Chimie et voyages dans l'espace

Kontext / Contexte

L'espace fascine la grande majorité des élèves. C'est pourquoi ESERO Luxembourg (www.esero.lu) en partenariat avec l'Agence spatiale européenne (ESA), développe et met à disposition toute une série de ressources pédagogiques en libre accès et pouvant être utilisées en classe à la discrétion de tout enseignant. Le contexte de l'espace y est utilisé pour couvrir divers sujets des programmes scolaires dans le domaine de la science et de la technologie.

Dans cette formation, les thèmes suivants seront abordés :

- Mini-bouteille explosive : utiliser des fusées pour comprendre les réactions de combustion

- L'énergie à l'aide de l'eau : production d'oxygène et d'hydrogène sur la lune et montage d'une voiture à hydrogène via pile à combustible

- Extraction de l’eau du sol lunaire : filtration et distillation.

Ces thèmes pourront notamment servir à illustrer les programmes scolaires en chimie, dont les mots-clés sont : exploration de la Lune, filtration, distillation, états de la matière, transitions entre phases, équations chimiques, réactions de combustion, électrochimie, pile de Volta, électrolyse, piles à combustible.

Pour chacun de ces sujets, des fiches pédagogiques élèves/enseignants écrites et détaillées seront mises à la disposition des participants sur le site web d'ESERO Luxembourg.

Zielsetzung / Objectifs

Savoirs:
Les participants :
- reçoivent de nouvelles idées pour leurs cours de sciences de la part d'élèves âgés de 12 à 16 ans
- développent une compréhension de la méthode scientifique.

Savoir-faire:
Les participants seront en mesure de
- réutiliser le matériel pédagogique présenté en classe
- mettre en œuvre des variantes des expériences présentées selon leurs besoins
- rendre leurs cours de sciences plus interactifs, inspirants, appliqués.

Attitude :
Les participants :
- participent activement à la formation
- s’entraînent à faire des expériences en classe et communiquer les concepts présentés à leurs propres élèves.

Inhalt / Contenu

Pendant la formation, 4 ressources, développées par ESERO Luxembourg en partenariat avec l’ESA, seront présentées de manière interactive en fournissant des informations supplémentaires sur l’espace et sur les thèmes abordés.

Mini-bouteille explosive - utiliser des fusées pour comprendre les réactions de combustion.
Dans cette partie, on étudie la combustion d'un mélange alcool-air dans une bouteille en plastique, en simulant le lancement d'une vraie fusée. Les caractéristiques des réactions de combustion sont expliquées.

Extraction de l'eau du sol lunaire - filtration et distillation.
Les changements d'états de la matière en prenant comme exemple l'eau qui se trouve sur la Lune sont discutés. À partir d'un diagramme température-pression, les différences entre les états de l'eau sur la Terre et sur la Lune sont discutées. Dans le cadre de l'extraction de l'eau sur la lune, deux méthodes de séparation sont comparées.

Production d'énergie avec de l'eau - production d'oxygène et d'hydrogène sur la lune.
Dans cette partie sur l'électrochimie, trois activités sont abordées : tout d'abord, une simple forme de batterie, une pile de Volta, est construite. L'électrolyse de l'eau est étudiée et ses applications pour les voyages spatiaux sont expliquées. Une pile à combustible est étudiée via la construction d'une voiture à hydrogène.

Des expériences à reprendre directement en classe, comme la simulation du lancement d’une fusée, vont être réalisées.

Arbeitsformen / Approche méthodologique

- Présentation d'ESERO Luxembourg
- Présentation du matériel pédagogique mis à la disposition des enseignants par l'ESA / ESERO Luxembourg
- Présentation de la théorie derrière les sujets abordés.
- Réaliser les expériences pratiques, sous forme de travail de groupe
- Discussion et échange.

Referent, Referentin / Formateur, formatrice

Pascal Waechter, Professeur de Chimie
Frederic Conrotte, Médiateur scientifique

Remarques / Anmerkung

Parking: https://www.science-center.lu/fr/infos-pratique