Arbres, matière, énergie C4

Objectifsélèves

Cycle

Notions et compétences

Étape

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Le projet en un clin d'oeil :

Arbres,

Un projet thématique en 5 étapes (9 activités en 13 à 14 séances d'1h) indépendantes mais complémentaires. Interdisciplinaire : Sciences (SVT, Chimie), Technologie, Mathématiques, Géographie

matière et énergie

Message à emporter : Lutter efficacement contre le changement climatique implique de s’appuyer sur des connaissances scientifiques fiables (plutôt que sur des opinions personnelles). Décrire les phénomènes en employant des paramètres bien identifiés et des ordres de grandeur permet d’étayer une argumentation et d’enrichir les réflexions.

Etape 2 : L’arbre qui stocke du carbone

Durée : 2 activités (au total 4 séances d'1h) Disciplines : Mathématiques, SVT, parcours EMI Déroulé : Les élèves calculent la quantité de carbone stocké dans un arbre, et par un arbre chaque année. Ils comparent les quantités de carbone stockées par les arbres aux quantités émises par les activités humaines, puis utilisent ces calculs pour argumenter dans un débat.

• Organisation d’un végétal ;
• Production de matière organique chez les végétaux ;
• Gaz à effet de serre, stockage du carbone ;
• Diversité des relations entre espèces au sein d’un écosystème, chaînes trophiques ;
• Combustion chimique, énergie, conversation d’énergie, chaîne d’énergie ;

• Energies renouvelables et non renouvelables ; gestion durable des ressources naturelles ;

• Aléa, risque naturel ;

• Lien biodiversité climat.

Notions, connaissances

• Passer de l’observation à l’interprétation ;
• S’appuyer sur des preuves, des faits, des données ;
• Interpréter un protocole expérimental ;
• Réaliser un protocole expérimental ;

• Représenter graphiquement des informations ;

• Mobiliser des connaissances scientifiques pour faire des choix éclairés en matière de développement durable.

Compétences

Le projet « Arbres, matière et énergie (cycle 4) » permet aux élèves de comprendre les liens entre la biodiversité et la gestion des ressources naturelles indispensables à nos sociétés.

Objectifs élèves

Déroulé : Les élèves choisissent un arbre et cherchent à découvrir un maximum d'informations le concernant. Ils décrivent une interaction entre deux organismes, puis étudient et catégorisent des interactions entre organismes. Enfin, ils réalisent un schéma pour représenter un ensemble d'interactions interspécifiques au sein d'un écosystème. Message à emporter : Au sein des écosystèmes, chaque espèce entretient une diversité de relations avec les autres. L’arbre est en interaction avec une multitude d’êtres vivants autour de lui (habitat, source de nourriture). Les humains tirent profit des arbres (nourriture, matériaux de construction, ource d’énergie, régulation de l’environnement, ombre, réduction de la température en milieu urbain... et plaisir).

Etape 3 :L’arbre, au cœur d’un réseau d'interactions

Durée : 2 activités d'1h Discipline : SVT

Déroulé : Les élèves observent, décrivent, puis modélisent la réaction de combustion qui permet la production de chaleur. Ils décrivent des chaînes énergétiques (source d'énergie, transformation de l'énergie), et comparent l'impact environnemental de l'utilisation de différentes formes d'énergie (caractère renouvelable ou non, impact carbone, gestion durable de la ressource naturelle). Message à emporter : La combustion est une transformation chimique qui nécessite deux réactifs : un combustible et un comburant. Cette transformation chimique dégage de la chaleur. Pour leurs besoins, les humains utilisent la combustion du fioul, du gaz naturel ou du bois. L’impact environnemental du processus de production de chaleur dépend de la source d’énergie employée. Certaines énergies sont dites renouvelables, car elles se renouvellent à un rythme supérieur à celui de leur consommation. Le bois est une ressource naturelle qui peut être considérée comme durable, uniquement si elle est correctement gérée.

Etape 4 : L’arbre, source de chaleur

Durée : 2 activités en 2 à 3 séances d'1h Disciplines : Chimie, SVT

Gérer durablement une forêt

Message à emporter : Le fonctionnement des sociétés humaines nécessite de grandes quantités de ressources naturelles, et une exploitation trop importante menace leur disponibilité future. Les changements globaux sont une menace supplémentaire pour ces ressources : des phénomènes naturels aléatoires (comme les incendies) font peser des risques sur les zones les plus vulnérables. La science peut aider nos sociétés à faire des choix de gestion durable.

Etape 5 : L’arbre, témoin des changements globaux

Durée : 1 activité en 2 séances d'1h Disciplines : SVT, géographie Déroulé : Les élèves utilisent une simulation pour tester l'impact de différentes décisions sur le devenir d'une forêt, tout en gérant des aléas. Ils s'approprier différentes notions clés relatives aux ressources naturelles et à leur gestion durable, notamment face aux aléas environnementaux.

Message à emporter : La croissance des végétaux est associée à une production de matière organique, à partir de matière minérale et grâce à une source d’énergie (sous forme de lumière). Pour produire leur propre matière organique riche en carbone, les végétaux prélèvent de l’eau et des sels minéraux dans le sol, mais aussi du CO2 atmosphérique par l’intermédiaire de leurs feuilles. Les arbres des forêts représentent donc un puits de carbone naturel.

Etape 1 : L’arbre, producteur de matière organique

Durée : 2 activités (au total 3 séances d'1h) Discipline : SVT Déroulé : Les élèves réalisent une observation de coupe transversale d'un tronc d'arbre, puis analysent une observation microscopique d'une coupe transversale de tige. Ils interprètent ensuite un protocole expérimental pour comprendre l'origine du carbone organique, puis réalisent un bilan sur les besoins des cellules chlorophylliennes.