Thalès : Philosophie et Astronomie

Année scolaire 2012-2013

Il n’y a pas d’obligation plus importante que d’être passionnément curieux »

Albert Einstein

Le Projet

Historique :

Le projet a vu le jour en 2003, après les journées du CNES (à Ajaccio) auxquelles participaient M. Perrin, spationaute, et M. Rocard astrophysicien.

Devant l'enthousiasme des élèves de terminales (littéraire et scientifique confondues) des sorties "découverte du ciel" furent organisées à Ajaccio au club d'Astronomie de Vignola.

Après concertation avec le président du club d'astronomie d'Ajaccio, C3A, fut mise en place l'année suivante la classe à PAC "philosophie et astronomie" qui devait connaître son point d'orgue avec la venue en Corse de M. Pierre Léna. Ce déplacement ne fut pas possible et fut reporté en septembre 2005. La classe à PAC fut alors reconduite avec toujours une très grande mobilisation des élèves.

Le cadre:

Nous poursuivons un projet (parrainé symboliquement par Pierre Léna) qui a débuté il y a ans et qui s’étoffe chaque année. Un atelier scientifique est associé à une classe à PAC et à un PAE.

Il rentre dans le cadre des "Expérimentations", bénéficie du soutien du CNRS (Conventions passion/recherche avec l’OAMP-LAM et le CPPM-CNRS /IN2P3). Nous avons un conseil scientifique :Jean-Pierre Sivan ,Marc Lachièze-Rey ,Michel Marcelin, José Busto, Fréderic Morand ,Gilles Notton ) du label «Sciences à l’école» .Il s’inscrit dans le cadre de la «Main à la pâte».

Nous participons à l’opération «Astro à l’école» et avons été doté d’un télescope C8 (200mm) et d’un APN (appareil photo numérique) par l’observatoire de Paris.Depuis novembre 2012 nous avons aussi intégrés « cosmo à l’école » Une roue cosmique nous a été confiée par José Busto et le CPPM de Marseille.)

Notre projet a été répertorié parmi les "bonnes pratiques en matière d'enseignement des sciences" par le projet européen "Stencil"et répertorié par la DEGESCO

Le Club d’astronomie d’Ajaccio, C3A, est partenaire du projet depuis la première heure

Objectif:

Enjeux scientifiques et sociétaux

Ø réunifier la culture aujourd’hui éclatée en réconciliant les L avec les sciences et quelques élèves de S avec la philosophie afin de redonner à tous le sens de la curiosité et du plaisir d’apprendre (La mise en rapport de la philosophie et l'astronomie dans un contexte historique de développement des sciences). Il s’agit donc de retrouver le chemin de l’interdisciplinarité: (Philosophie, Mathématiques, Physique, Sciences de l’Ingénieur)

Ø Augmenter les échanges entre les jeunes et le milieu de la recherche et de la technologie.

Ø Rapprocher les jeunes de la recherche vivante, de développer leur culture scientifique et technique .

Ø Faire connaître les métiers de la recherche.

Ø Permettre aux jeunes de devenir les véritables acteurs de leur orientation future

Ø Ce projet concourt également à la formation des élèves en tant que futurs citoyens qui auront à se déterminer sur les choix scientifiques et technologiques de demain

Le thème de l’année :

De l’infiniment grand à l’infiniment petit : voyage au cœur de l’univers

Pour reprendre les paroles de l’astrophysicien Trinh Xuan Thuan,

"il s’agira d’essayer de comprendre comment l’infiniment petit a-t-il accouché de l’infiniment grand ? Comment l’univers tout entier avec ses centaines de milliards de galaxies a-t-il jailli d’un vide microscopique ? "

Le projet s’articulera autour de grands moments

-Des conférences

- Des observations et photographies du ciel

-la détection et la quantification des rayons cosmiques

- une visite au CERN

Description

Plusieurs volets seront développés :

Partie Théorique :

ü Histoire des sciences : la connaissance de l’univers à la charnière de la philosophie et de la physique (classes de terminales)

ü Vision du monde entre philosophie et physique (classes de seconde)

ü Astronomie à l’intention des élèves du primaire (classe de CM1 dans le cadre de la main à la pâte)

ü Astronomie et astrophysique : conférences à destination du « tout public »

