Modélisation du métabolisme des levures avec Scratch

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Par Sébastien Gruszka

Objectifs :

Ce projet a été réalisé dans le cadre des Traams 2019 de l’académie de Nice “Modélisation et codage en SVT”.

L’objectif est de faire un lien entre les enseignements d’ICN (ou technologie en collège) et de SVT, en faisant coder (en scratch) aux élèves d’ICN un programme modélisant le métabolisme des levures  de l’équipement spécialisé dont les enzymes. Il est possible de prolonger cette activité en illustrant le contrôle du métabolisme  par des conditions de milieu  comme la température (notions abordées dans l’ancien programme de  SVT ). Continuer la lecture

Utiliser Géoportail pour montrer l’évolution de la biodiversité écosystémique

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Auteur : Philippe Cosentino

Pour travailler sur des cartes et territoires, l’enseignant de SVT dispose de divers outils que l’on qualifie de SIG (Systèmes d’Information Géographiques). Certains sont très complets mais également complexes, comme QGIS ; d’autres au contraire sont très simples d’accès mais plus restreints, comme Google Earth, qui reste le globe virtuel le plus utilisé dans notre discipline.

Il existe pourtant un outil en ligne, entièrement français, simple d’accès, qui permet d’accéder à un large bouquet d’informations cartographiques, certes limitées à notre territoire : Géoportail. Continuer la lecture

Utiliser ÉduAnat2 pour mettre en évidence les aires cérébrales impliquées dans l’audition

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“Entendre la musique”, voilà l’un des thèmes que l’on doit traiter dans le cadre de l’enseignement scientifique, en classe de première.

Cette fonction va bien au delà de la simple perception du son, puisqu’il s’agit de montrer qu’un traitement a lieu dans le cerveau, traitement permettant d’interpréter “l’univers sonore”. Continuer la lecture

Modéliser la dynamique et la résilience d’une forêt mixte (chênaie/hêtraie)

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Auteur : Philippe Cosentino

Avec le nouveau programme de spécialité (première), la dynamique écologique fait son entrée dans nos enseignements.

Par essence, cette partie se prête particulièrement à la modélisation, cette approche étant particulièrement pertinente pour tester les conséquences des interactions entre les êtres vivants sur la dynamique des écosystèmes.

L’un des aspects de cette dynamique, qu’il s’agit de traiter, est la résilience des écosystèmes après une perturbation tel qu’un incendie.

L’activité que nous proposons permet d’aborder ces différents aspects de la dynamique des écosystèmes.

Le scénario présenté dans cet article s’appuie uniquement sur des documents, mais dans l’idéal, il serait souhaitable de partir d’observations de terrain. Dans notre académie, la forêt de la Sainte Baume présente une phytogéographie remarquable.

Capture d’écran du modèle complet

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Un modèle numérique pour étudier le Cycle de Calvin

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par Fabrice PELLEGRIN et Julien CARTIER, académie de Nice

Fabrice PELLEGRIN, professeur de SVT au collège Léonard de Vinci de Montauroux, a  développé un modèle numérique du cycle de Calvin qui vient d’être testé avec succès en classe de terminale S, dans le cadre de l’enseignement de spécialité. Cet article présente cette expérimentation pédagogique.

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Petit guide de l’impression 3D pour débutant

Les imprimantes 3D entrent dans nos établissements et nos domiciles depuis quelques années déjà. Cela nous permet par exemple de présenter aux élèves des fossiles, sortis de terre il y a quelques semaines à peine, des organes, des molécules, des profils crustaux, fabriquer des cuves/supports à électrolyse…

Si vous avez pour projet de vous offrir une imprimante 3D ou bien d’en commander une pour votre établissement, vous devez absolument savoir quelques petites choses pour ne pas en être déçu… Tout d’abord, il ne suffit pas de brancher l’appareil, et de lui transférer un fichier 3D trouvé sur internet pour que cela fonctionne. La réussite de vos impressions dépend de votre préparation, et il y a plusieurs étapes à ne pas rater. Notez que le derniers peuvent même imprimer des matériaux souples, ce qui nous permettrait d’aller plus loin dans la modélisation “d’objets organiques” par exemple. 

