Filières générales et technologiques

Pour les élèves de filière générale scientifique (S) et de filières technologiques (STL, STI2D), la journée commence par une mise en situation, avec un projet de recherche pour chaque groupe d’élèves. Au cours de la matinée, grâce à des ateliers pratiques, ils doivent apporter une solution à une problématique basée sur un cas scientifique et sur un type d’expérience conduit à l’ESRF.

En fin de journée, les groupes d’élèves sont invités à communiquer leur protocole expérimental et les résultats de leurs travaux de recherche, en recevant des conseils de réalisation d’un poster scientifique et d’une présentation orale.

Le programme comprend également une visite de l’une des 44 lignes de lumière* et des rencontres avec les scientifiques de l’ESRF.

*Une ligne de lumière, ou beamline en anglais, est une station expérimentale de l’ESRF. Découvrir comment fonctionne le synchrotron

Détail des projects de recherche

L’une des activités principales de la journée Synchrotron@School est la réalisation par les élèves d’expérimentations scientifiques, sous forme de travaux pratiques. Par petits groupes (3 ou 4 élèves), ils répondent à une problématique parmi les trois décrites ci-après:

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Ce projet constitue une approche d’une des trois techniques de recherche principales de l’ESRF : la diffraction. Cette technique est utilisée pour l’étude structurale de la matière, notamment en cristallographie des protéines. 

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Dans cet atelier, les élèves découvrent ou approfondissent leurs connaissances sur le phénomène de diffraction, son fonctionnement et son intérêt pour les scientifiques. En raison des programmes scolaires, ce projet existe en deux versions différentes :
 

  • Pour les classes de Première

Cet atelier propose aux élèves de première une découverte du phénomène de diffraction, et des interférences. En groupe, ils doivent déterminer la structure géométrique d’un voile de rideau.

Pour cela, un banc optique et différents supports de fentes différentes sont mis à leur disposition. En observant les figures de diffraction obtenues selon la largeur de fente interposée, la couleur du laser utilisé ou encore avec des fentes doubles plus ou moins espacées, les élèves en déduisent les propriétés de base du phénomène. Ils peuvent alors, à partir de la figure de diffraction obtenue en faisant passer la lumière du laser à travers le voile de rideau, en déduire sa structure géométrique physique.
 

  • Pour les classes de Terminale

Ce projet propose aux élèves de terminale une mise en pratique de leurs connaissances sur le phénomène de diffraction, à travers une enquête : le support de stockage étudié est-il un CD, un DVD ou un disque Blu-ray ?

Pour répondre à cette problématique, un banc optique est mis à la disposition des élèves, avec différents supports de fentes, de doubles-fentes et un fragment du support de stockage. Expérimentalement, grâce à la figure de diffraction obtenue, le groupe détermine la longueur totale de piste. C’est à partir de cette donnée que les élèves déduisent la nature du support.

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Ce projet constitue une approche d’une des trois techniques de recherche principales de l’ESRF : la spectroscopie. Cette technique est notamment utilisée pour étudier la constitution élémentaire des matériaux : par exemple, l’étude de la composition de la peinture sur des tableaux de Van Gogh.

Dans ce projet, les élèves découvrent les phénomènes de fluorescence et de phosphorescence et utilisent des techniques de spectroscopie.

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Ce projet interroge les élèves sur la nature de la molécule qui est responsable de la lumière émise par une solution exposée à la lumière UV.

Pour cela, différentes activités préparatoires sont proposées au groupe, afin de découvrir les propriétés et les différences de la fluorescence et de la phosphorescence. Les élèves doivent ensuite, à l’aide d’un spectrophotomètre, proposer un protocole expérimental et déterminer la nature de la molécule en solution fournie.

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Ce projet constitue une approche d’une des trois techniques de recherche principales de l’ESRF : l’imagerie. Des techniques d’imagerie utilisant le rayonnement synchrotron sont, par exemple, utilisées dans le domaine de la paléontologie.

Dans ce projet, les élèves étudient les transferts de chaleur au sein de différents matériaux à l'aide d'une caméra thermique.

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Ce projet fait entrer les élèves dans la peau de chercheurs en recherche et développement d’une grande marque de sport. Objectif : trouver le meilleur matériau pour la création d’un vêtement chaud.

Pour cela, les élèves disposent de différents matériaux, ainsi que d’une caméra thermique. Quelques activités et réflexions préparatoires sont proposées pour aborder le domaine des transferts de chaleur. Ensuite, le groupe propose un protocole expérimental qui leur permettra de déterminer quel matériau, ou combinaison de matériaux, est le plus pertinent dans ce contexte.