L'enthousiasme avant le lancement
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Autres opérations :
- Un ballon pour l'école
- Un bon plant pour l'air
- Collège et lycée de nuit
- Une fusée au collège
- Le sang bleu de la Terre

Un ballon pour l'école

Réaliser une nacelle scientifique pour explorer l’atmosphère

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L’opération « un ballon pour l’école » initiée par le CNES et Planète Sciences en 1993, permet aux jeunes des établissements scolaires (écoles, collèges, lycées et écoles supérieures) de concevoir et réaliser des expériences scientifiques, dans une nacelle de ballon stratosphérique. Ces ballons peuvent atteindre une altitude de 30 kilomètres.

Objectifs de l’opération « Un Ballon Pour l’Ecole » :

Grâce à cette action, Planète Sciences Midi-Pyrénées sensibilise les jeunes à la démarche expérimentale de manière active et à la découverte de l’atmosphère. Cette opération permet aux participants de formuler leurs questions sur l’atmosphère et de réaliser des expériences pour apporter des éléments de réponse.

Elle présente plusieurs intérêts :
  • La pratique de la démarche expérimentale.
  • La réalisation d’un projet en équipe.
  • La découverte et l'apprentissage de notions scientifiques liées à l’atmosphère (météorologie, physique, etc.)
  • La rédaction de compte rendu.

Le ballon est gonflé avec de l’hélium. Il emporte la nacelle de 2,5 kg, jusqu'à une altitude de 30 kilomètres en deux heures environ. A culmination, l’enveloppe est extrêmement dilatée et éclate. La nacelle retombe alors accrochée sous son parachute. Elle se pose en douceur au sol, une demi-heure plus tard.

Public visé :

  • Les élèves des écoles élémentaires, collèges et lycées.

  • Les enseignants encadrent les jeunes dans leur classe. Planète Sciences Midi-Pyrénées organise pour eux une formation « ballons expérimentaux » et leur fournit l'assistance pour faire aboutir les projet des jeunes.

  • Des étudiants participent aux projets en tant qu’animateur suiveur ou aérotechnicien, mettent au point de nouvelles expériences, ou encadrent des formations.

  • Le grand public est invité lors de la mise en œuvre des projets, du lancement des ballons, pendant notre Fête de l’Espace régionale, la semaine de la Science, les Exposciences, etc.
La nacelle, le ballon et la chaîne de vol

Historique de l'opération :

En 1993, la première opération-pilote auprès de 10 établissements scolaires s'est déroulée dans la région Midi-Pyrénées, sous la tutelle du CNES. Après un premier bilan positif, le CNES a choisi de la développer dans d’autres régions avec l’appui technique et pédagogique du réseau Planète Sciences.

En 1994, l’opération comprend 30 projets sur toute la France.

En 1995, un nouvel outil est conçu : l’émetteur de télémesure KIWI permet de recevoir en direct les résultats des expériences pendant le vol. 80 projets sont réalisés cette année-là.

Depuis 1999, Planète Sciences Midi-Pyrénées encadre chaque année entre dix et quinze projets dans la région Midi-Pyrénées. Plus de 150 projets « Un ballon pour l’école » sont menés sur le territoire national.

Démarche et pédagogie :

Les projets sont réalisés par les élèves sous la conduite de leurs enseignants en s'appuyant sur l'expérience d'un suiveur technique délégué par le CNES et Planète Sciences. Celui-ci veille au respect du cahier des charges et des consignes de sécurité et peu apporter un soutien pédagogique ou méthodologique.

Le projet, mené à l’initiative d’un enseignant ou d’une équipe pédagogique, concerne de nombreuses disciplines :

Sciences Physiques :







Technologies appliquées :
  • Caractéristiques physiques de l’atmosphère.
  • Forces.
  • Vitesse, accélération.
  • Méthodes de mesure d’un paramètre physique, étalonnage de capteurs.

  • Réalisation de plans.
  • Mécanique.
  • Electricité.
  • Gestion de projet (travail en équipe, calendrier, tâches).
Exemple de capteurs dans une nacelle
Mathématiques :
  • Géométrie.
  • Etude de courbes et représentations graphiques.
  • Calcul et résolution d'équations.
Français :
  • Interprétation de documents.
  • Expression écrite et orale.
  • Rédaction de comptes rendus.
Langues étrangères :







Informatique :







Expression artistique :
  • Lecture de documents techniques en anglais.
  • Rédaction d’un livre de bord du projet en langue étrangère (projet en coopération).
  • Interprétation de documents.
  • Expression écrite et orale.
  • Rédaction de comptes rendus.

  • Recherches d’informations et de documents sur internet.
  • Utilisation de tableurs pour les calculs (interprétation et mise en forme des résultats).
  • Utilisation de traitements de texte (rédaction de comptes rendus).