Image appartenant à sciences et avenir : https://www.sciencesetavenir.fr/sante/coeur-et-cardio/un-coeur-en-silicone-imprime-en-3d_114821 

I Trouver un fichier 3D à imprimer ou concevoir son objet

Si vous souhaitez imprimer des objets tout faits (molécules, organes,etc…), vous pouvez arpenter le net et utiliser l’une des nombreuses bases de données (gratuites ou payantes) qui s’y trouve :

Vous obtiendrez alors un fichier dans le format « .stl », d’un poids assez modéré le plus souvent, pouvant donc se mettre facilement sur un support de stockage ou être envoyé par mail.

Si vous avez besoin de concevoir vous même votre objet, il va falloir vous tourner vers des logiciels de design, pas toujours évidents à prendre en main mais offrant parfois des possibilités étonnantes.

  • FreeCad : gratuit
  • Fusion 360 : gratuit avec une licence enseignant. Très performant pour les pièces techniques ou objets avec des filetages industriels.
  • Blender : un incontournable.
  • ZBrush : payant (et pas bon marché) mais très intéressant pour créer toutes les formes libres complexes, notamment celles que l’on retrouve dans le vivant.

Là encore, une fois votre travail terminé, vous en tirerez un fichier « .stl ». Concernant son poids, cela va dépendre du nombre de triangles de surface que vous avez créés sur votre objet. Au plus la surface de ce dernier sera irrégulière, au plus le nombre de triangles sera important.

II Préparer son impression

Comme dit précédemment, vous ne pourrez pas injecter le fichier .stl dans votre imprimante car ce langage n’est pas du tout compris par ces appareils. Il leur faut un fichier en « .gcode » et le seul moyen d’y parvenir, est d’utiliser un logiciel qui appartient à la catégorie des « slicer », car il permet de visualiser la future impression en découpant votre objet en tranches matérialisant chacune le travail de la buse d’impression.

C’est également ce logiciel qui vous permettra de visualiser le temps nécessaire à la fabrication de votre objet (mais cela est rarement fiable…).

Quelques slicers :

  • Cura : gratuit
  • Simplifier 3D : payant, mais on peut bénéficier d’une réduction enseignante.
  • Repetier : bonne réputation, mais non testé car pas compatible avec toutes les imprimantes.

A/ Paramétrage d’un slicer

Dans ces logiciels, il est question d’établir « un profil » pour chaque type de matériaux que vous allez utiliser, ou bien pour chaque qualité d’impression que vous souhaitez.

Le profil comprend :

  • Le modèles de votre imprimante pour pouvoir positionner l’objet sur le plateau
  • Le type de matériaux
  • La température d’impression et la température du plateau d’impression
  • La puissance du refroidissement en cours d’impression
  • L’épaisseur des couches
  • Les vitesses de déplacements de la buse
  • Et encore beaucoup d’autres paramètres dont les moindres subtilités peuvent influencer la réussite de vos impressions.

C’est la partie qu’il faut peaufiner car elle est responsable de nombreux échecs. Pour parfaire vos profils, il faut bien sûr tenir compte des recommandations notées sur les bobines de matériaux.

Notez que les profils des slicers peuvent s’échanger, se trouver sur le net donc vous pouvez ne pas partir de zéro quand vous prenez ce logiciel en main. De plus, il existe des configurations de base liées au modèle de votre imprimante et au matériaux que vous utilisez, qui peuvent déjà vous permettre de sortir des pièces sans trop de dégâts.

B/ Choix du support pour l’impression

Cette partie va grandement dépendre de la configuration de votre logement ou de votre lieu de travail… En effet, étant donné qu’une imprimante est assez encombrante, sa place vous permettra ou pas d’y connecter un ordinateur.

La plupart des utilisateurs ne le font pas en fait, et se contentent de copier le fichier .gcode sur une microSD puis de l’insérer dans l’imprimante. Comme dit précédemment, s’il est bien fait, tous les paramètres de votre objet s’y trouvent et le travail peut se faire sans problème.

D’autres vont préférer avoir un ordinateur branché en permanence sur l’imprimante afin d’ajuster en direct certains paramètres (comme la température) s’ils constatent que c’est nécessaire pour améliorer ou ne pas échouer une impression. Pratique, mais il faut savoir qu’il vous sera peut-être difficile de continuer votre travail sur ordinateur en parallèle car de nombreuses imprimantes 3D sont assez bruyantes, et il y en a souvent pour plusieurs heures…

Il existe un bon compromis : l’utilisation d’un Raspberry Pi, configuré comme un serveur, avec une caméra pour surveiller votre impression à distance. La suite qui permet cela se nomme « Octoprint ». Avec un peu de bricolage et de matériel, vous pourrez même déclencher votre imprimante à distance et lancer l’impression pour avoir le plaisir de retrouver votre objet à votre retour.

