La science en marche !

Journées de formation à l’intention des professeurs de lycée du 4 au 6 mars 2013

Janvier 2013

Formation le 4, 5 et 6 mars 2013
Lieu : Saclay

Institut National des Sciences et Techniques Nucléaires (INSTN), Laboratoires du centre de recherche CEA Saclay. Inscriptions closes.
> Consulter le programme

Inspiré par les Science Learning Centres britanniques, le CEA propose aux enseignants une immersion dans le monde de la recherche « en train de se faire ».
À partir des programmes de physique-chimie du lycée (filière générale), les correspondances établies avec les programmes de recherche menés dans les laboratoires du CEA ont conduit à l’élaboration du programme de ce stage autour des thématiques : « Énergie et climat », « Matières » et « De l’infiniment petit à l’infiniment grand».

La 1ère session de la formation « La science en marche ! » se déroulera les 4, 5 et 6 mars 2013, 1ère semaine des congés scolaires d’hiver de la zone C.
La formation aura lieu à l’INSTN (Institut National des Sciences et Techniques Nucléaires) et dans des laboratoires du centre CEA de Saclay.

Objectifs de cette formation :

  • Donner aux enseignants des ressources directement utilisables en classe et des activités clé en main dans les domaines de la physique et de la chimie (connaissances, TP, animations, astuces, investigation scientifique sur documents – web et articles –, ressources photo/vidéo, kit matériaux…).
  • Réunir des enseignants durant 3 jours puis, 6 mois plus tard, les réunir à nouveau une journée pour examiner avec eux ce qui a fonctionné, ce qui a été mis en œuvre, etc...

Déroulé de la formation

Lors des démonstrations en laboratoire, les enseignants seront répartis en groupes de 10 participants environ. Les groupes permuteront pour permettre à chacun de bénéficier des mêmes visites.

Chaque journée débutera à 8h45 et se terminera à 17h00.
Une soirée-débat est prévue mardi 5 mars, de 18h00 à 22h00.

Programme

Lundi 4 mars

  8h45 Accueil café à l’INSTN
  9h00 Présentation du CEA, Xavier Clément, directeur de la communication et porte-parole du CEA
  9h30 Les ambitions de la formation « La science en marche ! », Stéphane Sarrade, directeur de recherches au CEA et Roland Lehoucq, astrophysicien au CEA
  10h00 De l’esprit des lois (physiques ou autres), Étienne Klein, directeur de recherches au CEA
  10h30 L’incertitude dans la pratique. Illustration du théorème central limite (avec utilisation d’un fichier excel exportable sur le traitement statistique des mesures), Alain Vivier de l’INSTN
  12h15
-
13h45
Déjeuner-buffet au CEA.
Échanges avec les chercheurs
  14h
-
17h
Plateforme solaire photovoltaïque

Plateforme solaire photovoltaïque © P.Avavian/CEA

Interventions et démonstrations au LSCE (Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement)

  • Atmosphère : quel effet de serre ?, Marc Delmotte, ingénieur de recherche au LSCE
  • Énergie et changement climatique : observations et modélisations, Valérie Masson-Delmotte et Didier Paillard, chercheurs en climatologie

Mardi 5 mars

  8h45
-
12h00
Microscope à force atomique (AFM) pour mesures physiques

Microscope à force atomique (AFM) pour mesures physiques © P.Avavian/CEA

Démonstrations à l’IRAMIS (Institut Rayonnement Matière de Saclay)

  • L’AFM (Microscope à Force Atomique) : voir les atomes, les molécules et bien plus encore !, Laurent Pham Van (Laboratoire des Interfaces et Surfaces d’Oxydes)
  • Histoires de ruptures : du nanomètre aux tremblements de Terre, avec la physique statistique, Daniel Bonamy (Laboratoire des Nano-Objets et Systèmes Complexes)
  • À la lumière des nano-structures : auto-organisation moléculaire, luminescence et microscopie tunnel (STM), Fabrice Charra (Laboratoire d’Électronique et nanoPhotonique Organique)
  12h15
-
13h45
Déjeuner-buffet au CEA.
Échanges avec les chercheurs.
  14h00
-
17h00
Le rover Curiosity

