Colle

Festhalle Aarau, 1924

Festhalle – Aarau – 1924

http://www.otto-hetzer.de/bauwerke.html

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https://fr.wikipedia.org/wiki/Bois_lamell%C3%A9-coll%C3%A9

L’idée d’assembler plusieurs morceaux de bois juxtaposés dans le sens du fil du bois revient à Philibert Delorme, architecte, qui en 1548 entreprit de concevoir des arcs en bois composés de plusieurs sections de bois solidarisées par un clavetage bois. Au XIXe siècle, le colonel Emy compose un empilement de planches cintrées et serrées par des colliers de métal, ce qui permet d’améliorer la portée des arcs. L’idée est à nouveau améliorée en 1890 par Otto Hetzer, un charpentier allemand qui y introduit de la colle à la caséine pour aboutir à la charpente lamellé-collé. Le brevet de ce nouveau matériau est déposé en Allemagne, en France et en Suisse de 1906 à 1907. Les premiers tests de résistance furent quant à eux réalisés dès 1910.

 

http://culturesciences.chimie.ens.fr/le-collage-un-moyen-ancestral-moderne-et-durable-dassemblage-article

En 1897, l’allemand Spitteler entreprend l’extraction de la caséine qui est la substance protidique constituant la majeure partie des albumines du lait et qui coagule sous l’action des acides. La caséine est également obtenue par caillage du lait sous l’action de ferments, le plus connu étant le labferment, qui est l’élément actif de la présure, obtenu par macération et raclage de la caillette du jeune veau. La colle de caséine fut adoptée immédiatement par l’aéronautique naissante pour le collage du bois (figure 18) et elles furent exclusivement utilisées par les allemands durant la guerre 1914-1918, pour le collage de toutes les pièces en bois des aéroplanes et des dirigeables.

 

dossiers-structure-macroscopique-article-Collage_Barquins-17

Figure 18. L’aéroplane « Moore Brabazon » construit en 1909

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Les documents sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier colle).

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Deux types de travaux sont proposés sur le thème classique de la colle à la caséine. 

 

  1. L’élaboration et la mise en œuvre d’un protocole de production de la colle.

 

Documents  [1-protocole.pdf] et [1-exemple.pdf]

 

Après une première étape individuelle d’élaboration, les propositions sont mises en commun en groupe puis discutées sous forme d’animation tableau.

Le document [1-exemple.pdf] donne quelques précisions de mise en œuvre.

 

protocole

 

exemple

 

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2. Une exploitation de document pour interpréter (de façon très simplifiée évidemment) la précipitation des caséines par acidification du lait et inversement la réalisation de l’émulsion qui constitue la colle.

Document : [2-caseine.pdf]

 

Là aussi un travail d’abord individuel puis en groupe permettra la collecte et la discussion des propositions. En simplifié bien sûr, le caillage du lait et l’émulsion des caséines correspondent à deux processus inverses :

– destruction des micelles par acidification (protonation des charges négatives hydrophiles des caséines k) et précipitation du caillé ;

– reconstitution des micelles par action basique de l’hydroxyde de calcium (tamponnée par le carbonate) qui déprotone les caséines k.

 

caseine1

 

caseine3

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Les documents sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier colle).

docs

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Dioxyde de soufre

Pollution-de-camions

http://etatdeslieuxfrance.fr/wp/environnement-2/pollution-au-dioxyde-de-soufre/

 

 

 

Deux types de travaux sont proposés ici, à l’usage principalement des élèves de  Terminales S (enseignement de spécialité.

On pourra consulter sur ce même site et sur le même thème : pluies acides

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Les documents sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier dioxyde de soufre).

 

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1. Un travail expérimental présenté à la façon des E.C.E (évaluation des compétences expérimentales) sur le dosage du dioxyde de soufre.

 

Document de travail : [protocole SO2.pdf]

 

so2-1

so2-2

so2-3

so2-4

 

2. Un sujet de bac du type « résolution de problème » duquel on a enlevé les questions préliminaires et l’énoncé du problème à résoudre : la consigne de travail est évidemment de les retrouver. C’est un travail d’abord individuel qui pourra être suivi d’une mise en commun et mise au point en petit groupe, puis d’une animation tableau pour la collecte des propositions et la discussion.

 

Documents de travail : [bac-sans-question.pdf] et [bac-questions.pdf]

 

pb-1

pb-2

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Les documents sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier dioxyde de soufre).

docs

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Résistance

resistor-color-codes

https://www.build-electronic-circuits.com/resistor-color-codes/

 

Il s’agit d’une activité expérimentale (niveau Quatrième), l’étude de la caractéristique U(I) d’une résistance (résistor). On utilise dans un premier temps le matériel usuel avec une exploitation des résultats sous tableur. Dans un second temps on met en œuvre l’Exao.