ATTENTION toutefois aux incendies… Raison pour laquelle, si vous laissez l’imprimante tourner en votre absence, je vous recommande quelques précautions…Vous trouverez sur le net, des “Fireball” : petit ballon qui explose en cas de flammes et qui dégage un produit ignifugeant. 

Pour conclure, voilà quelques liens de chaînes Youtube très riches en informations sur l’impression 3D. Vous y trouverez également des renseignements qui vous aideront à faire votre choix, selon votre bourse ou vos projets. N’oubliez pas que les réseaux sociaux regorgent de groupes, chacun spécialisé dans un modèle. Ces groupes sont très réactifs et composés de personnes qui apprennent, tout comme nous…

Chaîne d’Heliox : https://www.youtube.com/channel/UCPFChjpOgkUqckj3378jt5w

Chaîne de Tommy Desrochers : https://www.youtube.com/channel/UC9_nxvBohH1G2yR77XTdA2g

Quelques conseils d’achats, même si des nouveaux modèles sortent tous les mois :

  • Creality CR10 : la plus fréquemment vendue pour les formats d’impression 300x300x400 mm avec châssis aluminium. Bénéficiant  d’une très grosse communauté, vous ne manquerez pas de conseils pour l’améliorer. (+ de 500€)
  • AlfaWise U20 : mon propre modèle. Copie meilleur marché de la CR10. très polyvalente, et pouvant monter en température très rapidement. Attention, il faudra isoler le plateau si vous souhaitez imprimer de l’ABS… (Environ 250€)
  • La Creality Ender 3: plus compacte, 220 x 220 x 250 mm, même le boitier de contrôle est intégré au châssis, mais elle est livrée entièrement démontée. Il faudra donc bien suivre les recommandations pour obtenir des impressions de qualité. Très bon modèle néanmoins. (Moins de 200€)

EduAnat2 : quels changements par rapport à Edu’anatomist ?

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Après des années de bons et loyaux services, Edu’anatomist, le logiciel utilisé pour visualiser des IRM en classe, tire sa révérence pour laisser la place à EduAnat2, son successeur.

Capture d'écran d'EduAnat2 montrant une IRMf associée à l'audition d'un son

Capture d’écran d’EduAnat2 montrant une IRMf associée à l’audition d’un son

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Comment simuler les conséquences de l’élévation du niveau de la mer avec Google Earth

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par Philippe Cosentino

L’une des conséquences possibles d’un réchauffement climatique est l’élévation du niveau de la mer consécutive à la fonte des glaces continentales.

Afin de sensibiliser les élèves à cette question, il est possible de leur faire simuler les conséquences d’une élévation même modeste de ce niveau.

Depuis que Google Earth intègre une vue tridimensionnelle des bâtiments (avec une résolution telle que le moindre abri de jardin est visible), il est possible de visualiser l’impact d’une telle élévation sur les infrastructures et le tissu urbain, et non plus simplement sur les paysages. Continuer la lecture

Proposer des activités reposant sur le codage (Python) dans le cadre de l’enseignement des SVT

par Philippe Cosentino

Présentation du contexte

Travaillant dans un lycée où l’enseignement du numérique occupe une place importante, je me retrouve couramment face à des élèves ayant choisi des enseignements d’exploration tels qu’ICN, SI ou CIT.

Ces élèves montrant une appétence particulière pour la programmation, et à l’inverse des a priori plutôt négatifs concernant les SVT (la plupart de ces élèves ne comptent pas poursuivre les SVT en classe de première), je me suis donné pour objectif de leur montrer que ces deux disciplines pouvaient en réalité se combiner de manière heureuse. Je souhaitais également que cette approche n’impacte pas le déroulement des séances de travaux pratiques (centrés sur l’étude du réel, l’expérimentation etc.).

J’ai donc pris la décision de proposer aux élèves volontaires, des activités de programmation (codage) en lien direct avec la séance de TP, à réaliser sur leur temps libre (à la maison, au CDI, en étude …).  Continuer la lecture