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EPI scientifiques et technologiques

30 / 09 / 2017

Cet article présente deux EPI scientifiques et technologiques faisant intervenir la Physique-Chimie.
Vous pouvez prendre connaissance de la présentation complète de ces EPI et de leurs conditions de mise en œuvre en téléchargeant les fichiers joints.

Comment répondre aux contraintes de développement durable pour la conception d’une crèche ?
Une municipalité souhaite implanter une nouvelle crèche dans la commune pour faire face à l’augmentation démographique. Dans l’appel d’offre qu’elle a publié, la mairie veut placer les contraintes de développement durable au coeur du cahier des charges.
Pour les aspects économiques et environnementaux, elle précise que la crèche devra avoir son propre dispositif de production d’énergie électrique et que la consommation d’énergie électrique devra être la plus faible possible.
Pour l’aspect social, les élus de la mairie désirent aussi que l’agence d’architecture choisie implique les collégiens du conseil municipal des jeunes afin que ces derniers réalisent une présentation des solutions techniques retenues pour répondre aux contraintes de développement durable.
Une agence d’architecture désire concourir pour cet appel d’offre. Elle réfléchit à une solution locale de production d’énergie électrique. Cependant, elle se pose encore des questions pour pouvoir définir précisément le cahier des charges :
- Comment répondre, en tenant compte des contraintes de développement durable, aux besoins énergétiques de la crèche, sur le plan électrique ?
- Quelles solutions techniques choisir pour économiser l’énergie dans la crèche ?
- À quel moment ces solutions techniques seront-elles rentables économiquement ?

Comment réconcilier Aristote et Galilée ?
À partir d’un extrait du téléfilm « Galilée ou l’Amour de Dieu » présentant une expérience relative à la chute des corps (on y voit deux corps de masses différentes tombant à la même vitesse, ce qui vient a priori contredire les conclusions établies par Aristote, « le gland tombe plus vite que la feuille de chêne »), les élèves sont invités à compléter la démonstration de Galilée en l’étayant avec des arguments scientifiques : comment expliquer que la feuille de chêne tombe moins vite que le gland, quand on voit que la boule de papier et l’objet métallique arrivent eux en même temps sur le sol ?
Pour compléter cette démonstration avec des arguments scientifiques, ils doivent mettre en place une démarche laissant une place prépondérante à la modélisation mathématique : le modèle établi à partir des premières expériences est alors interrogé et soumis à une validation par d’autres expériences, dont l’analyse du saut effectué par Felix Baumgartner en octobre 2012. Interroger le cadre du modèle et en déterminer les limites de validité permettra de réconcilier les conclusions d’Aristote et de Galilée. Les élèves disposeront alors de l’ensemble des arguments scientifiques permettant de répondre à la question posée en fin d’extrait vidéo : « comment expliquer cette contradiction ? ». Ils pourront alors, lors d’un travail de groupes, imaginer et tourner la suite du film.