ü Astronomie, Astrophysique et Philosophie à destination des élèves de terminales

Partie Pratique

ü Observation du ciel avec nos télescopes (Dobson 360mm conçu et fabriqué au Lycée et le célestron 200mm que nous a confié l’observatoire de Paris dans le cadre de "Sciences à l’école" et "Astro à l’école"). Photographie et traitement d’images

ü Détection et quantification des rayons cosmiques à l’aide de la roue cosmique que nous a confié son développeur José Busto et le CPPM

ü Visite du CERN

Pour ce projet

Des conférences données par des professeurs d'université et/ou directeurs de recherche au CNRS permettent aux élèves d'acquérir une véritable culture scientifique ( qu'ils réinvestissent ensuite dans l'étude des différentes disciplines enseignées au Lycée -math, physique, philosophie, sciences de l'ingénieur, anglais..-) qui leur permet de mieux comprendre l'état des sciences aujourd'hui, les enjeux , les difficultés, les problèmes matériels ou éthiques posés par la recherche.

Interviendront

Pour des conférences à destination des élèves et du tout public

Ø José Busto, Enseignant à I' Université de la Méditerranée et chercheur au Centre de Physique des Particules de Marseille. (conférence sur les rayons cosmiques)

Ø Michel Marcelin, Directeur de Recherche au CNRS au Laboratoire d'Astrophysique de Marseille. (conférence sur les neutrinos)

Ø Jean-Pierre Sivan, Directeur de Recherche au CNRS au Laboratoire d'Astrophysique de Marseille. (conférences sur les exo-planètes)

Ø Marc Lachièze-Rey, Physicien théoricien et astrophysicien, Marc Lachièze-Rey est directeur de recherche au CNRS-APC-Astroparticule et Cosmologie (UMR7164) Université. Paris 7 Denis Diderot (conférences sur la cosmologie/ l’espace et le temps en physique)

Ø Et des interventions du club d’astronomie d’Ajaccio (C3A)

Par ailleurs,

Ø Yann Coadou physicien au CMPP et rattaché au laboratoire « Atlas » du CERN

Ø Julien Cogan physicien au CMPP et rattaché au laboratoire « LHC B » du Cern

Viendront au Lycée le 3 décembre afin de préparer spécifiquement le groupe d’élèves pour le déplacement au LHC et les accompagneront pendant les deux journées du séjour au CERN

Déroulement de la visite au Cern

Ø Lundi 25 Mars 2013

Visite du Physiscope à Genève

Ø Mardi 26, Mercredi 27

2journées consacrées à la visite du LHC

ATLAS est l'une des deux fins générales des détecteurs du LHC. Il examine un large éventail de la physique, y compris la recherche du boson de Higgs, les dimensions supplémentaires, et les particules qui pourraient constituer la matière noire.

LHCb va nous aider à comprendre pourquoi nous vivons dans un Univers qui semble être composée presque entièrement de matière, mais pas d’ antimatière . Il se spécialise dans les enquêtes sur les légères différences entre matière et antimatière en étudiant un type de particule appelée «quark beauté» ou «quark b».

Laboratoire SM 18: où les milliers d’aimants supraconducteurs du LHC ont été assemblés dans leur cryostats puis testés. Il sera possible de tout savoir ou presque sur la technologie des aimants, la radio-fréquence et la cryogénie.

Laboratoire AMS: AMS ( Satellite envoyé par le CERN) étudie des questions fondamentales sur la matière, l'origine et la structure de l'Univers, directement depuis l'espace. La recherche de la matière noire et de l’antimatière sont ses principaux objectifs dans le cadre d’un programme complémentaire à celui du Grand collisionneur de hadrons (LHC).

Laboratoire Linac : Les protons sont produits à partir d’atomes d’hydrogène dont on extrait les électrons. Les protons commencent leur parcours dans l’accélérateur linéaire (LINAC), puis sont injectés tour à tour dans le Synchrotron injecteur du PS (PS Booster - PSB), le Synchrotron à Protons (PS) et le Supersynchrotron à protons (SPS), avant d’arriver au Grand collisionneur de hadrons (LHC). Une fois dans le LHC, les protons circulent pendant vingt minutes avant d’atteindre l’énergie et la vitesse maximales.

