D'une tasse de Café au réchauffement climatique, quel lien ? 2018E

Bibliothèque des expérimentations pédagogiques

CRETEIL                                                                                                                        15/11/2018

                                 D'une tasse de Café au réchauffement climatique,
                                 quel lien ? 2018E

                                                               (Expérimentation terminée)
                                 Collège Jacques-Yves Cousteau
                                 3 PLACE DU CLOS ST GEORGES , 77600 BUSSY ST GEORGES
                                 Site : http://www.college-cousteau.fr/college/
                                 Auteur : Mesmoudi Mohamed Mostefa
                                 Mél : ce.0772226b@ac-creteil.fr/

    Notre projet relie mathématiques et écologie à travers un thème qui rassemble tout le monde (pays du nord et pays du sud,
    riches et pauvres, hommes et femmes, petits et grands, écologie et économie, sciences et savoir vivre, citoyens du monde,
    toutes les matières enseignées au collège). Il s'agit du café, une boisson connue de tous.

    Plus-value de l'action
    Avec un projet modeste niveau collège, on a réussi à soulever un problème écologique important et à donner une solution
    ayant un impact positif pour toute la planète et pour les générations futures. Le projet se poursuit chaque année en travaillant
    sur de nouveaux aspects: cette année création d'une serre sous-marine afin de recycler les capsules de café de notre
    distributeur.

    Nombre d'élèves et niveau(x) concernés
    - Tous les niveaux (5ème, 4ème et 3ème).
    - Niveaux hétérogènes (même des élèves dyslexiques ou ayant un handicap particulier).
    - Parité filles/garçons respectée lors des inscriptions.

    A l'origine
    L'année dernière j'ai mené, en dehors des heures de classe, un projet innovant multi- disciplinaires regroupant des élèves de
    5ème et de 4ème de niveau hétérogène. Le projet avait pour titre ''Roue à géométrie variable robotisée''. Ce projet a pu
    fédérer toutes les matières enseignées au collège et même au delà puisqu'on a été aidé par des enseignants universitaires
    (université Paris 13, Villetaneuse). On a eu le 1er prix à C'génial académique, le 2ème prix à ''Faites de la science'' et le 2ème
    prix execo à C'génial phase nationale. Lors de ce projet, j'ai remarqué que les élèves s'investissaient beaucoup plus qu'en
    classe, ils ont souvent travaillé ensemble et se sont entraidés en oubliant qu'ils avaient des niveaux différents, des difficultés
    différentes et des goûts différents vers les matières. Chacun a contribué comme il pouvait. J'avais démarré le projet avec un
    dizaine d'élèves et après quelques mois l'effectif avait dépassé les 30 élèves avec, en plus, une liste d'attente ! A la fin du
    projet, au mois de juin, et malgré qu'on avait arrêté les séances de travail, les élèves venaient d'eux mêmes pour me
    demander si on n'allait pas travailler encore sur le projet (aucun concours n'était en vue) et ils m'ont demandé avec insistance
    de commencer (au mois de juin) un autre projet.
    Suite à cette motivation remarquable des élèves pour ce type de projet, j'ai décidé, cette année, de refaire un autre projet
    innovant en ouvrant encore plus le champs à tous les élèves volontaire du collège sauf les 6èmes. J'ai commencé
    l'inscription des élèves au mois de septembre 2015 et en quelques jours j'ai atteint l'effectif de 34. Beaucoup d'élèves
    voulaient participer, mais leurs emplois du temps ne leur permettaient pas de venir aux heures fixées pour le projet.

