Thèmes de convergence
- 1. Energie
- 2. Environnement et développement durable
- 3. Météorologie et climatologie
- 4. Importance du mode de pensée statistique dans le regard scientifique sur le monde
- 5. Santé
- 6. Sécurité
Les thèmes de convergence, au nombre de six : énergie, environnement et développement durable, météorologie et climatologie, importance du mode de pensée statistique dans le regard scientifique sur le monde, santé, et sécurité, font désormais partie intégrante des programmes du collège : obligatoires, ils ne font pas l'objet d'un enseignement spécifique puisque ce sont les enseignements disciplinaires qui alimentent la substance de ces thèmes. L'enseignant les intègre dans son enseignement en y associant des ouvertures vers les autres disciplines (voir B.O. hors série n°5 du 25/08/05). Ils correspondent à des sujets essentiels pour les individus et la société.
Cette page regroupe les articles des sites ENS/DESCO d'accompagnement scientifique des professeurs se rapportant à ces thèmes. Les articles en italique correspondent à des documents susceptibles de compléter les documents principaux.
Les articles écrits sur ce thème ont été classés suivant le sujet auquel ils se rapportent.
La première partie regroupe les articles permettant une compréhension globale des questions énergétiques. Comme l'essentiel de l'énergie sur Terre trouve son origine dans le Soleil, la deuxième partie se rapporte essentiellement à la production d'énergie dans le soleil et au devenir de la partie de cette énergie qui est reçue par la Terre (elle est en effet responsable du cycle de l'eau, des vents, de la photosynthèse, etc.). L'homme, sur Terre, utilise l'énergie en la puisant dans différentes "sources d'énergie" (qui sont de fait souvent des formes sous lesquelles est stockée l'énergie solaire), c'est l'objet de la partie suivante. Il est en outre confronté à des problèmes de gestion et de stockage, problèmes que nous traitons dans la quatrième partie, enfin, la dernière partie fournit un certain nombre de bases pour comprendre l'origine des différentes formes d'énergie abordées précédemment.
L'énergie, qu'est-ce? Qu'est-ce que ce n'est pas? Quels en sont les formes, les usages, les risques?... Questions généralistes sur l'énergie
Les multiples visages de l’énergie, par Roger Balian, Académie des Sciences : l’énergie : généralités, sources d'énergie, concentration, stockage, nuisances…
Que l'on utilise des capteurs solaires ou que l'on brûle du charbon, dans les deux cas, l'origine première de l'énergie utilisée est le Soleil. De fait, il est à l'origine de l'essentiel de l'énergie utilisée sur Terre. Nous avons regroupé ici tous les articles se rapportant à la production d'énergie dans le soleil et au devenir de la partie de cette énergie qui est reçue par la Terre.
L'énergie reçue du Soleil est de loin, la plus importante source d'énergie sur Terre. Toutefois, l'énergie de la Terre (fournie par radioactivité et refroidissement séculaire, cristallisation de la graine...) -10 000 fois plus petite- fournit l'énergie nécessaire aux mouvements des plaques, aux volcans, tremblements de terre et est aussi à l'origine du flux géothermique. Les phénomènes de marée sont encore une autre source d'énergie.
Le soleil et ses neutrinos, Alain de Bellefon, cet article sur les neutrinos solaires fournit aussi des explications sur l'origine de l'énergie solaire et les phénomènes internes au Soleil.
Activité solaire et climat du passé (variations de l'énergie produite par le soleil en fonction de son activité et conséquences)
Energie fournie par la Terre
Estimation de la température d’une planète à l’aide de la loi de rayonnement du corps noir, fiche.
Cours sur la circulation générale de l’atmosphère (bilan radiatif de la Terre, transport de l’énergie, cellules de Hadley et flux d’énergie potentielle, transport d’énergie par les tourbillons…)
Cours d’océanographie physique (ce cours permet de mieux appréhender les océans, qui participent au cycle de l'eau et constituent un prodigieux réservoir de chaleur)
La Photosynthèse : généralités
Réaction de Hill (expérience sur la photosynthèse en Terminale)
On énumère les sources traditionelles d'énergie : solaire, éolien, hydraulique, pétrole, charbon, nucléaire, géothermie, biomasse... en commençant par la première "source d'énergie" de l'homme : les nutriments!
