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Par : Pôle SVT
Publié : 2 septembre 2016
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Séminaire du CNES 2016.

Un compte-rendu des activités lors du séminaire au CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) à Toulouse, du 11 au 15 juillet 2016, est aimablement mis à disposition par monsieur Coelho, professeur de SVT au collège Paul Bert de Fécamp. On y trouve des exemples d’activités réalisables en classe, des liens vers des ressources, etc...

Ci-dessous, le planning des activités proposées lors de l’université d’été 2016, organisée par le CNES de Toulouse :

Ci-dessous un compte-rendu des différents ateliers auxquels j’ai eu la chance de participer.

Il existe un lien unique pour récupérer les diaporamas et les livrets des activités proposées sous format pdf :
http://www.ue2016.com/cahiers-de-td/

Je tiens également à disposition des enseignants, désireux de ressources pédagogiques, pour consultation :

- une malette du CNES contenant différents documents sur le climat en lien avec la COP21 (21 études de cas à partir d’images satellites autour du thème du climat, un poster des lieux de ces études de cas, un DVD contenant un logiciel d’analyse d’images de satellites)

Plus d’informations et un lien pour en faire la demande ici :https://enseignants-mediateurs.cnes.fr/fr/une-mallette-pedagogique-pour-le-climat

- un classeur pédagogique contenant des ressources, pour le cycle 3 , sur le thème de la vie dans l’espace. Pour l’obtenir, vous avez des informations ici :http://www.esa.int/fre/ESA_in_your_country/France/Kit_pedagogique_La_Station_spatiale_internationale_la_version_francaise_est_disponible

- des images du satellite Pléiades qui sont gracieusement mises à la disposition des enseignants par Airbus Defense and Space. Si vous souhaitez les obtenir, il suffit d’envoyer un mail à M. Martinuzzi (Jean-Michel.Martinuzzi@cnes.fr) qui vous enverra des clés USB contenant ces images. A noter que ces clés appartiennent à votre établissement et non aux enseignants.

Les différentes activités proposées étant très riches et diversifiées, je vais illustrer ce compte-rendu par des séquences directement exploitables en classe de collège et/ou de lycée. N’étant pas tout à fait impartial, j’ai fait le choix de me focaliser sur les activités des SVT ou en lien avec les SVT mais il y en a bien d’autres concernant les SPC, les Mathématiques ou l’Histoire-Géographie.

Cela ne constitue pas un résumé, mais une présentation qui a pour but une consultation plus aisée des différents documents mis à votre disposition.

Il est à noter aussi que certains ateliers (pas beaucoup) n’ont pas mis de ressources en ligne.

Lundi

Présentation générale de la cité de l’espace, du programme Copernicus (Alain Podaire). Programme européen pour suivre l’évolution du niveau des océans et par conséquent voir les effets du réchauffement climatique.

Plus d’informations (site en anglais) :http://marine.copernicus.eu/

*Atelier méthodologique AM1 :

Cet atelier qui se déroula le premier jour de l’UE constitue une mise à niveau des connaissances en imageriespatiale.

Il permet de mieux aborder les ateliers disciplinaires et co-disciplinaires les jours suivants.

La première partie consiste en une approche des satellites d’observation, de leurs fonctions, et permet de mieux comprendre :

- comment obtenir et visualiser une image satellite.

- commenttransformer les mesures satellitales en images.

La seconde partie est consacrée à l’utilisation thématique des images afin de savoir :

- obtenir et visualiser une image satellite

- traiter et utiliser une image satellite.

On aura ainsi une première initiation pratique à l’utilisation du logiciel TerreImages, à travers sesdifférentes fonctionnalités. Celui-ci sera réutilisé dans plusieurs ateliers pendant la suite de la formation utilisation Qgis, logiciel traitement image en provenance de satellites.

L’utilisation et la maîtrise de Qgis sera donc indispensable tout au long de cette semaine. Il s’agit d’un logiciel librement téléchargeable à cette adresse :https://www.qgis.org/fr/site/forusers/download.html

C’est un logiciel assez complexe d’un premier abord, mais qui bénéficie de fonctionnalités étendues dans le domaine du traitement de l’image. De plus, une communauté de développeurs passionnés le fait évoluer régulièrement suivant de multiples exigences, notamment provenant du milieu scolaire.

Mardi

*Atelier AC1 : la vie ailleurs peut-elle exister ?

° Présentation :

La recherche de la vie ailleurs que sur la Terre demeure encore et toujours l’objet d’une quête aussi bien pour les scientifiques que pour le grand public. Les missions récentes conduites à l’intérieur de notre Système Solaire ont révéléla fragilité de certaines de nos connaissances.

