu scientifique. Il a à sa disposition des expérimentations vivantes qui peuvent illustrer son propos.

Retrouvez tout le programme sur www.relais-sciences.org

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Zoom, balade entre les infinis

Malgré la présence du dispositif numérique et la relative autonomie d’exploitation des modules, la place des médiateurs reste indispensable.


NOTIONS & CONTENUS

Une balade entre les 2 infinis L’exposition “Zoom” propose une plongée dans l’intimité de la matière pour évoquer des concepts de physique et des enjeux de société en écho aux notions abordées dans les programmes scolaires. Partie 1

Les briques élémentaires de la matière Si les lois physiques sont universelles en tout point de l’Univers, certaines peuvent être considérées comme dominantes ou négligeables suivant l’échelle à laquelle les scientifiques s’intéressent. Pour se représenter ces lois et ces briques élémentaires, les physiciens s’appuient sur le “Modèle standard”… Existe-t-il une théorie unique pour décrire tout l’Univers ? D'une particule jusqu’à l’immensité de l’Univers, difficile de se représenter la matière qui nous compose et nous entoure. Les physiciens tentent pourtant de comprendre les lois qui gouvernent notre Univers et de les intégrer dans un système cohérent. Au fil du temps, ils ont ainsi élaboré différentes théories. Ces lois, censées être universelles, sont cependant incomplètes. Les chercheurs n’ont pas d’autre choix que de trouver de nouveaux cadres de pensée pour avancer dans leur quête d’une théorie "du tout". Quelles sont les briques élémentaires de la matière ? Pour décrire toute la matière de l’Univers, il ne faut aux chercheurs que 12 briques élémentaires. Si on y ajoute le ciment des 5 particules qui véhiculent les 3 forces fondamentales de l’Univers, on obtient l’édifice théorique le plus compact jamais conçu pour décrire la matière. Cette théorie, baptisée “Modèle standard”, tient à l’expérimentation mais deux pièces manquent encore au puzzle  : l’observation du Boson de Higgs et l’unification du modèle avec la force de gravité.

La matière à différentes échelles : du noyau à la galaxie

Zoom, balade entre les infinis

Partie 2

La condensation de la matière L’association des particules, juste après le Big  Bang, a permis la condensation de la matière sous la forme des premiers noyaux d’atomes. Par la suite, la matière s’est condensée au cœur des étoiles et des supernovæ. Nous sommes tous constitués de ces poussières d’étoiles…

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Qu’est-ce que la Vallée de la stabilité ? On estime à 257 le nombre de noyaux atomiques stables. Chacun de ces noyaux peut également exister sous des formes plus instables, les isotopes. Depuis la naissance de l’Univers, plusieurs milliers d’isotopes apparaissent et se désintègrent presque instantanément. Pour étudier cette diversité, les physiciens répartissent ces noyaux stables et instables dans une carte appelée “Vallée de la stabilité”.


Comment se forment les noyaux au cœur des étoiles ? Tous les noyaux n’existent pas depuis la naissance de l'Univers. Les plus légers, comme l’hydrogène et l’hélium, sont apparus il y a 14 milliards d'années lors du Big Bang. Les noyaux plus lourds, comme le carbone, se sont formés plus tard au cœur des étoiles alors que les atomes très lourds, comme l’uranium, ont été produits et disséminés lors de leurs explosions. Ces phénomènes intéressent aussi bien les physiciens nucléaires que les astronomes.

Les éléments chimiques présents dans l'Univers

Partie 3

Une matière qui rayonne Un rayon est une particule en mouvement qui véhicule de l’énergie. Un rayonnement issu du Big Bang et des étoiles nous inonde quotidiennement. Une grande partie de ces rayons est transportée par les photons. C’est ce même type de rayonnement qui est produit lors des réactions nucléaires… Comment fonctionne une centrale nucléaire ? La fusion de noyaux atomiques se déroule de nos jours au cœur des étoiles. Jusqu’à une certaine taille de noyaux, cette fusion libère de l’énergie. Au delà, elle en absorbe. En “cassant” de gros noyaux, on peut libérer cette énergie : c’est la fission mise en œuvre dans nos centrales. À l’inverse, dans les projets de centrale comme ITER, on tente de faire fusionner de petits noyaux pour produire l’énergie. Ce procédé est loin d’être appliqué faute de savoir maîtriser des réactions mais l’enjeu est majeur puisque le combustible serait quasi illimité et la production de déchets diminuerait radicalement.