Le rover Curiosity © NASA JPL-Caltech

Démonstrations en laboratoire au département de physico-chimie

  • La réaction « feu tricolore »

Oxydo-réduction mettant en jeu des réactifs colorés avec explication des mécanismes mis en jeu et validation par spectroscopie UV, Denis Doizi (Laboratoire de Radiolyse et de la Matière Organique)

  • La conception et la fabrication de molécules

Synthèse et caractérisation de molécules. Techniques proposées : Spectroscopie UV, IR, RMN, Nicolas Aychet (Laboratoire de Radiolyse et de la Matière Organique)

  • La recherche nucléaire appliquée à l’exploration spatiale

Analyses chimiques par laser en temps réel et à distance : la LIBS avec les premiers résultats des analyses de ChemCam sur Mars, Jean-Babtiste Sirven et Jean-Luc Lacour (Service d’Études Analytique et de Réactivité des Surfaces)

  18h00
-
22h00
Soirée-débat

Au château de HEC à Jouy-en-Josas

« Mettre la science en culture »
Comment parler science avec les jeunes ? : Une discussion animée par Fabienne Chauvière, journaliste à France Inter, autour d’Etienne Klein, Stéphane Sarrade et Roland Lehoucq suivie d’un dîner convivial.

Mercredi 6 mars

  8h45
-
12h00
CMS est l'un des détecteurs des expériences qui ont lieu au LHC

CMS est l'un des détecteurs des expériences qui ont lieu au LHC, le collisionneur à protons du Cern, à Genève © P.Stroppa/CEA

« L’infiniment petit » avec l’IRFU (Institut de Recherche sur les Lois fondamentales de l’Univers)

Le monde des particules subatomiques par Stefano Panebianco et Sophie Cavata (1h)

  • Présentation du « Passeport pour les deux infinis » et TD s’appuyant sur les fiches pédagogiques « De l’atome au noyau » ou « Interactions fondamentales », conçues à partir du livre.
  • Projection du film « la vallée de la stabilité » sur les noyaux des atomes et ses constituants.

Les détecteurs : des yeux pour débusquer les particules par Fabien Jeanneau, Stephan Aune et Jean-Marc Reymond (2h)
Le groupe sera divisé en 3 sous-groupes qui suivront chacun 3 activités :

  • Visite d’un laboratoire où sont conçus les détecteurs gazeux les plus innovants (Micromegas) et démonstration d’une application pour la détection précoce de feu de forêt.
  • TP détection : Description des principes physique. Utilisation d'une chaîne complète de mesure, de la source de rayonnement à l'interprétation des résultats. Du prototype à la physique.
  • Exemple d'une caméra infrarouge : des applications industrielles à l’astronomie de l’invisible.
  12h15
-
13h45
Déjeuner-buffet au CEA.
Échanges avec les chercheurs
  14h00
-
17h00
COAST : COMPUTATIONAL ASTROPHYSICS - Fragmentation du milieu interstellaire et naissance des étoiles

Fragmentation du milieu interstellaire et naissance des étoiles © E.Audit/CEA

« L’infiniment grand » avec le Service d’astrophysique du CEA, animé par Roland Lehoucq et Jean-Marc Bonnet-Bidaud, astrophysiciens au CEA.
Une analyse de documents extraits d’articles scientifiques permettra d’illustrer différents points du programme de 1ère et de Terminale S : effet Doppler, incertitudes, invariance de la vitesse de la lumière et effets relativistes, diffraction, gravitation, radioactivité.

  • TD sur le mouvement supraluminique du quasar 3C 273
  • TD sur la mesure du paramètre de Hubble
  • TD sur les supernovae et le cas de SN1987A
  • TD sur le trou noir galactique
  • Projection commentée de simulations numériques 3D d’astrophysique.
  17h00 Clôture de la formation
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