Lien vers le dossier de recherche élève correspondant au thème 8 : Encelade, un des satellites de Saturne
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Lien vers la production du groupe d’élèves autour de ce thème sous forme de capsule vidéo :
Compléments pédagogiques au thème 8 : Encelade, un des satellites de Saturne
Ce thème porte sur quatre des cinq grandes thématiques : voir rubrique (Actualités / Cassini-Huygens / Trajectoires / Titan)
Le choix de ce satellite a permis pour les mathématiques d’effectuer un travail de recherche sur les satellites, leurs descriptions et leurs trajectoires, déjà testé avec les élèves les années précédentes (Mars + Phobos et Déimos, Jupiter + Europe et les satellites galiléens).
En SVT, cela a été l’occasion de revenir sur la potentialité de vie extraterrestre (notion d’habitabilité développée en cours), qui motive nombre de missions spatiales dont Cassini-Huygens (notion d’’habitabilité également envisagée au cours des projets AstoDuclaux des années passées avec Mars, Europe et Encelade) et de montrer un aspect, nouveau pour les élèves, de l’activité d’un astre pouvant paraître inerte.
Ce dossier est donné à un groupe de quatre bons élèves qui se sont investis dans le travail proposé.
Le travail est construit séparément sur les disciplines mathématiques puis SVT dans la deuxième partie.
Pour la partie mathématique :
Objectifs liés au programme : se repérer dans l’espace, coordonnées sphériques, notion de plan, utilisation du logiciel GeoGebra3D + proportionnalité.
L’idée est de construire une animation du système saturnien avec le logiciel GeoGebra en s’aidant des données fournies par l’IMCCE et de vérifier les informations données dans les sites généraux. Il s’agit de mettre en évidence la compréhension de la modélisation des trajectoires avec un démarrage de modèle simple pour comprendre l’utilisation du logiciel « tout prêt » Stellarium (utilisé en physique).
L’étude de textes historiques sur les découvertes des satellites permet de prendre du recul sur l’ensemble du travail entrepris depuis le début d’année. L’extrait de la dédicace de Cassini au Roi est le pendant du texte d’introduction du Messager des étoiles de Galilée au Duc Come de Medicis pour la découverte des satellites de Jupiter. L’évocation du statut de la recherche pour un pays et une époque donnés est une problématique que les élèves développeront plus tard dans leurs études.
lien vers le TP de la phase 1 sur l’utilisation de GeoGebra pour les trajectoires des planètes qui sert de base pour la construction des trajectoires des satellites.
Liens vers l’animation réalisée par les élèves :
lien internet direct vers l’animation des Satellites de Saturne (peu ergonomique) : https://ggbm.at/ZnM4fryJ
lien vers le fichier.ggb à ouvrir avec le logiciel GeoGebra ( à télécharger gratuitement) : voir lien fichier GeoGebra
- Pour la partie SVT :
La notion d’habitabilité et le concept de zone habitable ayant été traités en Cours-TP de SVT, ainsi que le métabolisme cellulaire, on demande aux élèves de réfléchir sur la possibilité de vie sur le satellite Encelade, qui n’est pas dans la zone habitable stricto sensu, en s’appuyant sur leurs acquis et en découvrant des données nouvelles relatives à ce sujet.
Ainsi seront-ils amenés à proposer une expérience (mise au point d’un protocole, réalisation, exploitation des résultats) montrant le métabolisme chlorophyllien (ExAO, Expérimentation Assistée par Ordinateur) terrestre afin de comprendre un autre type de métabolisme potentiel (chimiosynthèse) sur cette lune (s’informer, mettre en relation).
Les conditions particulières de la surface de ce satellite seront déduites de la mesure expérimentale (avec un radiomètre) de l’albédo de surfaces terrestres (végétaux, sable clair ou sombre, glace), puis la comparaison avec la valeur de l’albédo d’Encelade permettra de proposer une hypothèse relative à la composition de l’enveloppe externe de ce satellite. Les élèves vérifieront cette hypothèse grâce aux clichés obtenus au cours de la mission Cassini et découvriront qu’Encelade a une activité (origine à déduire des recherches sur des publications). Ils réaliseront un modèle analogique (courants de convection) montrant le principe du fonctionnement d’un geyser d’Encelade.
Le contenu de ce dossier est dense et un peu ardu (chimiosynthèse notamment, qui pourrait être permise par de la chaleur paradoxalement produite par ce satellite glacé, à mettre en relation avec l’existence d’une vie potentielle) pour des élèves de 2nde mais ils ont pu ainsi développer leur curiosité et faire preuve d’autonomie et d’esprit de synthèse lors de leur production finale.