Les rayonnements dans l'Univers

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Quels sont les rayons qui nous traversent ? Nous baignons dans des rayonnements d'origines et de natures différentes créés au cœur des étoiles, par les roches, par des appareils, par des installations nucléaires voire par notre propre corps… Certains rayons nous traversent, d'autres sont stoppés par une simple feuille de papier. D’autres encore peuvent pénétrer la matière et s’y arrêter en libérant toute leur énergie. C’est pourquoi, si la compréhension et l’utilisation des rayonnements ouvrent sur de nombreuses applications en termes de santé, d’industrie et d’énergie, la maîtrise des risques associés est un enjeu de société.


EXPOSITION

Une balade entre les 2 infinis TECHNOLOGIES

Un parcours numérique L’exposition est constituée de 6 machines numériques et interactives dotées de technologies innovantes pour offrir une image dynamique des modèles scientifiques complexes et rendre les élèves acteurs de leur découverte. Àccueil des groupes Un médiateur scientifique est présent en permanence pour accueillir les groupes, les accompagner dans la manipulation des machines et faciliter leur accès aux contenus.

SALLE 2

La condensation de la matière L’association des particules, juste après le Big  Bang, a permis la condensation de la matière sous la forme des premiers noyaux d’atomes. Par la suite, la matière s’est condensée au cœur des étoiles et des supernovæ. Nous sommes tous constitués de ces poussières d’étoiles…

Vallée de la stabilité À l 'aide de tablettes tactiles, le visiteur visionne des vidéos de la Vallée de la stabilité. D'autres visiteurs peuvent littéralement surfer dans cette vallée grâce au système de balance board.

Poussières d'étoiles Sur un écran, une étoile explose en supernova à l'approche des visiteurs grâce à un système de motion capture par Kinect®. Les résidus de cette explosion interagissent avec le visiteur, épouse son profil et ses mouvements.


SALLE 3

Une matière qui rayonne Un rayon est une particule en mouvement qui véhicule de l’énergie. Un rayonnement issu du Big Bang et des étoiles nous inonde quotidiennement. Une grande partie de ces rayons sont transportés par les photons. C’est ce même type de rayonnement qui est produit lors des réactions nucléaires…

Ces rayons qui nous traversent Une machine à brouillard nous révèle le rayonnement cosmique. En parallèle, le visiteur insère dans une case des objets qui déclenchent, grâce à la technologie NFC, des séquences d'information sur les rayonnements.

Cœur de centrale Le visiteur reconstitue le fonctionnement d'une centrale nucléaire en plaçant des cartes aux formes simples sous une caméra infrarouge. Ce puzzle prend forme en temps réel devant le visiteur lorsque la construction est fonctionnelle.

SALLE 1

Les briques élémentaires de la matière Si les lois physiques sont universelles en tout point de l’Univers, certaines peuvent être considérées comme dominantes ou négligeables suivant l’échelle à laquelle les scientifiques s’intéressent. Pour se représenter ces lois et ces briques élémentaires, les physiciens s’appuient sur le “Modèle standard”…

D'un infini à l'autre À l 'aide de ses doigts, sur une table tactile, le visiteur navigue entre l'infiniment grand et l'infiniment petit en faisant apparaître des contenus sur les travaux de recherche menés aux différentes échelles de l'Univers.

Particules élémentaires Le visiteur manipule de simples cubes mais à l'écran, ce sont des particules élémentaires qui apparaissent grâce à un système combiné de motion capture par tracking et de réalité augmentée.


Zoom, balade entre les infinis

Surf dans la Vallée de la stabilité : Les machines s'appuient sur les codes des jeux vidéos pour introduire les notions scientifiques complexes.

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Zoom, balade entre les infinis

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ANIMATION

Objectifs pédagogiques Objectifs généraux Découvrir la complexité de notre Univers. Comprendre l’organisation du système solaire. Comprendre la force de gravitation par des expériences. Découvrir les particules élémentaires. Comprendre que les lois fondamentales s’appliquent à l'infiniment petit comme à l’infiniment grand et donc à notre échelle. Mettre en applications les connaissances sur les puissances de 10 et les ordres de grandeur. Définir la fission nucléaire. Comprendre le fonctionnement de la turbine d’une centrale nucléaire. Comprendre le parcours de l’eau impliquée dans le processus. Découvrir la radioactivité naturelle. Découvrir un exemple de rayonnement : le téléphone portable. Exprimer une approche sensible des phénomènes physiques. Etre autonome avec les nouveaux outils numériques. Prendre du plaisir.

