Les nanotechnologies au collège Jean Lacaze depuis 4 ans équipe pluridisciplinaire (anglais, H.G.E. C, mathématiques, physique-chimie, S. V. T. et technologie) pour 2 classes tout au long de l’année scolaire 7 séances classe entière 4 ateliers avec 6 à 8 élèves en deux sessions visite du L. A. A. S. et de l’A. I. M. E débat citoyen en ½ classe (4 groupes) séance de lien pour tous les ateliers avec les chercheurs présentation finale par les élèves à l’ensemble de la communauté éducative (familles, élèves, enseignants, chercheurs, institutions de tutelle)

Les ateliers Le carbone dans tous ces états Le mouvement des micro-organismes Bio mimétisme et nano-réplication Allons, citoyens !

Le carbone dans tous ces états Objectifs : découverte des matériaux à base de carbone pur (formes naturelles, formes artificielles) Compétences : C1, C2, C3, C4, C7 Intervenants Activités Matériel / Equipement 1 Physique / Chimie « Se renseigner sur le carbone » Ordinateur, connexion internet 2 Physique / Chimie - Anglais What do you know about carbon ? Are these forms of carbon ? What are their properties ? Mine de crayon, diamant, lame de verre, générateur, lampe, multimètre, fils de câblage 3 Anglais / Mathématiques Les différentes structures diamant/graphite test du scotch : le graphène construction d'une « feuille de graphène » : avantages/inconvénients, on « roule » la feuille pour obtenir un « nanotube » calcul du diamètre d'un nanotube correspondant à une longueur d'un mètre Quel est l'intérêt ? Images animées de représentations de diamant et de graphite, scotch, mine de crayon, Polydrons, extraits livre de physique

Le carbone dans tous ces états 4 Mathématiques La maquette de fullerène : un autre assemblage en sphère comment construire une sphère avec des hexagones ? nécessité d'utiliser des pentagones nombre de faces (hexagones, pentagones), nombres de sommets (C60) mesure de la représentation : recherche du coefficient d'agrandissement Polydrons, mètre, doc 5 Technologie Maquette virtuelle d'une molécule de fullerène Ordinateur, logiciel Solidworks 6 Chercheurs - découverte des fullerènes et des nanotubes - les applications et les risques (débat)

Le mouvement des micro-organismes Objectifs : observation du « petit », être « apprenti chercheur » Compétences : C3, C7 Intervenants Activités Matériel / Equipement 1 S. V. T. Le microscope optique fonctionnement : le trajet de la lumière, schématisation microscopes 2 Observation de « bestioles » dans une goutte d'eau croupie chaque élève choisit une « bestiole », la dessine, estime sa taille et l'identifie. Comment le mouvement est possible ? microscopes, lames, lamelles, eau croupie 3 / 4 Les déplacements, capture vidéos des mouvements reconnaissance du mouvement réel, du mouvement Brownien microscopes, lames, lamelles, eau croupie, caméra, lame graduée

Le mouvement des micro-organismes 5 Mathématiques Détermination de la vitesse à partir des vidéos sélectionner la vidéo comprendre la graduation déterminer la distance et le temps calculer la vitesse en µm/s « se représenter le résultat à notre échelle » : à partir de la taille moyenne du groupe coefficient d'agrandissement et obtention de la vitesse en km/h ramener cette vitesse à des situations concrètes Vidéos de la séance précédente 6 Chercheurs - lien avec les nanomoteurs

Bio mimétisme et nano-réplication Objectifs : lien entre l’observation du vivant et « l’imitation » possible dans les applications, être « apprenti chercheur » Compétences : C3, C4, C7 Intervenants Activités Matériel / Equipement 1 Mathématiques/ Technologie « Comportement d'une goutte d'eau  » définitions, compréhension de biomimétisme et nano-réplication observation des différentes feuilles, quelles différences, comment les classer ? quel comportement vis à vis d'une goutte d'eau ? comparaison de celui-ci sur des feuilles d'aspects identiques : des résultats différents, Pourquoi ? Un état de surface non visible à l’œil nu Feuilles de ciste cotonneux, sauge, canne de Provence, bambou, eucalyptus, arbousier, laurier sauce, chêne vert, pipette, eau

Bio mimétisme et nano-réplication 2 Mathématiques/ Technologie Observation vocabulaire hydrophobe, hydrophile tentative d'observation : pas de résultat analogie avec la feuille de lotus : recherche d'images microscopiques sur internet : photo avec goutte d'eau + photo nanométrique mise en évidence des piliers : comment expliquer le comportement de la goutte d'eau comment rendre une surface hydrophobe ? (renvoi à un des textes introductifs) Microscope, feuilles, pipette, lames, lamelles ordinateur, connexion internet 3 / 4 Physique-chimie/ Technologie Nano-réplication d'un motif : mise au point d'un protocole reprise de l'extrait vidéo du processus découverte du matériel essais successifs avec vérification du résultat au microscope. mise en évidence Mallette : élément chauffant, thermomètre, parafilm, scalpel, chronomètre, poids, lames, timbre 5 Physique-chimie/ S. V. T. Vérification des propriétés obtenues observations du comportement d'une goutte d'eau parafilm, lames, pipettes, eau 6 Chercheurs - comportement de la goutte - effet lotus, applications

Allons, citoyens ! Volet 1 Le nanomonde Activités Matériel Séance 1 Objectifs : appréhender des domaines d'application des nanotechnologies Compétences : C1 C3 C5 C7 Volet 1 Le nanomonde Activités Matériel Séance 1 Qu'est ce que c'est ? Vidéo + recherche internet Séance 2 A quoi ça sert ? Séance 3 L'histoire d'une découverte

Allons, citoyens ! Séance 4 Objectifs : appréhender des implications sociétales et éthiques des nanotechnologies Compétences : C1 C3 C6 C7 Volet 2 Espoirs nuisances fantasmes et risques Activités Matériel Séance 4 Une chance pour la santé ? Objets d'étude la Pill Cam, la biopuce et un téléphone nouvelle génération Réemploi des travaux des années précédentes+ Recherche internet Séance 5 Quelles nuisances existantes ou futures ? Séance 6 Quels fantasmes et vrais risques ? Démarrage d'une controverse

Allons, citoyens ! Séance 7 Réalisation d'un support pour le débat Objectifs : appréhender des domaines d'application des nanotechnologies Compétences : C1 C3 C6 C7 Volet 3 Règles et organisation d'un débat citoyen Activités Matériel Séance 7 Réalisation d'un support pour le débat diaporama Débat Débat en demi classe Elèves - débatteurs Elèves - observateurs Elèves - animateurs Fiches d'observation et d'argumentation