Kit pédagogique

Dans le cadre d’une mission dirigée par le CNRS et opérée par l’Ifremer, le BathyBot, premier robot européen immergé à 2400 mètres de profondeur dans la mer Méditerranée, a pour mission d’étudier la biodiversité sous-marine.

Au travers de l’étude de la mise à l’eau et de la descente du BathyBot dans son Bathydoc, les élèves vont appréhender les notions de mécanique du mouvement rectiligne. ​

Cette séquence est inspirée d’un travail de recherche réalisé sous la direction de Christian Tamburini.​​

Ce que l’élève doit apprendre
 
Dans cette séquence composée d’une séance introductive suivie de 3 séances pédagogiques, l’élève va étudier, au travers de l’étude de la descente du BathyBot dans son Bathydoc, plusieurs notions :

• la modélisation de la trajectoire par une fonction mathématique ;
• la vitesse, dérivée de la position ;
• l’accélération, dérivée de la vitesse ;
• l’application du PFD (principe fondamental de la dynamique) dans le cas de BathyBot : mouvement rectiligne uniformément accéléré avec accélération constante et mouvement rectiligne avec frottements solides ;
• résolution d’équation du premier et second ordre pour trouver des solutions technologiques à la réussite de la mission.

Quelle est la mission du BathyBot ?

Quelle est l’influence des frottements solides sur un mouvement rectiligne accéléré ?

Quels sont les paramètres qui influencent un mouvement rectiligne uniformément accéléré ?

Comment réussir à déposer le robot BathyBot au fond de l’eau sans compromettre sa mission ?

 

Rappel des contraintes du BathyBot. Le BathyBot doit être déposé au fond de l’eau sans soulever trop de sédiments sinon le soulèvement des fonds marins peut entrainer la disparition des organismes vivants que le robot doit observer.
La durée de sa descente ne doit pas excéder 1 heure afin de ne pas compromettre l’autonomie du « Nautile » qui va surveiller la progression du robot lors de sa descente et effectuer sa mise en service.
Dans l’animation « Plongée du BathyBot », la descente du BathyBot – qui se terminera à 2000m de profondeur au lieu des 2 400 m annoncés dans la vidéo du CNRS – sera considérée comme rectiligne sans courants marins. La masse volumique de l’eau de mer est considérée comme constante à 1030 kg/m3. La masse du BathyBot est réglable ainsi que sa masse volumique car le robot peut accueillir plus ou moins de matériel de formes et de masses diverses. La vitesse initiale du robot modélise l’action des vagues au moment de la mise à l’eau du BathyBot. 0 m/s correspond à une mer absolument calme et 5 m/s correspond à une mer extrêmement agitée. Les frottements sont considérés comme solides (c’est-à-dire proportionnels à la vitesse du robot), le coefficient de proportionnalité pouvant être réglable.
En fin de descente du BathyBot, trois propositions sont faites à l’élève? :
Rétro-propulseurs – Parachute – Treuil
La seule solution valide est l’utilisation d’un treuil avec une vitesse supérieure à 0,5 m/s pour que la mission n’excède pas 1h (4000 s en fait soit 1h et 7 min) en pensant que la descente ne doit pas excéder 1 m/s pour ne pas soulever trop de sédiments au fond de l’eau ce qui compromettrait les observations de la vie sous-marine.
Cette séance va permettre d’exploiter la relation entre la variation d’énergie cinétique d’un solide en translation et le travail des forces extérieures appliquées pour déterminer une force de frottement supposée constante (frottement solide-solide).
 
Auteurs : Florence Muratory, lycée J.-H.-Fabre, Carpentras et Gil Artaud, lycée Adam-de-Carponne, Salon​​​​

 

Contrairement à ce que l’on peut penser, la bioluminescence n’est pas réservée aux lieux exotiques et aux abysses !
En effet, 76% des espèces vivant en pleine mer et environ 40% des espèces vivant sur les fonds marins émettent de la lumière.

Quel est le processus chimique qui permet de générer de la bioluminescence chez une bactérie ?

Découvrez la réaction chimique qui a lieu dans leurs organismes afin qu’elle génère de la bioluminescence, les particularités de ce phénomène et l’usage qu’en font les animaux marins, grâce à cette animation réunissant différents dispositifs.

Ce pdf vous donne un aperçu des éléments que contient notre kit pédagogique :

• Une affiche d’introduction
• Trois affiches comparatives : bioluminescence, phosphorescence, fluorescence
• Une expo-BD à imprimer + puzzle à reconstituer afin de comprendre le processus chimique
• Six fiches explicatives de nos pop-up + six pop-up 3D avec lampes torches

Pour emprunter ce kit pédagogique, contactez-nous : communication@osupytheas.fr.