Dans cet atelier co-disciplinaire SVT/Sciences Physiques, nous évoquerons les dernières découvertes issues des missions Mars Curiosity et Rosetta à travers le prisme de la prospection des conditions nécessaires, actuelles ou fossiles, à l’apparition de la Vie.

L’atelier se présente comme une balade dans notre système solaire, avec pour étapes la compréhension des objectifs des différentesmissions d’exploration ayant conduit à considérer comme possible la Vie ailleurs que sur la planète bleue. Elle se présentera sous la forme d’activités conduites au sein d’une approche interdisciplinaire ou pluridisciplinaire (type EPI ou MPS) sans négliger la possibilité d’une intégration au sein des enseignements disciplinaires.

° Exemple d’activités proposées :

Tous les exemples d’activités ci-dessous se trouvent sur ce PDF téléchargeable à cette adresse :http://www.servcbo.com/1607UE/AC1_La_vie_ailleurs_TD.pdf

- 2nde : - p.8 : activité qui présente un questionnement sur les différentes enveloppes de la Terre et leurs rôles dans la présence de la vie.

p.40 : activité qui pose la question de l’existence de l’eau sur Mars.

p.97 : activité qui permet d’appréhender la notion de zone habitable et donc de déterminer la présence d’exo-planètes où la présence de vie est possible.

- TS spécialité SVT : p.16 à 29 à cette activité concerne la détermination de l’origine de l’eau sur Terre avec notamment les apports fournis par les dégagements gazeux volcaniques mais aussi grâce à la mission Rosetta.

*Conférence sur Thomas Pesquet :

Astronaute français qui va partir pour une mission de 6 mois dans l’ISS.
Au cours de sa mission, il pourra mettre en place un ensemble d’expériences scientifiques dont une partie est à destination du public scolaire : CERES (expérience sur la germination), CrISStal (étude de la croissance cristalline),CatalISS(étude des réactions enzymatiques).

http://cache.media.enseignementsup-recherche.gouv.fr/file/espace/98/8/Liste_experimentations_v9_(2)_496988.pdf

  • Atelier AD7 :Exploration des écosystèmes depuis l’espace, initiation à QGis

° Présentation :

On cherche ici à présenter une série d’activités déclinant un thème tout au long de l’enseignement reçu de SVT. Le choix ici s’est porté sur la notion d’écosystème, ce thème vaste, central dans la discipline, permet de par sa définition incluant le biotope et la biocénose, de multiplier les approches.

On se fixe également un triple objectif quant aux dispositifs et aux supports mis en œuvre :

Chaque exploration de l’écosystème considéré se fait à travers l’utilisation de données acquises par les technologies spatiales

L’exploitation de ces données est réalisée par la construction de connaissances et d’analyses rendues possible par le logiciel TerreImage développé par le CNES.

Les activités proposées, de durée en classe très variables allant de l’activité découverte de moins de quinze minutes jusqu’àla réalisation de couples de Travaux pratiques s’étalant sur plus de quatre heures s’inscriront pleinement dans les programmes de SVT de collège et de lycée en dehors de tous dispositifs transversaux.

Nous allons donc effectuer une balade à travers des images satellites dont nous userons pour explorer les écosystèmes proches de nos élèves, les actions humaines sur les biotopes, pour discriminer les essences végétales naturelles cultivées ou pour expliquer la gestion raisonnée des agrosystèmes.

° Exemples d’activités proposées (à partir du PDF :http://www.servcbo.com/1607UE/AD7_Exploration_des_ecosystemes_depuis_lEspace_TD.pdf)

- 6e : Différentes activités pouvant être effectuées sur tous les niveaux du collège mais aussi au lycée.

Concernant le collège, l’étude des images satellites peut nous aider à mieux connaitre notre environnement.

- Cycle 4 : L’étude des images satellites permet de mettre en évidence l’action de l’Homme sur les écosystèmes avec l’exemple de l’irrigation en Californie (cycle 4). Mise en évidence des conditions de l’irrigation des sols avec la dessiccation.

- 2nde : lutte contre l’érosion des sols

- 1erS : amélioration des agrosystemes grâce aux images satellites.
- TS spé SVT : migration des poissons de l’arctique et réchauffement climatique (activité présentée sous forme d’ECE).