Objectifs poursuivis
- Promouvoir les mathématiques auprès des élèves et leur montrer que les mathématiques peuvent interagir avec tous les
domaines de la vie quotidienne.
- Amener les élèves à travailler ensemble et à s'entraider malgré leurs différences.
- Amener les professeurs à travailler ensemble au sein d'un même projet multi- disciplinaire.
- Réinvestir des notions vues dans différentes matières pendant leur scolarité et faire émerger des idées nouvelles, voire
innovantes.
- Mettre en pratique les compétence s du socle en agissant en tant que citoyen soucieux de l'écologie, de l'avenir des
générations futures et de la planète.
- Montrer que la recherche scientifique n'est pas réservée qu'aux chercheurs universitaires et qu'à leur âge on peut découvrir
des choses innovantes en faveur de l'écologie et à toute l'humanité.
- Travailler différemment les matières enseignées au collège.
Description
On a étudié les formes géométriques des tasses à café qui le gardent chaud le plus le plus longtemps possible et qui
contiennent le moins de surface possible pour un même volume. Les formes optimales peuvent être transposées directement
aux habitations : moins de matériaux de construction pour un même volume et moins d'échange thermique. Ce qui se traduit
par moins de chauffage l'hiver et moins de climatisation l'été. Les formes optimales trouvées nous ont menés directement à
la forme sphérique de la terre (et des planètes), aux formes cylindriques des boîtes de conserveset aux emballages
alimentaires en général.
Ceci nous a conduit à étudier l'optimalité de certains emballages alimentaires et en particulier les boîtes de conserve (plus de
80 milliards de boîtes vendues chaque année dans le monde), les canettes (plus de 350 milliards vendues) et les bouteilles en
plastique (plus 260 milliards de bouteilles). Les formes optimales que nous avons trouvées nous feront économiser jusqu'à 10
% pour les boîtes de conserves, plus de 14 % pour les canettes et plus de 19 % pour les bouteilles. A titre d'exemple, pour
les canettes, on obtient chaque année une économie de plus de 1 million de tonnes d'aluminium, plus de 20 millions de tonnes
de gaz carbonique économisées pour la production de l'aluminium et plus de 7 millions de tonnes de gaz carbonique pour son
recyclage. Rien pour le coût de l'aluminium cela ferait plus de 1,375 milliard d'euros.

En parallèle, les élèves ont étudié avec leurs professeurs de SVT le caféier de sa plantation au fruit, son origine, sa route, ses
effets positifs et négatifs sur la santé, son compostage, …

Suite à notre application à l'urbanisme, les élèves ont dessiné avec l'aide de leur professeure d'arts plastiques une maquette
d'une ville futuriste basée sur les formes que nous avons trouvées. Nous avons aussi imprimé certains immeubles, tasses et
bouteilles optimisées à l'aide d'une imprimante 3D qu'on a acheté en kit et que les élèves ont monté pièce par pièce .
De plus, nous avons tourné une publicité pour notre distributeur tout en faisant passer un message pour la planète. Les
répétitions ont été faites avec l'aide de leur professeure d'arts plastiques. Le tournage a été fait à l'université Paris 13 avec
l'aide de l'association Atouts sciences.

Nous avons aussi fabriqué un distributeur de capsules de café automatisé qui marche avec des cartes code-barres. Le
distributeur a été usiné avec l'aide de l'association Atouts sciences de l'université Paris 13.
En plus, ce distributeur peut parler dans le but de guider les personnes malvoyantes à l'utiliser.

On a écrit, avec l'aide des professeurs des langues, un manuel d'utilisation en allemand, en anglais, en espagnol et en
français ainsi que deux versions en chinois et en braille.

Pour donner vie à notre projet, on compte monter une mini entreprise l'année prochaine pour fabriquer et vendre ce
distributeur ainsi que les tasses optimisées.

On a fait une sorite au mois de décembre 2015 à Provins pour visiter un forum sur le climat.

Quatre élèves présenteront le projet aux portes ouvertes de l'université Paris 13 (le 12 mai prochain).

Et pour finir, une plantation d'arbres dans la ville de Férrières est prévue au mois de mai (la date sera fixée le 4 mai soir
avec Madame le maire de la ville).

Contenu pédagogique:
En mathématiques :
- Géométrie plane : Polygones et cercles.
- Géométrie dans l'espace : Prisme et cylindre, cône et pyramide, sphères.
- Mesures et grandeurs : Aires et volumes.
- Conception et modélisation par ordinateur : Maisons, distributeur, tasses, bouteilles et boîtes de conserve.
- Mathématiques savonneuses : Surfaces minimales et à courbure moyenne constante (exemples et explications basiques car
niveau hors secondaire).
- Statistiques et pourcentages.
- Puissances d'un nombre : Système binaire et application aux codes-barres.
- Repérage dans le plan : en utilisant des graphiques (nuages de points, fonctions).
- TICEs : Tableur, géogrebra, sketchup
- Algorithmique et programmation : Initiation à scratch et à Mindstorms EV3. Application à la robotique et à l'univers Arduino.

En sciences physiques :
- Refroidissement du café dans une tasse : Mesure de la température dans différentes tasses.
- Différence entre Chaleur, énergie et température.
- Diffusion de la chaleur : Expérience faite en utilisant les tasses magiques qui changent de couleur en contact avec la
chaleur.

En SVT :
- Écologie et développement durable.
- Recyclage : compostage du marc de café, recyclage des capsules en fibres végétales.
- Le caféier : plantation, fleuraison, fruit, graines, torréfaction, arômes et molécules dégagées.
- Effet sur la santé : effets positifs et effets négatifs.

En arts plastiques :
- Ville futuriste basée sur les surfaces minimales et à courbure moyenne constante.
- Un court métrage faisant la promotion de notre distributeur et faisant passer un message pour la planète.