Visite des deux expositions

Ø l’univers des particules

Ø microcosm

Ø jeudi 28 mars

dernière partie de la visite et éventualitéde rencontrer Didier Queloz, découvreur de la 1ére exo-planète .

L’année commence par une conférence sur la physique des plasmas que Katia Allégraud nous offre dans le cadre de « la fête de la science » le 11 octobre

Katia et les élèves de terminale

Très rapidement nous commençons nos activités de l’atelier scientifique.

Les élèves prennent possession de la » roue cosmique » et tentent de concevoir une expérience que nous pourrons présenter à la fois au concours C Génial et au concours faites de la science.Des séances régulières ont lieu le mercredi après- midi à l’occasion de l’atelier scientifique . Des détections sont aussi réalisées dans la semaine.

Le 12 novembre

Le C3A en la personne de Lucien Luciani ,accompagné de Jean-Pierre Roux, vient donner le coup d’envoi de la partie « Astronomie » du projet avec le traditionnel « voyage dans l’univers »

Quelques élèves et les intervenants

Le mois de novembre se termine avec deux conférences de Michel Marcelin,Directeur de recherhe au CNRS (OAMP) et président de la 17émé section du CNRS « Système solaireUnivers lointains »

Lundi 26 novembre : conférence tout public :

La fin du monde n’aura pas lieu le 21 décembre 2012

Mardi 27 novembre : conférence élèves :

Galaxies et matière noire.

Pour terminer le trimestreet..avant la « fin du monde » nous recevons Yann Coadou et Julien Cogan

Chercheurs au CPPM.CNRS/IN2P3 et spécialistes,le premier d’Atlas le second de LHCb au CERN pour une « masterclasse astroparticules » décentralisée à Ajaccio ,une excellente préparation avant le voyage au LHC…

Journée intense . Au programme :

Ø les particules élémentaires

Ø les accélérateurs etles détecteurs

Ø les symétries discrètes

Ø la quête du boson de Higgs

Les deux derniers mercredi de janvier sont consacrés à la préparation des ateliers pour les « CM1 » non pas sur le thème de l’astronomie mais sur celui de « quand je construirai ma maison »-isolation thermique des batîments-

Au-delà du contenu recoupant les programmes des deux classes concernées, la pratique d’une démarche scientifique et d’une démarche d’investigation était au cœur de cette rencontre.

Les élèves de CM1 sont devenus des lycéens, les élèves de terminale sont devenus des enseignants…tout cela, le temps d’une matinée. Voici un bel exemple d’innovation et de liaison inter-degré !

http://www.ac-corse.fr/innovation/Quand-les-innovations-se-rencontrent_a119.html

14 et 15 février 2013

Grand moment puisque José Busto est dans nos murs pour 2 jours de travail intense

Jeudi 14 février :

14h30-17h30 : l’après-midi est consacrée à l’approfondissement du travail réalisé à l’aide de la roue cosmique à l’occasion des ateliers scientifiques du mercredi après-midi – à noter que des mesures ont parfois été prises en continu d’autres jours de la semaine)

18h : conférence tout public :Voyage vers le début du temps

« En partant de notre système solaire nous allons remonter le temps jusqu'à son origine. Dans ce long voyage nous ferons quelques poses pour nous intéresser tout d’abord au fonctionnement des étoiles, briques essentielles du cosmos. Nous continuerons en suite jusqu’à avoir une image globale de l’univers ce qui nous permettra de jeter un coup d’œil à la théorie décrivant l’Univers dans son ensemble : la cosmologie. La cosmologie nous amènera finalement vers les premiers instants de l’univers au moment où il était gouverne par la physique des particules. »

Vendredi 15 février

10h : conférence élèves :Les rayons cosmiques

« Les rayons cosmiques par leur bombardement continu agissent sur la biosphère et notre environnement terrestre en général. Ils sont source d'applications importantes en sciences, comme les datations isotopiques en science de la terre et source des mutations aléatoires dans le code génétique des êtres vivants.