Liens avec le programme scolaire Tout doit concourir à la construction d’une culture scientifique et technique de l’élève. Le collégien doit se représenter le monde, de l’infiniment petit à l’infiniment grand, de l’échelle microscopique à l’échelle macroscopique, en passant par l’échelle moyenne. Si les connaissances abordées sont essentiellement liées aux sciences physiques, il n’en demeure pas moins une approche par la SVT (et nous dans tout ça ?), par la technologie (parallèle technologique des sciences) et par les mathématiques (les puissances de 10 et les ordres de grandeur). Les thèmes de convergence, comme celui de l’énergie, seront l’occasion de faire les liens transversaux. Cinquièmes La notion de molécule est introduite à travers les exemples de l’eau et de l’air. Les transformations chimiques sont interprétées en utilisant la notion d'atome.

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Troisièmes Pour expliquer la gravitation, on s’intéresse à l’organisation du système solaire, à la relation entre le poids et la masse d’un objet. Constituant de l’atome.

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ANIMATION

Une quête Pour que chaque élève profite au maximum de sa visite, Relais d'sciences propose des créneaux d'ouverture dédiés aux publics scolaires. Chaque groupe bénéficie ainsi d'une visite accompagnée par un animateur scientifique. Le concept L’animation, d’une durée d‘1h15 environ, s’articule autour d’une quête. A la recherche d’informations, la classe séparée en 2 groupes utilise un iPad pour les récolter. De façon coopérative, les élèves complètent ce document avec l’aide de leur enseignant dans un premier groupe et de l’animateur dans un second groupe mais en gardant à l’esprit l'intérêt interactif de ce ‘‘manuscrit’’ nouvelle génération. Il est en effet possible d’intégrer des textes ainsi que des images pour répondre aux étapes liées à la quête. Chaque tablette est attribuée à un groupe, qui la garde tout au long de la visite. Elle permet la création de deux documents par classe. Ces fichiers sont envoyés par mail aux enseignants à la fin de chaque visite. Les questions de la quête sont éditées sur le logiciel "Pages", afin de pouvoir facilement y intégrer les réflexions. L’animateur explique brièvement la méthode d’utilisation. Ce principe d’animation propose une approche sensible et une façon différente d’aborder la physique à l’aide de supports variés et encourage les collégiens, à la fois dans l’expression écrite et dans l’interactivité avec les machines rencontrées. Ce format de visite implique une coopération de la part des élèves dans cette recherche de l’information car plusieurs collégiens peuvent interagir avec la tablette tactile en même temps. L’animateur et les accompagnateurs peuvent orienter chaque groupe et aider ses membres à se répartir les tâches : s’occuper de l’aspect rédactionnel et rechercher l’information en étant acteur. L’animateur reste dans la salle 1 et le (ou les) accompagnateur(s) dans la salle 3, ce sont les groupes qui changent de salle avec leur tablette. L’animateur peut agrémenter son intervention par des expérimentations s’il le souhaite. La salle 2 n'est abordée qu’éventuellement en conclusion, du fait de sa complexité pour le niveau concerné et du temps imparti de l’animation. Les deux quêtes ainsi constituées sont envoyées par mail (format pdf ), à l’enseignant afin qu’ils puissent poursuivre ou s’appuyer sur cette visite. La conclusion de cette visite se réalise avec la classe entière. L’animateur réagit en fonction du niveau scolaire et des réactions rencontrées pour donner des précisions sur certains phénomènes et leurs mises en relation.

Chaque groupe commence la visite dans des salles différentes et reste dans chacune d’entre elles vingt cinq minutes environ. Dans chaque tablette se trouve les documents nécessaires au bon déroulement de la quête. Ces documents s’organisent de la manière suivante : Chaque classe a un dossier au nom de l’établissement. Pour chacune des salles un ensemble de questions est disponible dans ce dossier, chaque question étant nommée par la salle où la trouver et le nom de la question, exemple : "Etape 1 Matière" correspond à la salle 1 La matière est-elle la même pour tous les objets de l’Univers, en passant par les planètes, les Hommes, les fourmis... ?, la salle 1 correspondant à l’étape 1, et la salle 3 à l’étape 2, une étape suivante pourra être atteinte à la fin de la quête suivant le déroulement de la visite.