On se limite ici aux différentes façons dont l'homme peut utiliser directement l'énergie du soleil.
La « force » de l’eau, Gabrielle Bonnet, ENS de Lyon
Architecture de la chaîne d’énergie de pompage de l’eau brute.
Les combustibles fossiles : formation, composition et réserves
Production, consommation, réserves en hydrocarbures dans le monde. Les rejets en dioxyde de carbone.
Ancienne carrière de charbon à Graissessac (photographie commentée)
Détail des couches de charbon (photographies de détail des couches commentées)
Illustration de la formation du charbon : fossiles de troncs d'arbres, fossiles de troncs de Sigillaire, tronc en charbon en position de vie (photographies commentées)
Matières organiques et climat. (conférence avec commentaire sur la genèse des charbons au début, puis en conclusion)
Même si, de fait, l'énergie du soleil, et, par suite, l'essentiel des sources d'énergie utilisées sur Terre, sont d'origine "nucléaire", le mot "nucléaire" est utilisé dans la vie courante pour désigner l'énergie obtenue à partir de la fission de combustibles radioactifs fossiles, ou celle que l'on espère obtenir un jour à partir de réactions de fusions contrôlées par l'homme.
L’énergie nucléaire, quelles filières pour le futur, Sylvain David
Le stockage de déchets radioactifs en milieu argileux: acquis scientifiques et perspectives, Patrick Landais
Fusion nucléaire et projet ITER :
La "force" de l'eau (cet article aborde plusieurs thèmes, dont le projet ITER en troisième partie)
Photographies commentées :
Les multiples visages de l’énergie, la partie 3 de cet article offre un panorama comparatif des problèmes de stockages et nuisances des différentes sources d'énergie utilisées par l'homme.
Le stockage de déchets radioactifs en milieu argileux: acquis scientifiques et perspectives, Patrick Landais
Electricité : questions diverses sur son utilisation, son transport et son stockage:
L’électricité de la maison : section des fils (quels fils pour quelle puissance?)
Production, consommation, réserves en hydrocarbures dans le monde. Les rejets en dioxyde de carbone
La dispersion d'une nappe de pétrole dans le détroit de Tunis(1992)
Les multiples visages de l’énergie, la partie 3 de cet article offre un panorama comparatif des problèmes de stockages et nuisances des différentes sources d'énergie utilisées par l'homme.
La classification généralement utilisée en physique fait une distinction entre différentes formes d'énergie (par exemple, l'énergie des barrages est de l'énergie potentielle, l'énergie du pétrole tout comme celle du charbon sont de l'énergie chimique, etc.) dont les noms font partie de la culture générale scientifique. Lorsqu'on parle de "sources d'énergie" dans la vie courante, en revanche, on a plutôt tendance à établir une classification en fonction des matières premières utilisées : le charbon sera ainsi mis en parallèle avec l"hydraulique ou le pétrole. De plus, comprendre de façon approfondie l'énergie solaire, chimique ou nucléaire ne peut se faire sans bases physiques sur le lien entre rayonnement et énergie, sur l'énergie des atomes ou sur celle des noyaux.
Il nous a donc semblé pertinent de compléter le panorama sur l'énergie par des articles qui montrent l'énergie sous un angle familier au physicien.
Energie et référentiels: l'énergie cinétique et ce qu'elle n'est pas...
Rayonnement thermique, bilan radiatif et effet de serre (cours complet avec parties sur les différents processus de transfert de la chaleur, sur les caractéristiques du rayonnement thermique, dont un paragraphe sur le corps noir…)
Équation de la chaleur : traitement numérique (diffusion de l'énergie)
Energie des atomes :
Nous avons choisi de parler d'abord de l'environnement naturel, sa gestion, sa protection, les risques. Dans une deuxième partie, nous nous intéressons aux problèmes de développement humain (reliés ou non aux questions environnementales).
L'énergie, le climat, et mêecirc;me la santé, sont souvent reliés à ce thème... Nous avons pris le parti ici de ne reprendre quasiment aucun des articles des autres thèmes, à moins qu'une partie très importante de l'article ne soit directement voué à l'environnement ou au développement. Toutefois, un grand nombre de ressources du thème précédent, non reprises ici, restent des ressources précieuses pour mieux comprendre les problématiques de l'environnement et du développement durable.
