Le projet Calisph'air au Lycée Gustave Eiffel

par la classe de Seconde Européenne

Présentation du projet

Ce projet consiste en un partenariat entre des institutions scientifiques et des établissements scolaires dans un cadre d'étude commun.
En ce qui concerne le projet Calisph'air, l'objet d'étude est l'atmosphère, et plus particulièrement l'impact des aérosols sur le comportement de l'atmosphère. Il s'agit d'un sujet scientifique très à la pointe de l'actualité. En effet un des enjeux scientifiques majeurs du siècle en cours est incontestablement l'étude du climat. Le réchauffement climatique qui se profile engendrera incontestablement des bouleversements dans nos modes de vie. La prévision de l'intensité de celui-ci constitue donc une nécessité, or l'établissement des modèles actuels sur le climat bute sur des approximations dans nos connaissances de certains mécanismes atmosphériques, l'un d'eux est l'effet des aérosols atmosphériques sur l'effet de serre et sur l'effet parasol.
Afin de mieux comprendre ces phénomènes, le 28 avril 2006 a été lancé aux Etats-Unis, un satellite développé en partenariat par le CNES et la NASA, appelé CALIPSO dont la fonction est de mesurer grâce à un capteur LIDAR un certain nombre de paramètres permettant d'établir certaines conséquences de la présence d'aérosols. Cette mission s'inscrit dans un programme scientifique plus vaste appelé l'A-train qui est constitué par une série de microsatellites étudiant l'atmosphère afin de perfectionner nos modèles climatiques.

Le CNES a proposé, d'utiliser cette mission satellite, afin de développer un partenariat entre le monde scientifique et le monde de l'éducation. Il a été choisi de développer ce partenariat en l'inscrivant dans le projet international GLOBE.
L'objectif du projet Calisph'air est le suivant : il s'agit de développer dans certains établissements scolaires la mise en place de protocoles de mesure de paramètres atmosphériques, qui seront ensuite comparés par les scientifiques avec les données obtenues par le satellite.

Ainsi le Lycée Gustave Eiffel a eu en charge différents travaux et en particulier ceux aux plus grandes exigences scientifiques. De fait, les élèves de la Seconde Européenne ont eu la lourde tâche de présenter l'exploitation possible des images de type CALIPSO pour la connaissance de notre atmosphère sous la forme de conférences et de pages WEB. Ce projet a été réalisé dans le cadre du programme de SVT qui comporte une partie sur l'atmosphère et du programme de Sciences Physiques qui contient lui aussi une partie traitant de l'air qui nous entoure. De plus en SVT, il est prévu en Seconde un thème libre à la discrétion de l'enseignant permettant l'approfondissement d'un point du programme, de préférence en utilisant des outils pédagogiques originaux, ce qui a permis de disposer d'un capital d'heures.

Déroulement de l'année

Le 6 décembre 2006 :

Les élèves de Seconde Européenne se sont rendus à la cité de l'Espace à Toulouse afin d'assister à deux demi- journées de formation.
La première demi-journée était une conférence assurée par Frédéric Bouchar appartenant à l'équipe Planète Science qui traitait de l'utilité des ballons d'observation dans l'étude du climat. Cette conférence a été suivie de petites activités pratiques présentant le principe de fonctionnement des capteurs au sein d'une nacelle d'un ballon sonde.
Après le repas et une visite libre de la Cité de l'Espace, les élèves ont assisté à deux nouvelles conférences présentées par deux chercheurs du CNES dont Patrick Castillan, CALIPSO CNES Systems Manager, et en présence de Danielle De Staerke, responsable du service Culture spatiale au CNES :
- la première présentait l'intérêt de l'utilisation des satellites dans les problématiques environnementales
- le seconde présentait tout particulièrement le satellite CALIPSO, satellite qui mesure l'influence des aérosols sur le climat et qui constitue notre pourvoyeur d'informations dans le projet Calisph'air