Le document proposé est un diaporama qui peut être utilisé en autonomie par les groupes de travail. A chaque étape l’enseignant peut appeler à la mise en commun des propositions sous forme d’animation tableau (en utilisant le diaporama comme support).

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Les documents sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier resistance).

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Deux versions disponibles : [caractéristique-r.pptx] et caractéristique-r.pdf].

etude1

etude2

etude3

etude4

etude5

Cette activité peut être transposée à l’étude de la caractéristique d’une petite lampe à filament classique, avec les modifications nécessaires : [caractéristique-l.pptx] et caractéristique-l.pdf].

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Les documents sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier resistance).

docs

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Savon

0p83gfo4

Un travail expérimental présenté sous la forme E.C.E. (évaluation des compétences expérimentales) utilisable en particulier en Terminale S.

A voir également sur ce même site : bulles et membranesbulles

membranes

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Les documents sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier savon).

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Document de travail : [saponification.pdf]

sapo1

sapo2

sapo3

sapo4

Documents complémentaires : [molecules.pdf]

molecules

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Les documents sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier savon).

docs

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Femmes de sciences

hypatie

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Les documents proposés sont des supports pour une conférence (janvier 2019).

 

Les documents sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier femmes de sciences).

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En 1673 François de la Barre écrivait : « les femmes sont aussi nobles, aussi parfaites et aussi capables que les hommes. Cela ne peut être établi qu’en refusant deux sortes d’adversaires, le vulgaire et presque tous les savants ».

Dans la recherche scientifique la parité est loin d’être atteinte, en particulier dans les pays de l’OCDE.

 

pourcent

 

Nous allons à la rencontre de cinq femmes de sciences et de leurs travaux : Emilie du Châtelet, Mileva Marić, Maria Skłodowska, Lise Meitner et Jocelyn Bell. De la construction du concept d’énergie aux pulsars, en passant par la relativité et la physique nucléaire…

 

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Extraits du diaporama utilisé pour cette conférence. 

67%

chercheurs

stat

emilie

forcesvives

mileva

mileva2

relativite

relativite2

perspective

maria

marie2

solvay

these

c14

radium

lise

fission

conversion

nobel44

jocelyn

blip

pulsar

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Il contient des vidéos intégrées (version .pptx). Des diapos complémentaires sont également disponibles.

Les documents sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier femmes de sciences).

docs1

docs2

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Terres rares

 

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https://fr.wikipedia.org/wiki/Terre_rare

Les terres rares sont un groupe de métaux aux propriétés voisines comprenant le scandium 21Sc, l’yttrium 39Y, et les quinze lanthanides. Ces métaux sont, contrairement à ce que suggère leur appellation, assez répandus dans la croûte terrestre, à l’égal de certains métaux usuels. L’abondance du cérium est d’environ 48 ppm, par contre celle du thulium et du lutécium n’est que de 0,5 ppm. Sous forme élémentaire, les terres rares ont un aspect métallique et sont assez tendres, malléables et ductiles. Ces éléments sont chimiquement assez réactifs, surtout à des températures élevées ou lorsqu’ils sont finement divisés. Leurs propriétés électromagnétiques proviennent de leur configuration électronique avec remplissage progressif de la sous-couche 4f, à l’origine du phénomène appelé contraction des lanthanides. Il faut attendre le projet Manhattan dans les années 1940 pour que les terres rares soient purifiées à un niveau industriel et les années 1970 pour que l’une d’elles, l’yttrium, trouve une application de masse dans la fabrication de luminophores des tubes cathodiques utilisés dans la télévision couleur. Du point de vue de l’économie mondiale, les terres rares font désormais partie des matières premières stratégiques. […] Nombre de ces éléments possèdent des propriétés uniques qui les rendent utiles dans de nombreuses applications : optiques (coloration du verre et de la céramique, télévision couleur, éclairage fluorescent, radiographie médicale), chimiques et structurales (cracking du pétrole, pots catalytiques), mécaniques (leur dureté associée à une réaction chimique facilite le polissage du verre dans l’optique de pointe), magnétiques (propriétés exceptionnelles leur permettant, en alliage avec d’autres métaux, la miniaturisation d’aimants très performants, utilisés notamment dans les éoliennes, la téléphonie, l’électroménager) ; ainsi l’utilisation des terres rares s’est accrue depuis la fin du XXe siècle. En outre, les terres rares sont utilisées pour la croissance verte.

