THEME DE CONVERGENCE E'D'D'

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THEME DE CONVERGENCEE.D.D.

• EXEMPLE DUNE
• ETUDE INTERDISCIPLINAIRE
• EN CLASSE DE 5e
• à partir dun travail de Frédéric Blanc,
• IA-IPR SVT Ac. Bordeaux

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BO n 5 du 25 Août 2005

• Introduction commune à lensemble des disciplines
  scientifiques (annexe 1)
• Les programmes de collège privilégient pour les
  disciplines scientifiques une démarche
  dinvestigation
• Cette démarche présente des analogies entre
  son application au domaine des sciences
  expérimentales et celui des mathématiques 

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La démarche dinvestigation
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(No Transcript)
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Situation initiale un problème environnemental

• Daprès un article paru dans le journal Sud-Ouest
  du 06/09/03
• Durant lété 2003, la température de la
  Garonne a dépassé à plusieurs reprises pendant
  quelques heures la température autorisée à laval
  du site de la centrale nucléaire de Golfech. EDF
  a bénéficié de dérogations de la part du
  gouvernement pour faire tourner les réacteurs de
  la centrale afin dassurer léquilibre électrique
  du Sud-Ouest. Lorganisation écologiste GP a
  protesté contre latteinte portée à la faune du
  fleuve en violation des directives européennes.

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Question dintroduction

• Les faits relatés dans larticle de presse
  sont-ils exacts ?

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Quelle est la température autorisée ?

• Une référence à un texte de loi
•  La directive 78/659 du Conseil des communautés
  Européennes du 18 juillet 1978 précise que pour
  des eaux cyprinicoles (2ème catégorie) la
  température maximum de leau doit être inférieure
  à 28C (21,5C pour des eaux salmonicoles) 

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Une carte
AVAL Lamagistère
AMONT Valence dAgen
Centrale de Golfech
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Des faits

• Température (en degrés Celsius)
• des eaux de la Garonne
• relevées du 01/08/2003 au 31/08/2003

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(No Transcript)
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Étude des données relatives à la température du
fleuve

• Quelles observations pouvez-vous faire concernant
  les mesures de température en ces deux points du
  fleuve ?
• Quelle(s) hypothèse(s) pouvez-vous formuler pour
  les expliquer ?

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Programme de mathématiques

• Lire et interpréter des informations à partir
  dun tableau ou dune représentation graphique
  (diagrammes divers, histogrammes).
• Présenter des données sous la forme dun tableau,
  les représenter sous la forme dun diagramme ou
  dun histogramme en utilisant éventuellement un
  tableur grapheur.

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Analyse des données du tableau

• La température de leau mesurée à Lamagistère est
  plus élevée que celle relevée à Valence dAgen.
• On peut supposer que le fonctionnement de la
  centrale provoque un réchauffement de l eau du
  fleuve.
• Les relevés de température sont cohérents avec
  les données de larticle de presse.

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Un fil conducteur commun

• Pourquoi la température des eaux dun fleuve
  est-elle limitée par une réglementation?

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Comment représenter lévolution de la température
et repérer les dépassements de la valeur
autorisée ?

• Par un diagramme en bâtons ?

• Par un graphique cartésien ?

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Evolution de la température du fleuve au niveau
de deux sites au mois daoût 2003
Sites
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Question

• En quoi les dépassements de température
  mettent-ils en danger les poissons ?

• Formulation dhypothèses

• Ils cuisent,

• Ils deviennent fous,

• Ils suffoquent,

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Programme de Sciences de la vieet de la Terre

• Chez les végétaux comme chez les animaux, la
  respiration consiste à absorber du dioxygène et
  rejeter du dioxyde de carbone.
• Mettre en évidence labsorption de dioxygène et
  le rejet de dioxyde de carbone par un être
  vivant.

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Activité élève
Réaliser Suivre un protocole expérimental
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En quoi le dépassement de la température de leau
dun fleuve porte-t-il atteinte à la faune
(poissons) ?

• Pour nous permettre de comprendre
• des notions construites en
• sciences physiques et chimiques,
• sciences de la vie et de la Terre.

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Programme de Sciences physiques et chimiques

• Existence des gaz dissous dans leau.
• Récupérer un gaz par déplacement deau.

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Existe-t-il du gaz dissous dans leau ?
Gazeuse
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Y-a-t-il dautres gaz que du dioxyde de carbone
qui soit dissous dans leau ?

• Glace fondue gt récupérer leau de fusion
• 50 du volume est conservé tel quel témoin,
• 50 du volume est agité, et la moitié est
  chauffée
• On compare les indications affichées par un
  oxymètre pour ces 3 échantillons
• Présence de dioxygène dans leau, il y en a
  dautant plus que leau est agitée et froide.

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Programme de Sciences de la vieet de la Terre

• Les caractéristiques physiques dun milieu
  (température, agitation) conditionnent sa teneur
  en dioxygène et influent ainsi sur la répartition
  des êtres vivants.
• ?
• En modifiant les conditions de respiration dans
  les milieux, lHomme influe sur leur qualité et
  leur équilibre.

