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L'optique à l'école élémentaire : un projet haut en couleur

  • Posté le : Lundi 31 Janvier 2011
  • |
  • par : A. Tabor

Une collaboration entre enseignants et chercheurs de l'Onera a permis aux élèves d'une école de Palaiseau de s'initier à une véritable démarche scientifique.

Télévison à la loupeA l’aide d’une loupe, les élèves ont découvert que toutes les couleurs à la télévision sont composées de petits traits rouges, bleus et verts, les trois couleurs primaires de la lumière.
© Ribet

On peut quasiment parler de tout avec des tout petits,” affirme Isabelle Ribet-Mohamed, chercheuse à l’Office national d’études et de recherches aérospatiales (ONERA). Une affirmation qui a la force de l’expérience : elle a présenté son travail de recherche en optique jusque dans les salles de classe. Un exercice qu’elle a réalisé en collaboration avec trois de ses collègues et des enseignants du groupe scolaire Joliot Curie, de Palaiseau. Son projet s’appelle “Voir autrement : au-delà de ce que les yeux peuvent voir”. Et tous, enfants et adultes, ont appris à en faire autant !>
L’objectif de départ : faire participer des enfants à des expériences sur les mélanges de couleurs et sur l’infrarouge. L’idée a été soutenue et financée par l’association Ile de Science et a reçu une bourse de 2 000 euros qui a rendu possible ce projet de communication scientifique. Au cours des mois de mars et avril 2010, 300 enfants âgés de 3 à 11 ans ont ainsi pu participer à Voir autrement.  Six mois plus tard, quel regard ont les participants sur cette expérience ?  

Le “prix Ile de science de la culture scientifique et technique” est attribué chaque année à deux initiatives dans l’Essonne et en Yvelines, départements qui contribuent à la valorisation des sciences. Cette distinction permet de faire connaître de tels projets et d’en susciter de nouveaux.  http://www.iledescience.org/

C’était riche en enseignement pour tout le monde, déclare Fadia Laskri, directrice de l’école maternelle et enseignante en petite section. Même pour les parents : entre 400 et 500 parents sont venus pour la présentation finale du projet. A la fin, ils nous disaient ‘C’est incroyable ce qu’on a appris !’” Et Isabelle Ribet-Mohamed d’ajouter avec enthousiasme : “J’ai dû faire l’expérience de l’infrarouge 18 fois, mais je n’ai pas eu l’impression de me répéter. Les petits s’émerveillent facilement.”

Rapprochements

Isabelle Ribet-Mohamed, chercheuse à l’ONERA devant une classeIsabelle Ribet-Mohamed, chercheuse à l’ONERA, allume une bougie devant la caméra infrarouge. Les enfants mènent des expériences pour vérifier leur hypothèse.
© Ribet
Grâce à l’engagement des enseignantes, il a été possible d’intégrer les sujets de ce projet dans le programme scolaire. Lorsque les scientifiques sont arrivés dans les classes au printemps, “les enfants avaient bien assimilé tout ce qui concernait le mélange de couleurs en peinture,” explique Isabelle Ribet-Mohamed. Tout au long de l’année, les maîtresses ont fait des rapprochements dans d’autres disciplines : en arts plastiques à travers la découverte d’artistes, ou en littérature avec des histoires qui traitent du mélange des couleurs.

Parmi les défis à relever : trouver des expériences de physique à la portée des plus jeunes. “J’étais sidérée de voir ce que les maîtresses sont capables d’expliquer,” avoue la physicienne. Il y a eu un gros travail de préparation, mais tout le monde a participé. Comme un effet boule de neige, d’après Fadia Laskri : “Chacune venaient avec ses idées, ça nous faisait rebondir sur autre chose. Après, il fallait faire des choix selon la classe.”

Emma est en grande section de maternelle. Son expérience préférée : l’inspection à la loupe d’un écran de télévision. “Quand on la mettait sur la télé, ça faisait des petites couleurs.”  Ce qu’a vu Emma, ce sont des petits traits de couleurs. Chacun est composé de l’une des trois couleurs primaires qui composent la lumière : rouge, bleu, et vert. Elles sont à la base de toutes les teintes que notre oeil perçoit à l’écran. Une découverte surprenante pour tous, sauf pour Zacharie qui le savait déjà car il “regarde souvent de près la télé.”  Ces lumières colorées que Zacharie avait déjà vues le nez contre l’écran, ont été reproduites dans les salles de classes  avec des boîtiers de diodes électroluminescentes (LEDs). En mélangeant les trois couleurs, les enfants ont obtenu une lumière... blanche. Un résultat très différent du marron que donne le même mélange avec de la peinture. “Ce qui fonctionnait avec la lumière ne fonctionnait pas avec les peintures, et inversement, résume Agathe Fougassié, enseignante en petite section. C’est justement ce qui était intéressant.”

La démarche scientifique

Expérience avec la caméra infrarougeLa caméra infrarouge a permis aux élèves de se voir très différemment. Pour Isabelle Ribet-Mohamed : "Les petits s’émerveillent facilement. J’étais surprise de voir à quel point ça m’a touché."
© ONERA
Un des objectifs du projet était d’initier les enfants à la démarche scientifique. Ce que les élèves ont fait en s’attaquant au “Paradoxe des deux verres”. Isabelle présentait deux verres en plastiques remplis d’eau, à première vue identiques. “Mais avec la caméra infrarouge, il y avait sur l’écran un verre noir et un verre blanc,” raconte Marion, en CE2.  “Ce n’est pas une caméra normale,” précisait alors Isabelle Ribet-Mohamed. On a essayé de comprendre ensemble comment elle marche et à quoi elle peut servir.” Les scientifiques en herbe ont émis alors des hypothèses : “Ce n’est pas la même eau”, ou encore, “Vous avez mis un produit pour colorer dedans.” Elise, 5 ans a finalement mis le doigt dessus : dans un verre, il y avait de l’eau chaude et dans l’autre, de l’eau froide. Etait-il possible que cette caméra perçoive le chaud et le froid ? A l’aide d’une bougie, des glaçons, et d’un sèche-cheveux, les élèves ont mené d'autres expériences pour vérifier cette hypothèse. “C’est quelque chose que nous ne sommes pas capables de voir avec nos yeux, a conclu Isabelle Ribet-Mohamed, mais que la caméra est capable de voir.”  
Le résultat est là : les enfants ont appris à voir les couleurs d’un autre point de vue. “J’étais surprise de voir à quel point ça m’a touché, réfléchit Isabelle Ribet-Mohamed, Je suis très tentée de recommencer. Il faut juste trouver une autre idée.”

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