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https://www.lepoint.fr/technologie/terres-rares-la-bombe-a-retardement-11-03-2018-2201477_58.php

Connaissez-vous les terres rares ? Elles désignent 17 métaux : le scandium, l’yttrium, et quinze autres qui font partie de la famille des lanthanides (lanthane, cérium, praséodyme, néodyme, prométhium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium ou encore lutécium). Ce sont pour la plupart des matériaux brillants, avec un éclat argenté, qui sont souvent malléables. Découvert pour le premier d’entre eux en 1787 par l’armateur suédois Carl Axel Arrhenius, on les retrouve dans des lasers infrarouges ou à rayons X, les panneaux photovoltaïques, les diodes luminescentes, des horloges atomiques, les aimants permanents ou encore les pierres à briquet. L’yttrium est, par exemple, utilisé dans la fabrication des lampes LED. De leur côté, le lanthane, le cérium, le néodyme ou le praséodyme sont utilisés dans les batteries rechargeables.

Aujourd’hui encore faiblement sollicités (leur consommation n’est égale qu’à 17 grammes par habitant et par an), les besoins devraient fortement augmenter à l’avenir. Ainsi, si la voiture électrique s’impose en 2040, il faudra extraire davantage de terres rares que ce que l’humanité a prélevé depuis 70 000 ans, explique Guillaume Pitron dans La Guerre des métaux rares (éd. Les Liens qui libèrent). Déjà, depuis 2017, les prix du néodyme et du praséodyme ont augmenté de plus de 80 %, estime le Bureau de recherche géologique et minière (BRGM).

 

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Oxydes de terres rares.

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Les terres rares sont impliquées dans la mise en œuvre des technologies innovantes à visées éco-responsables. Mais les conditions de leur exploitation ainsi que les enjeux économiques en cause génèrent bien des controverses.

Deux parties pour cette étude :  partie 1 : séparation ; partie 2 : controverses.

 

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Tous les documents  nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier terres rares).

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Partie 1 séparation : il s’agit d’une étude quantitative d’une technique de séparation chimique des terres rares par extraction liquide-liquide.

 

Documents de travail :[0 separation.pdf] 

separation

Documents exploitables :[1 terres rares.pdf] ; [1 solvent-extraction.pdf]

terrerare

solvent

Fichier de calcul :[0 separation.xlsx] (mise en œuvre des calculs permettant la vérification demandée)

tableur

Documents complémentaires : [extraction.pdf] ; [extraction-2.pdf] 

[extraction-liquide-liquide.pdf]

La consigne de travail individuel proposée dans le document de travail peut être suivie d’une mise ne commun et mise au point en groupe puis une animation tableau permet la synthèse.

Deux documents supplémentaires sont disponibles :

Un diaporama : [fascinantes_terres_rares.pdf]

Une vidéo illustrant en particulier la mise œuvre industrielle de la méthode de séparation : [recyclage-terres-rares-ampoules.2014.mp4]

 

diapo

 

videoextr

videoextr2

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Partie 2 controverses :une collection de documents permet d’aborder (sous forme de « congrès d’experts » par exemple) les problématiques et controverses liées à l’exploitation des terres rares.

 

usages

ajelis1

phyto

contr2

quebec

chine

contro4

Le premier document indique les usages des terres rares, les deux suivants présentent deux méthodes nouvelles de leur séparation (séparation par les molécules-cages calixarènes d’une part, phytoextraction d’autre part) ; enfin quatre documents (de différentes dates) donnent des éléments de controverse. Deux vidéos sont également exploitables.

 

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Tous les documents  nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier terres rares).

docs1

docs2

docs3

docs4

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Electricité

Tableau-electrique

http://tension.elec.over-blog.com/article-tableau-electrique-99887929.html

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Les situations proposées sont sans question : il s’agit de les élaborer… Et d’y répondre !

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Tous les documents  nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier electricite).

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Exemple 1 : diverses situations (sans question)

Document de travail :[electricite.pdf]

elec1

elec2

Diverses possibilités pour la suite du travail.

En petits groupes : mise en commun et réalisation d’une affiche avec les questions ; puis présentation des affiches avec animation tableau et discussion.

Ou bien échange des écrits individuels et chacun répond aux questions. Puis animation tableau pour le recueil des questions et des réponses et discussion.

Les sujets ainsi élaborés peuvent d’ailleurs servir de véritables évaluations à une date ultérieure

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Exemple 2: une installation électrique (sans question)

Document de travail :[installation.pdf]

 

install1

install2

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Tous les documents  nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier electricite).

docs

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