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Le déroulement


Pour préparer sa visite : Prévoir de séparer la classe en deux groupes homogènes en prenant soin de mettre des utilisateurs d’iPad dans chacun des groupes. Accompagner ces groupes pour les encadrer et les aider à accéder à l’information. Prendre connaissance du contenu de la quête pour orienter le choix des questions suivant le programme suivi en classe.

Le contenu de la quête Objectifs de la salle 1 Découvrir la complexité de notre Univers. Comprendre l’organisation du système solaire. Comprendre la force de gravitation par des expériences. Découvrir les particules élémentaires. Comprendre que les lois fondamentales s’appliquent à l'infiniment petit comme à l’infiniment grand et donc à notre échelle. Mettre en applications les connaissances sur les puissances de 10 et les ordres de grandeur. Approcher de manière sensible la physique. Etape 1 matière Touche la table tactile et cherche l’image pour répondre à la question. Place les traits au bon endroit. (Indice : Photo de la planète Terre) La matière est-elle la même pour tous les objets de l’univers, en passant par les étoiles, les planètes, les hommes, les fourmis... ? Elle est constituée de tomes. Non. Elle est constituée d’atomes. Oui. Elle est constituée de quarks. Oui. Du Soleil en passant par notre corps ou les astéroïdes, la matière est la même partout. Cette matière est constituée de petites briques - les atomes - associées dans différentes proportions. Par exemple, le Soleil est constitue principalement d'atomes d'hydrogène et d'hélium alors que certains astéroïdes contiennent essentiellement des métaux (fer, nickel). C'est l'histoire de l'Univers qui explique ces différences. Initialement, l'hydrogène et l'hélium étaient les seuls atomes présents. Petit à petit, d'autres se sont différenciés via des réactions nucléaires qui se produisent au coeur des étoiles. Etape 1 galaxie Touche la table tactile et cherche l’image pour répondre à la question. (Indice : Photo de notre galaxie) Qu’est-ce qu’une galaxie ? Si la Voie lactée ou même la galaxie d'Andromède nous semblent familières, que recouvrent-elles ? Un ensemble d'étoiles, de gaz et de poussières qui fonctionnent en systèmes indépendants mais dont la cohésion est assurée par la force de gravitation. Les galaxies existent sous 2 formes : en spirale ou en ellipse. Les chercheurs qui étudient ces objets sont confrontés à un problème de taille : le mouvement des galaxies - qui s'éloignent les unes des autres - est remis en cause par des calculs de masse. Les amas de galaxies sont en effet trop lourds par rapport à la matière qu'ils contiennent... Il existe donc quelque chose que l'on ne voit pas baptise "Matière ou Energie noire".

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Quelle est la force qui maintient les composants des galaxies ? La cohésion est assurée par la force de gravitation. Etape 1 système Ceci est un bonus ! Une phrase pour t’aider : ME Voici Tout MAuve Je Suis Un Navet. Replace les planètes du système solaire de la plus proche à la plus éloignée. Mercure Vénus Terre Mars Jupiter Saturne Uranus Neptune. Invente toi aussi une phrase pour t’aider à mémoriser l’ordre des planètes.

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Etape 1 deux infinis Touche la table tactile et voyage entre les deux infinis... de l’infiniment grand à l’infiniment petit. Cite et prend en photo un élément qui représente l’infiniment grand et un autre pour l’infiniment petit. Précise à quelle échelle tu les as observés et nomme les. Etape 1 particule Attrape un cube et fais le jeu en lisant la consigne. Indice : Photo du cube 3. Il existe des éléments encore plus petits que les atomes. Retrouve leur nom suivant le dessin cidessous : Je suis la particule de la lumière je suis le …PHOTON. Je suis la particule responsable de la gravitation je suis le …GRAVITON. Etape 1 expérience Observez l’expérience et faites une photo. Pourquoi toutes les planètes du système solaire tournent-elles ? Pour comprendre la rotation des planètes, il faut se remettre en mémoire les lois de la gravitation. Nous allons observer une expérience : Un drap est tenu tendu horizontalement. Une boule est déposée au centre du drap, qui se creuse sous son action. On lance ensuite, à la bonne vitesse et la bonne distance de la boule, une bille. On observe qu’elle va tourner sur le drap, autour de la boule. En l’absence de frottements (air, tissu, etc…) la bille tournerait indéfiniment autour de la boule à condition que l’équilibre vitesse/masse/distance soit respecté. Que se passerait-il si la Lune ne tournait plus autour de la Terre ? Le mouvement de rotation de la Lune se transformerait en mouvement en ligne droite. La Lune s’éloignerait de la Terre de plus en plus sans jamais s’arrêter.

