La vingtaine d’élèves et leurs deux enseignantes sont accueilli.es à 9h30 par Mélanie et Jérémy, référent.es Newton. Passage obligé par le vestiaire : tout le monde revêt une blouse blanche et pénètre en chaussettes dans la salle !
Bienvenue à la Newton Room !
Installé sur l’estrade, le groupe écoute Mélanie présenter la Newton Room : son origine norvégienne, les règles à respecter pendant toute la durée de la séance et elle rappelle surtout : « tout le monde va réussir ! Nous sommes là pour vous aider, vous allez expérimenter, vous tromper, tester et réussir ! »
Installation de la piste qui servira pour toutes les activités du module
« Votre 1ère mission : par groupe de 3, vous allez construire une piste, avec le matériel qui se trouve sur vos tables, cette piste devra faire au moins une boucle pour que la bille que vous lancerez sur la piste fasse un looping ! Au bout de la piste, votre bille doit avoir assez d’élan pour faire avancer la petite voiture qui s’y trouvera ». La référente Newton a lancé la journée et la première d’une série d’activités. Il.elles ont 15 minutes pour mettre en place cette installation.
Echanges et explications sur les différents types d’énergie
Les 15 minutes sont écoulées, tou.tes les ado.es sont parvenus à installer leur piste conformément aux consignes ! Tout le monde se réunit à nouveau sur l’estrade. Mélanie présente le personnage Isaac Newton puis interroge l’auditoire sur les différents types d’énergie existant. Il.elles énoncent les énergies chimique, électrique, cinétique, rayonnante et thermique. Il.elles passent ensuite en revue les appareils qui permettent de réaliser des conversions d’énergie et quelles sont les conversions possibles. « Ce matin nous verrons l’énergie potentielle de pesanteur, c’est-à-dire liée à la hauteur, et l’énergie potentielle élastique, liée à la déformation d’un matériau. » précise Mélanie qui enchaîne sur la 2ème activité de la journée : « nous allons réaliser une conversion d’énergie potentielle élastique en énergie cinétique. »
Mesurer l’énergie cinétique – l’énergie du mouvement
Retour sur l’estrade, explication des observations faites pendant l’activité réalisée avec une voiture équipée d’un ressort et connectée à la tablette. La référente Newton détaille le nouveau challenge : « vous allez convertir l’énergie potentielle de pesanteur en énergie cinétique. Faites glisser la bille dans la piste et mesurez avec un instrument la vitesse de la bille à la fin de la piste. » Après cette mesure, les collègien.nes doivent positionner à la sortie de la piste une voiture connectée, qui enverra vers la tablette de chaque trinôme la mesure de l’énergie cinétique reçue via la chute de la bille.
A nouveau, Mélanie rassemble tout le groupe pour passer en revue les enseignements de l’expérience. « Plus la masse est grosse, plus l’énergie transmise sera importante, si la piste est adaptée » précise-t-elle, tout en rappelant les formules de calcul utilisées.
C’est l’heure de la pause déjeuner ! Les collégien.nes et leurs enseignantes sont invité.es à la cantine du collège !
Une dynamo reliée à une tablette pour l’efficacité énergétique
Il est 13h, la pause est terminée et les activités reprennent. Chaque trinôme est équipé d’une dynamo reliée à leur tablette. Un poids est accroché à leur dynamo, sa chute génère une énergie cinétique dans la dynamo, laquelle envoie vers la tablette des données : les ados doivent calculer l’efficacité, c’est-à-dire le rendement énergétique produit par la dynamo. Mélanie rappelle que le poids accroché à la dynamo génère une énergie potentielle liée à la hauteur, convertie en énergie cinétique, « vous devez utiliser cette formule à l’écran. » Mme Blanc, leur enseignante de mathématique qui les accompagne rappelle : « la formule au carré, nous avons travaillé dessus en cours justement, c’est intéressant, ça leur permet de revoir différemment cette notion. »
Mise en commun à nouveau sur l’estrade, face à Mélanie et à l’écran géant connecté. Chloé, collégienne, est très attentive : « c’est intéressant de faire des expériences nous-mêmes, ensuite de mettre en commun et d’avoir une explication. C’est accessible, il faut juste comprendre la formule de calcul. »
Mélanie interroge le groupe : « qu’est-ce qu’on remarque ? comment qualifier l’efficacité énergétique ? », quelques élèves répondent : « on perd beaucoup d’énergie ». Pourquoi ? La professionnelle explique : « il y a le frottement du fil sur la poulie et de la masse dans l’air, de plus la dynamo chauffe au bout d’un moment, nous avons donc une déperdition importante d’énergie. »
Diffusion d’une vidéo et échanges sur les énergies vertes
Mélanie projette alors une vidéo en image de synthèse qui présente un système de production d’énergie propre, décarboné : un bâtiment stocke de l’énergie pendant la journée à partir de panneaux solaires et la restitue la nuit via des systèmes de poulie et grâce à l’énergie potentielle de pesanteur. C’est l’occasion de parler des énergies renouvelables et de la recherche en la matière, pour trouver des énergies vertes avec un bon rendement.
Challenge : une piste, une bille, une voiture et un ballon !
Dernier challenge de la journée : les ados doivent fabriquer une voiture avec le matériel mis à leur disposition. Il.elles doivent également gonfler un ballon, qu’ils placent ensuite à la sortie de la piste. Lorsqu’il.elles lanceront leur bille du haut de la piste, celle-ci va donner une impulsion au ballon qui va faire avancer la voiture. Les gagnant.es seront ceux et celles dont la voiture aura parcouru la plus grande distance !
Pour conclure, Mélanie revient sur les principaux enseignements de la journée et évoque les notions qu’il.elles apprendront en cours de physique en classe de 3ème, dont l’énergie potentielle, l’énergie cinétique et les conversions d’énergie. Il reste 15 minutes : chaque trinôme doit ranger son plan de travail et chaque participant.e doit répondre à un questionnaire de satisfaction en ligne, sur les tablettes.
Témoignage de Mme Legallou – Emery, professeure de technologie, qui accompagnait sa classe, avec Mme Blanc, professeure de mathématiques : « J’ai connu la Newton Room par un mail de notre chef d’établissement. Nous emmenons cette année toutes nos classes de 4ème. Cette activité, c’est une chance pour nous ! C’est une ouverture à la science, c’est faire de la science autrement, c’est ce qui me plaît ! C’est idéal de voir les sciences de cette façon et c’est une journée complète ! Sinon, nous avons 1h30 par semaine de technologie et 1h30 de physique, c’est court. Avec la Newton Room, les élèves ont le temps d’expérimenter, de comprendre et d’assimiler des notions. »
