zoom : cahier d'animation (coll¨ge)

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Cahier de présentation de l'exposition "Zoom" et des animations proposées aux classes de collèges.

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  • www.relais-sciences.org

    Cette opration est cofinance par l'Union europenne. L'Europe s'engage avec le Fonds europen de dveloppement rgional.

    une balade entre les deux infinis...

    8 septembre 2012 20 janvier 2013La Presqu'le (face au Carg) Caen

    Cahier de l'animation : Collges

  • Zoom

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    ZOOM

    Une balade entre les 2 infinis

    Aprs les "Odysses" qui ont sduit prs de 80 000 personnes en Basse-Normandie, Relais d'sciences lance en septembre 2012 un nouveau cycle culturel ddi la physique des deux infinis. Au cur de cette programmation, une exposition phare qui associe actualits, enjeux scientifiques et technologies numriques : Zoom.

    Les physiciens cherchent aujourd'hui simplifier et unifier les diffrents modles thoriques utiliss pour dcrire les lois de la physique de la matire. L'objectif ultime, et semble-t-il inaccessible, de ces recherches serait une thorie unifiant toutes les prcdentes et dcrivant l'organisation de la matire toutes les chelles.

    Dans cette uvre, les acteurs de la recherche fondamentale ont travers plusieurs rvolutions conceptuelles. Aujourd'hui, les thories en vigueur sont de nature souvent insaisissable : mcanique quantique, antimatire, thorie des cordes, ... Leur comprhension par le plus grand nombre n'en est que plus dlicate.

    Pourtant, les sciences physiques portent des enjeux publics majeurs qui conditionnent l'volution de notre socit. Energie, technologie, sant, ces questions doivent tre plus largement partages et dbattues avec la population.

    C'est ce dialogue que Relais d'sciences invite les publics.

    Cest dailleurs pour cette raison quun mdiateur est constamment prsent dans lexposition. Il aide le visiteur tant dans le contenu que dans la forme, il facilite la prise en main des machines et permet la comprhension des consignes dutilisation et surtout il rpond aux questions et apporte des prcisions vis vis du contenu scientifique. Il a sa disposition des exprimentations vivantes qui peuvent illustrer son propos.

    Malgr la prsence du dispositif numrique et la relative autonomie dexploitation des modules, la place des mdiateurs reste indispensable.

    Retrouvez tout le programme sur www.relais-sciences.org

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    NOTIONS & CONTENUS

    Une balade entre les 2 infinis

    Lexposition Zoom propose une plonge dans lintimit de la matire pour voquer des concepts de physique et des enjeux de socit en cho aux notions abordes dans les programmes scolaires.

    Partie 1Les briques lmentaires de la matireSi les lois physiques sont universelles en tout point de lUnivers, certaines peuvent tre considres comme dominantes ou ngligeables suivant lchelle laquelle les scientifiques sintressent. Pour se reprsenter ces lois et ces briques lmentaires, les physiciens sappuient sur le Modle standard

    Existe-t-il une thorie unique pour dcrire tout lUnivers?D'une particule jusqu limmensit de lUnivers, difficile de se reprsenter la matire qui nous compose et nous entoure. Les physiciens tentent pourtant de comprendre les lois qui gouvernent notre Univers et de les intgrer dans un systme cohrent. Au fil du temps, ils ont ainsi labor diffrentes thories. Ces lois, censes tre universelles, sont cependant incompltes. Les chercheurs nont pas dautre choix que de trouver de nouveaux cadres de pense pour avancer dans leur qute dune thorie "du tout".

    Quelles sont les briques lmentaires de la matire?Pour dcrire toute la matire de lUnivers, il ne faut aux chercheurs que 12 briques lmentaires. Si on y ajoute le ciment des 5 particules qui vhiculent les 3 forces fondamentales de lUnivers, on obtient ldifice thorique le plus compact jamais conu pour dcrire la matire. Cette thorie, baptise Modle standard, tient lexprimentation mais deux pices manquent encore au puzzle : lobservation du Boson de Higgs et lunification du modle avec la force de gravit.

    Partie 2La condensation de la matireLassociation des particules, juste aprs le Big Bang, a permis la condensation de la matire sous la forme des premiers noyaux datomes. Par la suite, la matire sest condense au cur des toiles et des supernov. Nous sommes tous constitus de ces poussires dtoiles

    Quest-ce que la Valle de la stabilit?On estime 257 le nombre de noyaux atomiques stables. Chacun de ces noyaux peut galement exister sous des formes plus instables, les isotopes. Depuis la naissance de lUnivers, plusieurs milliers disotopes apparaissent et se dsintgrent presque instantanment. Pour tudier cette diversit, les physiciens rpartissent ces noyaux stables et instables dans une carte appele Valle de la stabilit.