Objectifs de la salle 3 Définir la fission nucléaire. Comprendre le fonctionnement de la turbine d’une centrale nucléaire. Comprendre le parcours de l’eau impliquée dans le processus. Découvrir la radioactivité naturelle. Découvrir un exemple de rayonnement : le téléphone portable. Etape 2 flèche Ceci est un bonus ! Retrouve la flèche blanche cachée dans la salle où tu te trouves. Prend la en photo. Etape 2.1 fusion fission

Donne la définition de ce phénomène. La fission est la ‘‘cassure’’ d’un noyau très lourd en deux noyaux de taille moyenne. Certains noyaux le font spontanément mais pour d’autres, les chercheurs doivent les bombarder avec des neutrons pour les casser. C’est ce qui se passe dans une centrale nucléaire où l’on bombarde des barres d’uranium 235 et de plutonium 239. Deux noyaux plus petits et des neutrons sont alors libérés avec une forte énergie. Les neutrons libérés vont à leur tour percuter d’autres noyaux d’uranium et de plutonium : c’est la réaction en chaîne !

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Fabrique une centrale nucléaire avec ces 6 composants principaux. Fais une photo du résultat. La centrale nucléaire utilise la …  fusion/fission


Etape 2.1 turbine Fabrique la turbine de la centrale nucléaire. Fais une photo. Comment l’eau du circuit primaire est-elle chauffée ? Dans le coeur d'une centrale, des neutrons bombardent des noyaux d'uranium et les cassent : c'est la fission. Lorsqu'un noyau d'uranium fissionne, une partie de sa masse est transformée en énergie selon la formule E=MC2. Les produits de cette fission emportent cette énergie sous forme de vitesse (8.000 km/s). Ils sont ensuite freinés par la matière environnante qu'ils échauffent. Cette matière, l'uranium, est présente sous forme de barres. Ces barres sont immergées dans de l'eau qui modère la vitesse des neutrons. Cette même eau récupère la chaleur émise pour lui permettre de circuler dans la centrale. Grâce à quoi la turbine peut-elle tourner ? La chaleur récupérée dans le coeur des centrales transforme l'eau du circuit secondaire en vapeur. Celle-ci entraîne une turbine qui fait fonctionner un alternateur. Comme dans un barrage hydraulique ou une éolienne, le mouvement de cet alternateur est converti en électricité. La vapeur du circuit secondaire n'est pas rejetée dans l'environnement. Elle est à nouveau refroidie par un circuit tertiaire et repart pour un nouveau cycle de transport de chaleur. Là aussi, des mesures de radioprotection doivent être mises en oeuvre pour éviter les transferts de matériels radioactifs. A quoi sert l’eau de la rivière ? Les cheminées réfrigérantes des centrales nucléaires sont alimentées avec de l'eau prélevée dans la nature. Ceci explique la fréquente implantation des centrales aux abords d'un fleuve ou de la mer. Cette situation comporte le risque d'une inondation ou le rejet dans la nature de produits radioactifs. De plus, le rejet dans l'environnement de l'eau réchauffée affecte certains écosystèmes. Cette perturbation peut entrainer une hausse de la mortalité de la faune aquatique. En savoir plus : Les immenses cheminées des centrales nucléaires, souvent surmontées d'un panache de vapeur blanche, attirent le regard. Ces cheminées sont des réfrigérants. Le circuit d'eau chaude qui actionne les turbines de la centrale s'y refroidit au contact d'air ou d'eau plus frais. Cette rencontre produit de la vapeur. Ces cheminées réfrigérantes sont donc des "soupapes" qui permettent à la centrale d'évacuer son trop-plein de chaleur sous forme de vapeur. Cette vapeur n'est jamais en contact avec l'eau qui entoure les barres d'uranium à l'intérieur du réacteur. Etape 2 corps Trouve l’objet correspondant à la question et pose-le sur le cercle.   Notre corps contient-il des noyaux radioactifs ? Lesquels ? Fais une photo. Eh oui ! Dans notre squelette, on trouve par exemple du potassium, qui existe naturellement sous forme instable (le potassium-40). Pour un être humain de 70 kg, le nombre de noyaux de potassium-40 qui se désintègrent dans notre squelette chaque seconde, se situe autour de 4.500 Bécquerel ! Cela correspond à 16% de notre exposition naturelle aux radiations, le reste étant lié essentiellement à des gaz radioactifs contenus dans les murs des habitations et aux rayonnements terrestre et cosmique. Mais pas de panique, nous sommes capable de supporter ça. Ce sont les doses de radiations qui s'ajoutent à cette exposition naturelle qu’il faut limiter autant que possible.