A gauche : La présentation de la maquette du Satellite CALIPSO
A droite : Les élèves de Seconde Euro étalonnant un capteur à température

Le 1 février 2007 :

Les élèves de Seconde Européenne ont reçu une conférence scientifique en anglais sur les aérosols.
Cette conférence qui se déroulait au sein des salles de SVT était animée par Paul Adams, Professeur de Physique à l'Université Fort Hays (Kansas) et Dianne Q. Robinson, (professeur de Sciences à l'Université Hampton (Virginie) et responsable internationale du projet Calisph'air et Danielle de Staerke, responsable du servie Culture Spatiale au CNES responsable du projet Calisph'air pour la France.
Cette conférence se présentait sous la forme d'un questionnement par l'enseignant suivi d'une expérience de modélisation sur l'effet des aérosols sur le franchissement par la lumière de l'atmosphère (Effet Parasol)

A gauche : Paul Adams présente les différentes interactions entre les aérosols et la lumière
A droite : Les élèves de Seconde Euro déterminent l'effet d'absorption des aérosols grâce à des capteurs associés à des ordinateurs

Le 2 février 2007 :

Chaque année, les établissements participant au projet CALISPH'AIR se retrouvent lors de journées pour mettre en avant les projets initiés et les perspectives de développement du travail sur CALIPSO. Pour la première fois, lors de ces journées des travaux d'élèves ont été présentés.
Ainsi les élèves du lycée avaient en charge la conférence intitulée " Les objectifs et les enjeux du projet CALIPSO ". Cette conférence a été réalisée en anglais par les élèves. La préparation de cette conférence a été effectuée dans le cadre du thème libre de SVT. Le travail consistait en la présentation d'une thématique en rapport avec le projet Calisph'air, il s'effectuait par groupe de 3 élèves, un orateur étant ensuite désigné par le groupe. Il est à remarquer que les orateurs avaient le choix de la langue pour la conférence mais qu'ils ont tous choisi de s'exprimer en anglais.
Les élèves du lycée ont également participé au lâcher d'un ballon atmosphérique dont ils ont récupéré les données afin de les traiter ultérieurement.
Enfin les élèves ont présenté sous forme d'atelier aux participants de ces journées (enseignants et élèves) la présentation des productions numériques réalisées dans le cadre du projet Calisph'air. La réalisation de ces productions numériques s'est également effectuée dans le cadre du thème libre de SVT, de nouveau dans le cadre de travail par groupe de 3 élèves, l'objectif étant la constitution de page WEB en vue de la création d'un mini site Internet uniquement utilisé lors de ces journées.

A gauche : Diapositive en anglais extraite de la conférence " Les objectifs et les enjeux du projet CALIPSO " animé par les élèves de Seconde Euro
A droite : Préparation et lâcher du ballon. En arrière plan le camion qui reçoit par ondes radios les informations transmises par l'instrumentation de la nacelle

Le 4 juin 2007 :

Les élèves ont réitèré leurs performances à l'oral. L'objectif consistait à présenter les travaux des élèves durant les journées nationales de l'Education au CNES qui se tenaient à la cité de l'Espace à Toulouse en présence des enseignants de l'ensemble du territoire participant au projet et de partenaires scientifiques nationaux et internationaux soutenant le projet.

Extrait de la présentation " Les objectifs et les enjeux du projet CALIPSO " par les élèves de Seconde Euro

Au final une année très riche, marquée par une adhésion et un investissement remarquable de l'ensemble des élèves qui ont fait appel à des qualités scientifiques indéniables mais également à des qualités de maîtrise de l'anglais ainsi qu'à des talents de communiquant qui leurs seront particulièrement utiles dans leur développement personnel et professionnel futurs. Cette action devrait être poursuivie l'année prochaine avec la nouvelle classe de Seconde Européenne, avec une ouverture plus large sur les conséquences climatiques.