Cycle et niveau de classe
Lycée, Terminale Spécialité
Objectifs pédagogiques
Comprendre les conséquences du réchauffement climatique et les possibilités d’actions :
- En dehors des effets abiotiques, le réchauffement climatique a des impacts importants sur la biodiversité et la santé humaine
- Aux niveaux individuel et collectif, il convient de mener des recherches et d’entreprendre des actions en proposant des adaptations
Compétences et capacités travaillées
- Identifier les impacts des activités humaines sur l’environnement à différentes échelles
- CRCN2.3: Communication et Collaboration : Collaborer
- CRCN1.2: Information et Données : Gérer des données
Outils numériques - intérêt et limites
- Carte Arduino Uno,
- Capytale Code de4b-2542588 pour préparer le dispositif de mesures,
- Apps education : tableur pour échanger les données entre groupes,
- EduPython pour la visualisation des données.
La fiabilité des capteurs peut être discuté en développant un esprit crique sur les mesures obtenues en sciences. Une comparaison avec les données satellitales de températures au sol peut être engagée avec l’outil en ligne EducSCO.
Contextualisation :
L’îlot de chaleur urbain consiste en une élévation de la température de l’air de plusieurs degrés dans un centre-ville en comparaison des zones moins densément peuplées. Cette surchauffe urbaine est causée par plusieurs facteurs : des sols minéraux – asphalte, bitume – et des matériaux de construction qui absorbent la chaleur, la disposition des bâtiments qui limite la circulation de l’air… Ces îlots de chaleur provoquent de l’inconfort pour les habitants, mais les conséquences peuvent être plus graves pour les personnes fragiles.
En pratique, lutter contre les îlots de chaleur passe notamment par une végétalisation accrue des rues, l’ajout de points d’eau et l’amélioration de la circulation de l’air… mais pas n’importe comment : il faut par exemple choisir des espèces d’arbres et d’arbustes adaptées au changement climatique.
Source : Ministère de la transition écologique et solidaire
Au lycée Berthelot, de Toulouse, en 2021, le projet « Plantons des arbres au lycée » a permis de planter 61 arbustes de 14 espèces différentes choisis pour leurs adaptabilités au changement climatique. Ils ont été disposés à proximité du complexe sportif.
Présentation (organisation, consignes et supports)
Organisation : Groupes de 4 élèves
-Équipe Haies : Mesures au niveau des zones ombragées (Arbres et Haies)
-Équipe Gazon : Mesures au niveau du gazon entretenu
-Équipe Piste : Mesures au niveau de la piste rose d’athlétisme
-Équipe Bitume : Mesures au niveau du terrain de handball
Chaque équipe réalise 4 mesures avec le dispositif à leur disposition.
Ce capteur montre un certain temps de latence, il est donc important que les dispositifs soient utilisées pour un seul type de sol pour limiter le temps de prise de mesures.
Consigne :
A l’aide de vos relevés collaboratifs de mesures de température et d’humidité au sol, montrer l’intérêt de la végétalisation des centres villes afin de lutter contre l’effet « îlot de chaleur urbain » ?
Supports :
Fiche de l’activité
Document collaboratif Nuage
Fiche Technique EduPython
Programme python de visualisation : Histogramme , Violon, Scatter , Joinplot
Fiche explicative des programmes pour les enseignants
Production d’élèves :
Document collaboratif : échange de données 13 Mai 2024
Exemple 1 :
Les mesures prises au niveau des haies (simulant une zone végétalisée) montrent une température plus fraîche et une humidité plus élevée que les deux milieux piste et bitume (simulant les matériaux de construction induisant les îlots de chaleur urbain). L’idée de végétaliser les centres urbains semble une stratégie d’adaptation pertinente à l’effet des îlots de chaleur urbain en comparant les barres d’erreur.
Exemple 2 :
Ici, la représentation des données montre simultanément les deux facteurs, la température et l’humidité en fonction des types de sol. Les deux histogrammes des haies ne se chevauchent pas avec les histogrammes du bitume et de la piste. La végétalisation des centres villes semble être une bonne idée.
Bilan et retour des élèves
En fin d’année, les élèves sont motivés à expérimenter en extérieur dans l’idée de collecter des données. La prise de mesures est facilitée par la présence de l’écran LCD avec l’utilisation de piles ou d’une batterie externe. Ici, les élèves ont utilisé l’ordinateur fourni par la région pour la collecte. Le second groupe a apprécié avoir à disposition les mesures du premier groupe pour augmenter le nombre de données.
Les élèves ont apprécié l’utilisation du logiciel EduPython permettant des visualisations diversifiées se rapprochant de celle des publications scientifiques. Le choix de la représentation la plus pertinente à été débattu avec deux choix : les histogrammes avec les barres d’erreurs ou la visualisation Joint plot.
Pour aller plus loin / Liens
Cette activité peut être menée sur d’autres niveaux avec des productions simplifiées :
Cycle 3 : Relier certains phénomènes naturels (tempêtes, inondations, tremblements de terre) à des risques pour les populations : Phénomènes traduisant l’activité externe de la Terre : phénomènes météorologiques et climatiques ; événements extrêmes (tempêtes, cyclones, inondations et sécheresses, etc.)
Cycle 4 : Relier les connaissances scientifiques sur les (...) activités humaines (pollution de l’air et des mers, réchauffement climatique,montée du niveau des océans...) aux mesures de prévention, de protection, d’adaptation, ou d’atténuation.