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Etape 2 mesure radioactivité Trouve l’objet correspondant à la question et pose-le sur le cercle.   Quelle est l’unité ou les unités de mesure de la radioactivité ? Laquelle concerne les effets sur le corps humain ? Fais une photo. Plusieurs unités de mesure de la radioactivité coexistent et se complètent. Le becquerel mesure le nombre de désintégrations par seconde. Une dose absorbée se mesure en gray. Enfin, une mesure en sievert traduit l'effet produit.

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Etape 2 téléphone Trouve l’objet correspondant à la question et pose-le sur le cercle. Pourquoi peut-on dire que les téléphones portables rayonnent ? Sur une notice de téléphone portable, il est écrit qu’il faut éviter de l’approcher du bas du ventre ou de le garder trop longtemps à l’oreille. Pourquoi ? Parce que ces objets – qui font aujourd’hui partie de notre quotidien – émettent et reçoivent des rayonnements pour fonctionner : un rayonnement électromagnétique entre les téléphones et des antennes relais. Depuis environ dix ans, plusieurs études tentent de mettre en lumière la nocivité de ces ondes car des chercheurs pensent qu’il pourrait y avoir des conséquences sur notre santé, comme des maux de tête jusqu’à l’apparition de certains cancers. Pour autant, le sujet fait toujours débat à l’heure actuelle. Prend une photo de quelqu’un qui est en train de téléphoner. Quel est l‘organe humain le plus touché par les rayonnements au moment de l’appel ? Le cerveau.  

Conclusion

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L’animateur reprendra quelques éléments marquants vus dans les deux salles et complétera avec des informations supplémentaires. Il pourra utiliser un dosimètre pour montrer l’appareil et mesurer la radioactivité naturelle de certains collégiens. Si l’animateur juge que la quête a été bien menée il pourra leur permettre d’accéder à un niveau supérieur en réalisant une explosion d’étoile.


RESSOURCES

Bibliographie Livres Voyage au cœur de la matière NEPAL, Belin, CNRS Editions,Croisée des sciences, 2002. Combien de particules dans un petit pois ? François Vannucci, Editions Le Pommier, Les Petites Pommes du Savoir n°30. Que cache l’électron ? Jean-Louis Bodin, Editions Le Pommier, Les Petites Pommes du Savoir n°80. Peut-on casser l’atome ? Jean-Marc Cavedon, Editions Le Pommier, Les Petites Pommes du Savoir n°111. Des séquoias dans les étoiles Philippe Chomaz, EDP Sciences, 2002. Qu’y a-t-il dans un réacteur nucléaire ? Jean-Marc Cavedon, Editions Le Pommier, Les Petites Pommes du Savoir n°59. Le neutrino, particule ordinaire ? Thierry Stolarczyk, Editions Le Pommier, Les Petites Pommes du Savoir n°101. Les neutrinos vont-ils au paradis ? François Vannucci, EDP Sciences, 2002. La radioactivité est-elle dangereuse ? Jean-Marc Cavedon, Editions Le Pommier, Les Petites Pommes du Savoir n°8. Quelles solutions pour nos déchets nucléaires ? Stéphane Gin, Editions Le Pommier, Les Petites Pommes du Savoir n°78.