Caractéristiques géologiques et géophysiques des subductions actuelles (une partie de cette conférence est consacrée aux risques géologiques dans les zones de subduction, risques liés à l’activité volcanique et sismique)
La morphogenèse végétale et l'environnement (liens entre le phénotype des plantes et l'environnement)
"Port en drapeau" : quelques précisions sur l'allure des arbres en fonction de leur environnement...
La pêche dans le lac Victoria : un exemple de mal-développement
Recherche de pesticide dans les eaux : Une enquête pour Sherlock Holmes !
Le développement durable par l'exemple : le cas du changement climatique, Damien Cocard, ADEME
Le GPS en Géophysique : pourquoi faire? (l’article propose entre autres deux exemples d’application du GPS dans La surveillance d'une faille active et l’étude de la déformation des volcans)
Caractéristiques géologiques et géophysiques des subductions actuelles (une partie de cette conférence est consacrée aux risques géologiques dans les zones de subduction, risques liés à l’activité volcanique et sismique)
Photographies de l'éruption du Piton de la Fournaise du 27 avril 2001
Les espaces littoraux : gestion, protection, aménagement (littoraux d'outre-mer).
Le développement durable par l'exemple : le cas du changement climatique
Traitement d'air chargé en composés organiques volatils par adsorption sur solides microporeux.
Les concepts de la chimie verte : utilisation atomique et facteur E
Un exemple de chimie verte : la synthèse industrielle de l'ibuprofène
Panorama des technologies préventives, de remplacement et de réhabilitation des réseaux en plomb.
Sources d'expositions au plomb, aspects toxicologiques et thérapeutiques.
Il est bien évident que les actions en faveur de l'environnement (par exemple, la décontamination de l'eau), sont souvent aussi essentielles au développement humain. L'homme et son environnement sont donc indissociables. Les articles que nous avons regroupés ici ne reprennent donc pas toutes les catégories déjà traitées, mais se limitent aux questions techniques, économiques, sociales, etc. favorisant le développement humain qui n'ont pas ou très peu de liens avec la protection de l'environnement.
Dans la première partie, nous nous intéressons aux généralités sur les saisons et le climat. La partie suivante est consacrée au problème du réchauffement climatique, en troisième partie, nous avons regroupés les articles concernant les phénomènes météorologiques et climatiques (orages, cyclones, incendies, etc.). Enfin, la dernière partie aborde quelques éléments incontournables pour comprendre le climat : cycle de l'eau, transitions de phase, etc.
Océans, fleuves ou glaces et climat :
Mouvements des enveloppes fluides, impact sur le climat, conférence de Pascal Lecroart : partie 1/3, partie 2/3, partie 3/3.
Mouvements des enveloppes fluides (conférence de Bertrand Millet)
Soleil et climat :
Volcans et climat :
Aérosols, volcans et climat Relecture et commentaires de l'article de Reid A. Bryson "Volcans et climat", La Recherche, juillet-août 1982
Cycle du carbone, matières organiques et climat
Autres articles :
Pertinence de quelques critères sédimentologiques en paléoclimatologie.
Histoire de la température du sol au cours des derniers millénaires, par Laurent Guillou Frottier, comment l'étude des profils thermiques des sols permet de reconstituer l'histoire des températures du sol au cours des derniers millénaires
Page d'accueil du site BIOTIC/Environnement de l'INRP lyon, rubrique PALEOCLIMATS
D'après le résumé sur les changements climatiques à l'intention des décideurs, rapport de 1995 du GIEC sur les changements climatiques et leur évolution
Environnement et climat : atmosphères des planètes et effet de serre (partie 1/5), cycle du carbone et de l'oxygène (partie 2/5 et partie 3/5), évolution climatique (partie 4/5 et partie 5/5)
Changements climatiques et extrêmes climatiques, conférence de Martin Beniston.
Modifications climatiques (conférence d'Elsa Cortijo) : partie 1, partie 2, partie 3, partie 4.
Jeux et enjeux de la nature : séquestrer du carbone dans les sols.
Quel lien entre augmentation de la température terrestre et CO2 atmosphérique
CO2 atmosphérique et température : est-on dans une période de hausse ou de baisse ?