Viktor Hess réussit en 1912 à montrer l’origine cosmique de la décharge des électromètres, en montgolfière à plus de 5000 m d’altitude, en 1912. Cette expérience ouvrira les portes à une nouvelle manière de regarder et d’étudier le cosmos, méthode complémentaire à celle des ondes électromagnétiques. L’étude des rayons cosmiques va donner naissance à la physique des particules. Celles-ci comme les muons, les positrons et les pions, vont être mises en évidence à partir de ce rayonnement céleste. »

14h : entretien avec les enseignants

Lycée Laetitia Bonaparte

Projet Thalès : Philosophie et astronomie

Voyage au cœur de l’univers : de l’infiniment grand à l’infiniment petit

Visite Au CERN- GENEVE

25 mars -28 mars 2013

25 mars 2013

07h : 28 élèves et 5 accompagnateurs sont au rendez-vous à l’aéroport d’Ajaccio Campo D. Direction Genève via Nice. Objectif le LHC

08h40 : arrivée à Nice au terminal 1.

10h35 : embarquement sur le vol Swiss Air.

11h35 :Nous débarquons sur le sol Suisse

12h10 : nous sommes au CERN

Nous nous rendons au Batiment33 où se situe la réception afin d’accompli les formalités d’entrée sur site. Nous nous présentons ensuite au poste de contrôle à l’entrée B

13h : déjeuner au restaurant2 du CERN

14h15 : nous prenons la direction du physiscope qui se trouve à l’école de physique quai ….Nous avions rendez-vous à15h15 pour une présentation sur le thème de l’astronomie mais les conditions météorologiques ne le permettant pas un doctorant nous fait une présentation d’électromagnétisme et supraconductivité expériences à l’appui

Le batîment de l’école de physique, l’entrée du physiscope, les élèves en travaux pratiques….

16h15 :nous « visitons » Genève. Le parcours nous conduit de la cathédrale au lac Léman

La place et le parvis de la cathédrale,le « jet d’eau ».Devant l’ONU, la chaise au pied cassé symbolisant le handicap des enfants qui « sautent » sur les mines.l’entrée de l’ONU et enfin le « Globe » du CERN

19h45 : il est temps d’aller dîner.Nous passerons les 3 nuits à l’hôtel du CERN batiment 33.

26 mars 2013

Les choses « sérieuses » commencent…

7h45 : petit déjeuner

8h45 :Rendez-vous à la réception du CERN pour la visite « officielle »

Au programme :

9h-10h :présentation du CERN en salle de conférence
10h-11h30 :Visite de SM18

L’entrée de SM 18, les vélos utilisés par les chercheurs pour se déplacer dans le tunnel et quelques uns des éléments des accélérateurs qui nous ont été présentés

11h30-12h30 : visite du Globe

27 mètres de haut, 40 mètres de diamètre ... c'est à peu près la taille de la coupole de Saint Pierre de Rome ! le Globe de la science et de l'innovation est une métaphore du globe terrestre. l'exposition permet de s’immiscer dans le monde des particules et de remonter jusqu’au Big Bang

12h45 : déjeuner et petit repos..

15h : 3conférences nous attendent

15h-16h :Daniel Froidevaux (CERN)
16h-17h :Marc Goulette (Université de Genève)

Les détecteurs en physique des particules

17h-17h30 :Julien Cogan (CPPM)

LHCb

( intervention complétant la masterclasse astroparticules du 3 décembre 2012 à Ajaccio et préparant à la visite du LHCb du lendemain)

Quartier libre jusqu’à 19h45 : occasion d’un petit footing à l’intérieur du CERN

19h45 : dîner

27 mars 2013

La « grande « journée tant attendue, temps fort de notre séjour..

07h45 : petit déjeuner..la journée s’annonce bien :Le soleil a enfin pu percer les nuages ..

8h45 : en route pour la visite du LHCb avec Julien Cogan et deux guides

LHCb :arrivée,hall,les groupes,l’intérieur de la « caverne »

12h : déjeuner

13h15 : direction…Atlas pour une descente dans ce lieu mythique. Nous sommes encadrés par Yann Coadou ,Julien Cogan et Marc Goulette

Arrivée sur le site d’Atlas,quelques groupes prets pour la descente, présentation 3D du détecteur,la salle de contrôle,l’intérieur d’Atlas.

15h30 : conférence de Pascal Pralavorio (CPPM) sur la recherche de nouvelles physiques au LHC

17h : avant de revenir à l’hôtel, petit détour par le bureau de Julien Cogan,à coté de la porte de son bureau la plaque commémorative de la création du WEB