Revues Sciences et vie découvertes Comment ça marche Le monde des ados Article sur le nucléaire dans le n°255, avec un dossier Fred et Jamy dans chaque numéro.

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Science & Vie La recherche Pour la science

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RESSOURCES

Webographie La physique et son actualité Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans quatre grands domaines : énergies bas carbone (nucléaire et renouvelables), défense et sécurité, technologies pour l’information et technologies pour la santé. De nombreux thèmes sont abordés, les métiers de la recherche détaillés et des animations, expériences sont disponibles. Une zone pour les enseignants met à disposition des ressources documentaires. Lien : http://www.cea.fr/jeunes Centre Saclay Le centre CEA de Saclay est un des 10 centres de recherche du CEA. Il constitue un centre de recherche et d'innovations de premier plan au niveau européen. Plus de 6000 personnes y travaillent. Il joue un rôle majeur dans le développement économique régional. Pluridisciplinaire, il exerce ses activités dans des domaines tels que l'énergie nucléaire, les sciences du vivant, les sciences de la matière, le climat et l'environnement, la recherche technologique et l'enseignement. On y trouve notamment des thèmes comme la science pour tous, des conférences enregistrées à destination des juniors et les actualités de la recherche. Lien : http://www-centre-saclay.cea.fr/fr Le Grand Collisionneur de Hadrons (LHC, Large Hadron Collider) Le LHC, ouvert depuis le 30 mars 2010, est situé dans un anneau de 27 kilomètres et enterré à 100 m sous terre à la frontière franco-suisse, près de Genève. Le LHC est désormais le plus puissant des accélérateurs de particules au monde. Des protons (ou des ions) de très haute énergie circulant dans deux faisceaux tournants à contre-sens se choquent les uns contre les autres, dans le but de rechercher des indices de la supersymétrie, de la matière noire et de l’origine de la masse des particules élémentaires. Une explication du fonctionnement avec une vidéo très claire, des implications et enjeux, et des expériences sont disponibles sur le site. Une BD de Lison Bernet reprend les thèmes abordés de façon décalée et ludique, cf lien bandes dessinées. Lien : http://www.lhc-france.fr/ Centre d’étude sur l’Evaluation de la Protection dans le domaine Nucléaire (CEPN) Regroupant EDF, AREVA, IRSN et CEA, le CEPN est une association à but non lucratif, fondée en 1976, pour évaluer la protection de l’homme contre les dangers des rayonnements ionisants, sous ses aspects techniques, sanitaires, économiques et sociaux. Lien : http://www.cepn.asso.fr/

Laboratoire de Cristallographie et Science des Matériaux (CRISMAT) Le laboratoire CRISMAT est une Unité Mixte de Recherche (UMR 6508) du CNRS et de l’Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs de Caen, ENSICAEN. Créé sous la forme d’une URA en 1986 par le Prof. B. Raveau puis devenu UMR en 1996, le laboratoire est rattaché principalement au Département Chimie du CNRS (80%) et il est aussi étroitement lié au Département Mathématiques, Physique, Planète et Univers (20%). L’UMR bénéficie du soutien du Ministère de la Recherche dans le cadre d’un contrat quadriennal entre l’ENSICAEN et le CNRS et elle entretient aussi des contacts étroits avec l’Université de Caen de Basse-Normandie (UCBN), notamment dans le domaine de la formation. Lien : http://www-crismat.ensicaen.fr/

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Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique (CIMAP) Le CIMAP, créé début 2008, est un laboratoire de recherche plurisdisciplinaire dont les objectifs scientifiques portent sur la matière excitée et les défauts d’une part et, sur les matériaux et l’optique d’autre part. Lien : http://cimap.ensicaen.fr/