Table glaciaire (photographie illustrant la fonte des glaciers)
Comment un réchauffement global peut-il induire un refroidissement local ?
Réchauffement du climat et élévation du niveau de la mer. Quelques données extraites du rapport du GIEC (groupe intergouvernemental sur l'évolution du climat), par Gérard Mégie.
Fonte des glaces, dilatation thermique de l'eau et montée du niveau marin
Fonte de la banquise (glace de mer) et élévation du niveau marin
Les conséquences des tempêtes sur l'environnement. Effet de serre et déforestation.
La France méditerranéenne en feu : retour sur les incendies de forêts de l'été 2003
Les orages (origine, manifestations)
Quoique le classement des documents correspondant à ce thème puisse sembler proche des divisions disciplinaires : en première partie : statistiques, santé et étude des organismes vivants, en deuxième partie : statistiques et société, enfin, en dernière partie : physique et mathématiques : raisonnements statistiques, chaque sous-partie de ce thème est examinée avec les regards de différentes disciplines. Ainsi, dans la première partie, certains articles sont vus avec le regard d'un mathématicien (détermination du sexe chez les crocodiles, par exemple) tout comme d'autres le sont sous l'oeil du biologiste...
Le sondage d'opinion : pratiques spatiales, identités et représentations territoriales
La Méditerranée, interface : quelles inégalités de développement ? : Indices, indicateurs : compréhension, simulations (exemple de l'IDH, de l'IPH) / La gouvernance : un indicateur pertinent ? / Corrélations et causalités : les précautions d'usage
Dans le cadre du dossier "Mobilités, flux et transports" : Mesures, normes et transports / Étude d'un réseau : initiation à l'analyse topologique et à l'étude des graphes. Des applications
Epaisseur et température de l'atmosphère (La définition de l’épaisseur de l’atmosphère nécessite d’effectuer le choix soit d’une couche limite, soit d’un seuil statistique car le passage de l'atmosphère à l'espace est progressif)
La conception fiabiliste : illustration pour les roulement à billes
Ce thème de convergence aborde successivement le fonctionnement du corps humain, la reproduction, la nourriture et l'environnement et leur impact sur la santé, les drogues, le SIDA, le diabète, l'hérédité et les maladies génétiques. Nous ne prétendons toutefois pas à l'exhaustivité sur ce thème.
La gestion du risque sanitaire de l'amiante : une comparaison France / États-Unis
Orpaillage, pollution et problèmes sanitaires : l'exemple de la Guyane française
Une vague de chaleur meurtrière : les enseignements de l'été 2003 en France
Les nouvelles maladies infectieuses et comment y faire face.
La maladie du charbon ou anthrax : un exemple d'infection bactérienne.
Glucides et lipides, des sources d'énergie pour l'organisme.
Pourquoi manger trop sucré fait-il grossir ?
Glucose et lipide. Réponse courte.
Equilibre alimentaire. Réponse courte.
Gène du diabète MODY 2 (glucokinase) : sauvage et muté.
Réponses courtes (compléments) :
Du mongolisme à la trisomie 21 : déchiffrage d'une maladie complexe.
La drépanocytose (réponses courtes)
Phénylcétonurie (réponses courtes)
Gène du diabète MODY 2 (glucokinase) : sauvage et muté.
Cellules souches embryonnaires et adultes : rêve ou réalité ?
La première partie aborde différents risques naturels (volcanisme, tremblements de terre, tempêtes, avalanches, etc.), la deuxième, "société et sécurité" traite de questions aussi variées que la sécurité à l'intérieur de la maison ou du laboratoire, la sécurité autonombile, le digicode, la sécurité industrielle ou les conduites à risque (drogues, etc.)...
Pourquoi les avalanches tombent-elles plus vite que la pluie ? Et pourquoi le souffle de l'avalanche à lui seul est dévastateur...
La sécurité au laboratoire (de chimie)
Identification de lois de comportement pour le crash test automobile
Les bassins du risque industriel, l'exemple de la vallée du Rhône
De la prévision à la prévention, la gestion mondiale des risques
La loi et le risque : réglementations, alerte, organisation des secours / Communication et information sur les risques
Rôle de la morphine chez le pavot. Réponse courte.
Tolérance aux drogues. Réponse courte.
Overdoses. Réponse courte.