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Programme de Sciences de la vie et de la Terre

• Relier la répartition des êtres vivants à une
  teneur en dioxygène.
• Relier action de lHomme sur lenvironnement et
  effet sur la répartition des êtres vivants.

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Question

• Pourquoi les poissons peuvent-ils mourir
  lorsquil fait trop chaud ?
• acquis

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Activité élève

• Proposer une expérience permettant de tester
  linfluence de la température sur la respiration
  des poissons.
• Matériel à disposition
• Bain thermostaté, eau,
• Sonde permettant de mesurer la quantité de
  dioxygène,
• Sonde permettant de mesurer la quantité de
  dioxyde de carbone.

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Expérience suivi de lévolution de la quantité
de dioxygène dissous et de la fréquence
respiratoire du poisson

• ? Placer, dans une enceinte remplie deau douce à
  5C, un poisson, un thermomètre et une sonde à
  oxygène reliée à un oxymètre.
• ? Mesurer la température de leau et la quantité
  de dioxygène dissous dans leau.
• ? Evaluer la fréquence respiratoire du poisson en
  comptant le nombre de battements des opercules
  par minute.
• ? Répéter les mesures en faisant varier la
  température de leau de 5C en 5C jusquà 30C.

la fréquence respiratoire du poisson est
exprimée en nombre de battements des opercules
par minute
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(No Transcript)
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Observation

• Lorsque la température de leau augmente
• la quantité de dioxygène dissous dans leau
  diminue
• et
• la fréquence respiratoire du poisson augmente

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Interprétation

• Lorsque la température augmente, la quantité de
  dioxygène dissous dans leau diminue, les
  poissons auront de plus en plus de difficulté à
  respirer, leur fréquence respiratoire augmente.
• En augmentant la température de leau de la
  Garonne, lHomme met en danger les poissons en
  affectant leur fonction respiratoire. Il peut
  parfois provoquer leur disparition.

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Une référence à des données scientifiques

• Limites à partir de laquelle les poissons sont en
  danger

Source J Arrigon, Aménagement piscicole des
eaux douces
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Comment prendre en compte ces données ?

• Sur un nouveau graphique ?
• Sur mon graphique précédent ?

Reprise du graphique précédent
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Evolution de la température en deux points du
fleuve et températures tolérées par quelques
espèces de poissons
Alose(34 à 37C)
Perche Soleil Poisson chat (34C)
Sites
Perche (32C)
LOI 28C
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Observation et interprétation du graphique

• A Lamagistère, la température dépasse le seuil de
  28C, tous les jours de cette période du mois
  daoût.
• A Valence dAgen, la température dépasse le seuil
  de 28C seulement du 6 au 18 août .
• Certaines températures de survie des poissons
  sont dépassées. Cela occasionne la disparition de
  certaines espèces (mort ou répartition
  différente).

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Conclusion

• Je peux en déduire que le fonctionnement de la
  centrale nucléaire a accentué un dépassement de
  la température autorisée
• Lécart par rapport à la température de survie
  des poissons est faible. Cela crée un risque pour
  leur santé, donc pour leur survie.

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Questionnement commun

• Pourquoi le rejet deau chaude dans la Garonne
  peut-il être qualifié de pollution thermique ?
• Sachant que les centrales nucléaires ont besoin
  deau froide pour refroidir leurs installations
  et quelles fournissent de lélectricité, comment
  faire en période de canicule pour ne pas mettre
  en péril la vie des poissons ?

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POLLUTION THERMIQUE
(argumentation)

• Elle résulte dun rejet deau chaude dans la
  Garonne,
• Conséquences
• Augmentation de la température de leau du
  fleuve,
• doù une baisse de la quantité dioxygène dissous
  dans leau,
• difficulté respiratoire des poissons.
• Par son action, lHomme pourrait entraîner une
  nouvelle répartition des espèces, voire leur
  disparition

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CENTRALES NUCLEAIRES TEMPERATURE DE LEAU

• Diminuer lactivité des centrales nucléaires en
  été,
• Diminuer la consommation délectricité en été,
• Détourner et utiliser leau chaude comme source
  dénergie (exemple au Bugey et à Pierrelatte),
• Ré-oxygéner leau,
• Utiliser un dispositif refroidissant leau
  (système aéro-réfrigérant),
• ?

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• Utiliser des données numériques
• Les présenter graphiquement

• Existence de gaz
• dissous dans leau

Poissons, canicule, centrale nucléaire

• Relation quantité de dioxygène
• et respiration des poissons
• Influence de lHomme sur
• les conditions de respiration

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Un prolongement une évaluation commune

• Appliquer les compétences à un nouveau cas,
• Dans le devoir, identifier les compétences
  relevant de chacune des disciplines, en évitant
  ainsi quune même compétence disciplinaire soit
  comptabilisée dans deux disciplines.