Grand Accélérateur National d’Ions Lourds (GANIL) Le GANIL est installé à Caen en Basse-Normandie. C’est un très grand équipement au service de la recherche française et européenne. Il a été créé par deux organismes de recherche associés, à parts égales, pour sa construction et son fonctionnement : le CEA/DSM et le CNRS/IN2P3. Sa forme juridique est celle d’un Groupement d’Intérêt Economique. Lien : http://www.ganil-spiral2.eu/ Installations de Mise en Oeuvre et de Gestion des Radioéléments (IMOGERE) IMOGERE a vu le jour en 1998 à l’Université de Caen grâce à un co-financement apporté par l’Etat et la Région Basse-Normande. Elles constituent une étape importante du développement d’un projet global de maîtrise des risques radiologiques présents dans le secteur de la recherche caennaise avec, actuellement opérationnels, le LAboratoire de MAnipulation des RadioEléments (LAMARE) et les Locaux d’Entreposage Provisoire des Déchets RadioActifs (LEPDRA) auxquels devraient venir à court terme s’adjoindre un Laboratoire de Basses Activités/service de RadioProtection (SRP) et un Centre de Formation à la RadioProtection (CFRP). Lien : http://www.unicaen.fr/services/imogere/ Laboratoire de Physique Corpusculaire (LPC) L’activité principale du laboratoire concerne la recherche fondamentale : il s’agit d’étudier les propriétés des forces à l’œuvre dans les noyaux atomiques afin de comprendre les mécanismes responsables de leur formation. Lien : http://caeinfo.in2p3.fr/ Maison de la Recherche en Sciences Humaines (MRSH) L’objectif du pôle est d’améliorer l’expertise, la recherche fondamentale et la communication sur les risques et vulnérabilités, par des connaissances pluridisciplinaires, intégrant les données de l’environnement physique, biologique, chimique, économique et social. Quatre orientations privilégiées sont définies : le développement d’échanges, voire de partenariats, y compris d'expérimentations au laboratoire avec des structures impliquées dans la thématique du risque, une réflexion critique sur l'expertise elle-même, des colloques et réunions sur ces thématiques et une réalisation des recherches pluridisciplinaires sur les risques. Liens : http://www.unicaen.fr/recherche/mrsh/ La radioactivité 400 pages sont découpées en 8 chapitres : le phénomène, dans la vie, questions de dose, chez le médecin, au Musée, au laboratoire, dans le nucléaire et déchets radioactifs. Lien : http://www.laradioactivite.com

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Autres contenus Du big bang au vivant 10 scientifiques (Reeves notamment) nous parlent du sujet dans 9 étapes du big bang à l’apparition de la vie. Un voyage filmé et interactif permet aussi de les découvrir. Très belle esthétique, application iphone et ipad gratuite. Lien : http://www.dubigbangauvivant.com/ Science étonnante 3 articles pour le moment sur les rayons cosmiques, le trou noir du CERN et le boson de Higgs. Lien : http://sciencetonnante.wordpress.com/tag/physique-des-particules/

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Visiatome Du contenu à la fois pourles enseignants et pour les élèves. Lien : http://www.visiatome.fr/


Activités et jeux La physique aux collèges pour les élèves et les parents Des activités de physique et de chimie captivantes, motivantes et progressives. Lien : http://physicolleg.free.fr/ Lien pour les enseignants : http://physicolleg.chez-alice.fr/ Funny physique Des expériences de physique amusantes illustrées par des images et des vidéos. Lien : http://astro.ensc-rennes.fr/index.php?pw=funny_physics Physique ludique Des activités interactives sur la physique : diffusion de particules, électricité statique. Lien : http://physiqueludique.fr

Blogs dessinés Lison Bernet Illustrations pour la cuisine, la physique des particules et d'autres choses... Blog du lhc sur leurs découvertes. Site  : http://www.lhc-france.fr/l-aventure-humaine/la-bd-du-lhc/ Portfolio : http://lisbouche.ultra-book.com/ Marion Montaigne Depuis 2008, elle est l'auteur d'un blog humoristique de vulgarisation scientifique intitulé Tu mourras moins bête (mais tu mourras quand même). Lien : http://tumourrasmoinsbete.blogspot.com/ Uranium appauvri : http://tumourrasmoinsbete.blogspot.fr/search/label/balistique%3B%20physique Rencontre scientifique : http://tumourrasmoinsbete.blogspot.fr/search/label/physique%3B %20Rencontre%20scientifique

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Strip science C’est un portail réunissant les blogs BD à tendance scientifique qui commencent à se multiplier. Il réunit des blogueurs scientifiques et des blogueurs BD pour réaliser des collaborations inédites, des projets de vulgarisation scientifique ou tout simplement pour que deux mondes se rencontrent et créent ensemble des œuvres créatives, drôles, belles et passionnantes ! Lien : http://stripscience.cafe-sciences.org/


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