Mercredi

*Atelier AC4 :

° Présentation :

Depuis 2011 le Bassin Caraïbe est envahi de février à octobre par d’immenses bancs de sargasses. La localisation et le déplacement de ces bancs d’algues sont bien suivis en utilisant de l’imageriesatellite. Il apparaît qu’ils ne sont pas en relation avec la mer des sargasses plus au nord. De ce fait, les causes de ce phénomène saisonnier ne sont pas encore déterminées.

A court terme les conséquences de ces invasions sont importantes sur l plan économique et sanitaire et nécessitent la mise en place de procédures de récolte et traitements.

Le Travail Dirigé interdisciplinaire se propose de faire un état des lieux du phénomène àpartir d’un

ensemble d’images satellites (localisation, dynamique, impacts sur les iles)

et d’examiner les hypothèses sur les causes possibles de cette prolifération récente.

° Proposition d’intégration :

- Cycle 4 : impact de l’Homme sur la reproduction des Sargasses (lien entre déforestation du bassin amazonien et bloom d’algues).

- 1ère S : Impact de la mise en place d’agrosystèmes extensifs sur l’environnement.

Jeudi

Atelier AC5 : Modélisation des systèmes naturels complexes depuis l’espace

° Présentation :

La Terre constitue un incroyable recueil de systèmes complexes impactant nos vies quotidiennes ou notre environnement. La compréhension de certains de ces systèmes

appartient au domaine des Sciences de la Vie et de la Terre, mais cette recherche des mécanismes mis en jeu s’appuie très souvent sur une stratégie de modélisation faisant alors appel aux Mathématiques et à l’Informatique. Cette modélisation peut nécessiter diverses stratégies comme des approches systémiques, diachroniques ou par échantillonnages. Or celle-

ci peuvent être réalisées par l’utilisation de l’outil spatial.

C’est donc tout naturellement que cet atelier co-disciplinaires SVT/ Mathématiques montrera comment l’apport des technologies spatiales permet la réalisation d’une modélisation simple, à travers deux exemples, l’un issus de la biologie, l’autre de la géologie.

L’atelier se présentera sous la forme d’activités conduites au sein d’une approche transdisciplinaires ou pluridisciplinaires (type EPI ou MPS) sans négliger la possibilité d’une intégration au sein des enseignements disciplinaires. De l’exploration des peuplements biologiques en passant par la compréhension des phénomènes à l’origine de risques naturels, nous vous invitons à une découverte des multiples interactions au sein de notre planète.

UTILISATION LOGICIEL Scratch 2 ou Algobox (lycée)

° Exemple d’activités proposées :

-Cycle 4 EPI (SVT, Math) : modélisation d’une épiphytie (exemple d’un champignon parasite d’arbres entrainant leur mort) dont l’épidémie est visualisable par images satellites (maladie altère la couleur des feuilles), recherche des vecteurs de ce parasite grâce à un logiciel de modélisation (Scratch).
Un autre exemple de modélisation concerne la dynamique du nuage de cendres volcaniques lors de l’éruption d’un volcan islandais qui a cloué les avions d’Europe du Nord au sol.

- 2nde MPS :L’objectif est ici d’utiliser l’imagerie spatiale afin de suivre la trajectoire d’un cyclone. La représentation de cette trajectoire se fera en utilisant des vecteurs dans un repère préalablement définisur le logiciel GeoGebra.

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Vendredi

Atelier AD8 : Mesure de la déformation d’objets géologiques depuis l’espace

°Présentation :

De nombreux processus géologiques sont accompagnés de déformation du sol. Cette déformation peut être caractérisée par son amplitude, son extension, sa forme et sa dynamique. Le suivi et l’analyse de cette déformation par des procédures de modélisation peuvent permettre d’une part de mieux comprendre le processus étudié, et d’autre part d’en anticiper les conséquences et ainsi de réévaluer les risques qui lui sont associés.

Nous verrons d’abord comment il est possible de suivre et de quantifier la déformation du sol depuis l’espace (Corrélation d’images, Interférométrie RADAR, GPS), etétudierons quelques exemples dans des contextes géologiques variés. Nous utiliserons ensuite un modèle analogique afin d’établir un modèle physique de déformation, permettant de relier la géométrie d’une source de déformation àla déformation engendrée en surface. Enfin, nous verrons comment caractériser la géométrie d’une source à partir de données de déformation et de procédures d’inversion. Nous nous baserons sur des données concernant l’éruption d’Avril 2007 du Piton de la Fournaise.

Atelier ne disposant pas de documents en ligne. Cet atelier a consisté à étudier des données satellites afin de mieux comprendre l’évolution d’objets géologiques.