  • Réalisation de panneaux de présentation du projet et de ses résultats.
  • Réalisation d'une vidéo du projet.
  • Décoration de la nacelle.
L'exploitation des mesures commence dès le lâcher

Déroulement :

Le projet se déroule au cours d’une année scolaire de septembre à juin. Au cours d’un premier contact, l’enseignant intéressé reçoit un document de présentation de l’opération ainsi qu’un questionnaire de candidature afin de mieux préparer sa participation au projet.

Le projet comporte les étapes suivantes :


Une journée de formation
pour les enseignants

(octobre)
:
Elle permet de présenter l'activité aux enseignants et de démystifier le contenu technique d’un projet ballon.

Après une présentation des partenaires et leurs rôles dans le projet, les enseignants fabriquent eux-même une nacelle et les expériences que les jeunes sont susceptibles de réaliser.


Présentation du
ballon stratosphérique

(novembre)
:
C’est la présentation officielle à la classe du projet. Le ballon est décrit en détail (véhicule pouvant emporter 2,5 kg d’expériences dans l’atmosphère).

Les élèves posent les premières questions. Les hypothèses sont discutées et écrites.


Recherche et
expérimentations

(de novembre à février)
:
Conception des expériences. Les jeunes choisissent les moyens de mesures qu’ils vont utiliser. Ils vérifient leur faisabilité et leur conformité au cahier des charges. Ils peuvent réaliser des maquettes de leurs systèmes.

A l’issue de cette étape, l'animateur suiveur organise une réunion pour valider les choix des jeunes et lancer les réalisations.


Réalisation et
étalonnages des capteurs

(de février à avril)
:

Les jeunes construisent et étalonnent leurs expériences. La nacelle est construite en respectant le cahier des charges.

Les expériences y sont intégrées. C'est le moment de procéder aux essais d'ensemble.


Qualification
et lâcher

(mai)
:
C’est la dernière ligne droite avant le lâcher. La nacelle est qualifiée par un animateur de Planète Sciences qui s’assure que toutes les expériences des jeunes fonctionnent et que l’ensemble de la nacelle respecte le cahier des charges.

Le lâcher peut avoir lieu à l’occasion de la Fête de l’Espace qui se déroule fin mai. Des professionnels du spatial (CNES) y participent.


Interprétation
des résultats

(juin)
:
Aidés de leur enseignant et du suiveur technique, les jeunes interprètent leurs résultats.

Ils rédigent ensuite un compte-rendu final et le communiquent à Planète Sciences et à ses partenaires.

Valorisation des résultats :

Cette étape représente la dernière ligne droite du projet. Les participants échangent avec des professionnels et avec d’autres clubs de la région sur leurs expériences et résultats. La valorisation des projets de jeunes se situe à trois niveaux :

  • Le premier par la mise en œuvre avec les jeunes eux-mêmes du projet soit au sein de leur établissement soit lors de manifestations régionales telles que la campagne régionale espace.
  • Le second, par l’analyse et la présentation des résultats des jeunes. Ces derniers peuvent être retransmis aux scientifiques qui suivent et soutiennent cette opération et au grand public lors de manifestations comme les exposciences.
  • La couverture médiatique locale ou régionale.
La photo souvenir avec toute la classe


Rôle de Planète Sciences Midi-Pyrénées :

Quelques minutes avant le lâcher

Un groupe d'animateurs assure la coordination nécessaire à un bon déroulement de ce projet scientifique. Pour mener a bien cette opération, Planète Sciences Midi-Pyrénées assure :

  • La participation à la coordination nationale (Planète Sciences et CNES).
  • La rédaction et la diffusion de documents et outils techniques et pédagogiques pour l’activité.
  • La formations des enseignants.
  • Le suivi technique du projet.
  • La validation de la démarche scientifique.
  • La gestion du matériel des chaînes de vol.
  • L'obtention des autorisations auprès de la Direction Générale de l'Aviation Civile.
  • L’organisation de la campagne régionale de lâchers.
  • La mise en œuvre des projets de jeunes au cours de cette campagne.
  • La réception des télémesures et leur exploitation.
  • L'aide à la valorisation des résultats.
  • La communication et la médiatisation.
  • La recherche de partenaires pour soutenir et développer l'opération.

Rôle des partenaires :

Le CNES est à l'initiative de l'opération et apporte la plus grande partie du financement.

Les partenaires scientifiques (dont le CNES, Météo France et des laboratoires régionaux) apportent une validité scientifique au protocole suivi et aux résultats obtenus par les jeunes. Ils restent attentifs à leurs demandes.

Les partenaires institutionnels (Education Nationale, Conseil Régional de Midi-Pyrénées) peuvent apporter un soutien financier aux projets, parfois directement aux établissements scolaires.






Planète Sciences Midi-Pyrénées
Parc Technologique du Canal – Bâtiment Marine – Rue Hermès - 31 520 Ramonville Saint-Agne
Tél. : 05 61 73 10 22 - Fax : 05 61 73 42 79 – Mail : midi-pyrenees@planete-sciences.org