    La matire diffrentes chelles : du noyau la galaxie

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    Comment se forment les noyaux au cur des toiles?Tous les noyaux nexistent pas depuis la naissance de l'Univers. Les plus lgers, comme lhydrogne et lhlium, sont apparus il y a 14 milliards d'annes lors du BigBang. Les noyaux plus lourds, comme le carbone, se sont forms plus tard au cur des toiles alors que les atomes trs lourds, comme luranium, ont t produits et dissmins lors de leurs explosions. Ces phnomnes intressent aussi bien les physiciens nuclaires que les astronomes.

    Partie 3Une matire qui rayonneUn rayon est une particule en mouvement qui vhicule de lnergie. Un rayonnement issu du BigBang et des toiles nous inonde quotidiennement. Une grande partie de ces rayons est transporte par les photons. Cest ce mme type de rayonnement qui est produit lors des ractions nuclaires

    Comment fonctionne une centrale nuclaire?La fusion de noyaux atomiques se droule de nos jours au cur des toiles. Jusqu une certaine taille de noyaux, cette fusion libre de lnergie. Au del, elle en absorbe. En cassant de gros noyaux, on peut librer cette nergie : cest la fission mise en uvre dans nos centrales. linverse, dans les projets de centrale comme ITER, on tente de faire fusionner de petits noyaux pour produire lnergie. Ce procd est loin dtre appliqu faute de savoir matriser des ractions mais lenjeu est majeur puisque le combustible serait quasi illimit et la production de dchets diminuerait radicalement.

    Quels sont les rayons qui nous traversent?Nous baignons dans des rayonnements d'origines et de natures diffrentes crs au cur des toiles, par les roches, par des appareils, par des installations nuclaires voire par notre propre corps Certains rayons nous traversent, d'autres sont stopps par une simple feuille de papier. Dautres encore peuvent pntrer la matire et sy arrter en librant toute leur nergie. Cest pourquoi, si la comprhension et lutilisation des rayonnements ouvrent sur de nombreuses applications en termes de sant, dindustrie et dnergie, la matrise des risques associs est un enjeu de socit.

    Les lments chimiques prsents dans l'Univers

    Les rayonnements dans l'Univers

  • EXPOSITION

    Une balade entre les 2 infinis

    La condensation de la matireLassociation des particules, juste aprs le Big Bang, a permis la condensation de la matire sous la forme des premiers noyaux datomes. Par la suite, la matire sest condense au cur des toiles et des supernov. Nous sommes tous constitus de ces poussires dtoiles

    SALLE 2

    Poussires d'toilesSur un cran, une toile explose en supernova

    l'approche des visiteurs grce un systme de motion capture par Kinect. Les rsidus de cette

    explosion interagissent avec le visiteur, pouse son profil et ses mouvements.

    Lexposition est constitue de 6 machines numriques et interactives dotes de technologies innovantes pour offrir une image dynamique des modles scientifiques complexes et rendre les lves acteurs de leur dcouverte.

    TECHNOLOGIES

    Un parcours numrique

    ccueil des groupesUn mdiateur scientifique est prsent en permanence pour

    accueillir les groupes, les accompagner dans la manipulation des machines et faciliter leur accs aux contenus.

    Valle de la stabilit l 'aide de tablettes tactiles, le visiteur visionne des vidos de la Valle de la stabilit. D'autres visiteurs peuvent littralement surfer dans cette valle grce au systme de balance board.

  • SALLE 1

    SALLE 3

    Ces rayons qui nous traversentUne machine brouillard nous rvle le rayonnement cosmique. En parallle, le visiteur insre dans une case des objets qui dclenchent, grce la technologie NFC, des squences d'information sur les rayonnements.

    Cur de centraleLe visiteur reconstitue le fonctionnement d'une

    centrale nuclaire en plaant des cartes aux formes simples sous une camra infrarouge. Ce puzzle

    prend forme en temps rel devant le visiteur lorsque la construction est fonctionnelle.

    Une matire qui rayonneUn rayon est une particule en mouvement qui vhicule de lnergie. Un rayonnement issu du BigBang et des toiles nous inonde quotidiennement. Une grande partie de ces rayons sont transports par les photons. Cest ce mme type de rayonnement qui est produit lors des ractions nuclaires

    Les briques lmentaires de la matireSi les lois physiques sont universelles en tout point de lUnivers, certaines peuvent tre considres comme dominantes ou ngligeables suivant lchelle laquelle les scientifiques sintressent. Pour se reprsenter ces lois et ces briques lmentaires, les physiciens sappuient sur le Modle standard

    D'un infini l'autre l 'aide de ses doigts, sur une table tactile, le visiteur navigue entre l'infiniment grand et l'infiniment petit en faisant apparatre des contenus sur les travaux de recherche mens aux diffrentes chelles de l'Univers.

    Particules lmentairesLe visiteur manipule de simples cubes

    mais l'cran, ce sont des particules lmentaires qui apparaissent grce un systme combin

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