En langues vivantes :
- Un manuel d'utilisation du distributeur.

En lettres classiques (avec l'aide de leur professeure documentaliste) :
- Un magazine en ligne ''Ecopresto'' ( http://osonsinnover.education/concours/projects/ecopresto/#.VnwRLS6Ksgf.gmail ) :
rédaction des articles pour le magazine.
- Un rapport sur le projet.
- Expression orale pour présenter le projet aux concours.
- Scénario de la publicité.
- Théâtre : répétitions et rôles des élèves dans la publicité
- Rédaction du manuel d'utilisation.
- Un cahier de charges pour la future mini-entreprise.
Modalité de mise en oeuvre
- 3 heures par semaine depuis septembre, en dehors des heures de classes : pour les maths et SVT.
- 2 heures supplémentaires par semaine depuis décembre : avec la professeure d'arts plastiques.
- 2 mercredis après midi
Travail en petits groupes selon les heures libres des élèves. De temps en temps les élèves partaient avec du travail à la
maison (sur la base du volontariat).
Trois ressources ou points d'appui

- Soutien de notre principale Madame Guillaume.
- Aides financières de nos sponsors.
- Aides scientifiques des autres collègues
Difficultés rencontrées
- Trouver des créneaux horaires communs pour tous les élèves (surtout ceux en 4ème et en 3ème).
- Absence de budget pour ce genre de projet.
- Communication des résultats au grand public.

Moyens mobilisés
- Salle informatique.
- Salle d'arts plastiques
- CDI
- Le matériel de robotique acheté avec les subventions des sponsors.
- Une imprimante 3D.
- Voitures personnelles et celles des parents.
Partenariat et contenu du partenariat
- Association Atouts sciences, université Paris 13, villetaneuse.
- Dagoma, créteur d'imprimantes 3D.
- Bricodépôt de Vaires sur Marne.
- Mairie de Ferrières-en-Brie.
- Marie de Bussy St Georges
- Fondation Sciences à l'école, C'génial et académie de Créteil.
- Université Paris Est Créteil.
Liens éventuels avec la Recherche

- Travail mené avec l'aide de l'université Paris 13.
- La mini entreprise se fera en collaboration avec l'université dans le but de faire développer (par les étudiants en robotique)
un produit moins cher que le prototype et de monter une entreprise avec les étudiants pour le vendre. Cela facilitera aux
étudiants lancement de leur propre start up.
- Ouvrir une nouvelle voix dans le domaine de la recherche et de l'écologique en cherchant à optimiser tous les produits de la
vie courante.

Evaluation
Evaluation / indicateurs
•Plus de 34 élèves ont voulu s'inscrire au projet.
•Nous avons reçu environ 1200 euros de subventions de nos sponsors.
•Projet présenté à 5 manifestations scientifiques et aux portes ouvertes du collège au mois de juin.
•1er prix à C'génial phase académique
•2ème prix à ''Faites de la science''
•Reportage télévisé sur canal coquelicot.
•Article paru au BussyMag sur notre projet.
•Nous avons reçu les félicitations du gouvernement pour notre projet.
Documents
=>

URL : https://1drv.ms/f/s!At_bbOMOPEOUjxNPPArIxELDV2Cr
Type : diaporama

Modalités du suivi et de l'évaluation de l'action
- Présentation du projet à des concours : 1er prix à C'génial académique (passage à la phase nationale). Deuxième prix à
''Faites'' de la science. Participation prévue au concours : des clefs pour l'éducation au développement durable.
- Montage d'une mini entreprise autour du projet l'année prochaine.
Effets constatés

Sur les acquis des élèves :
Motivation accrue, des entraides, valorisation des savoirs appris, travailler dans un climat différent de ce que les élèves ont
connu avec leurs professeurs, le cycle 4 prend tout son sens puisque les élèves des trois niveaux ont travaillé ensemble dans
le même projet.
Sur les pratiques des enseignants :
Une bonne expérience pour commencer les EPI l'année prochaine.
Sur le leadership et les relations professionnelles :
Nous avons réussi à créer des partenariats avec le monde universitaire et des entreprises commerciales.

Sur l'école / l'établissement :
Des médias se sont intéressés à notre établissement (canal coquelicot et BussyMag)
Plus généralement, sur l'environnement :
Au sens propre, un grand impact positif sur l'écologie. Au sens figuré, tous les élèves du collège (et donc leur parents) sont
au courant de notre projet et de son succès. Beaucoup de félicitations de la part des élèves et de leur parents. Les maries de
Bussy et de Ferrières (commune voisine) se sont intéressées à notre projet et nous ont subventionnés..