Sommaire. I. Pourquoi une serre? Répondons aux attentes de Mr Clebsattel, chef cuisinier

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2 Sommaire I. Pourquoi une serre? Répondons aux attentes de Mr Clebsattel, chef cuisinier II. Comment réaliser la serre et avec quels matériaux (5eme)? Partons d un croquis III. Comment et avec quoi peut-on automatiser notre serre (4eme)? Réalisons des expérimentations... Observons le fonctionnement IV. Comment évoluent les graines semées (6eme)? Réalisons des plantations et observons V. Conclusion. Notre serre permettra-t-elle de nous nourrir de nos propres plantations?

3 I. Pourquoi une serre Notre établissement s inscrit dans une démarche de développement durable par différentes actions tel que ramassage de déchets, réalisation de compost, création de jardin. Mr Clebsattel «chef cuisinier de notre collège» nous a montré l importance de manger équilibré, de manger de bons fruits et légumes. Que pouvons-nous faire pour avoir de bons légumes sans trop dépenser d argent? «Utiliser le jardin pour faire pousser des légumes» Mr Culot nous demande si c est possible d avoir des légumes dans les Vosges et dans le jardin lorsqu il fait froid? «Il faut faire pousser les légumes à l abri du froid, alors il faut du chauffage, mais aussi de l eau, et du soleil. Alors il faut faire une maison pour légumes. Oui c est ça une serre.» Le défi nous est lancé : «Réaliser une mini serre afin de faire des plants, de voir l évolution de ces plants puis de les replanter dans le jardin du collège afin de pouvoir manger nos propres légumes»... II. Comment réaliser la serre et avec quels matériaux? Mr Culot a demandé aux élèves de 5 ème de travailler sur l ossature de la serre. Nous avons donc effectué des croquis de serre et nous sommes partis sur une réalisation proche du croquis de Tom. Puis nous avons réalisé les plans de notre mini serre sur un logiciel (Google Sketchup) afin de voir en 3D notre future réalisation. Il ne restait plus qu à réaliser notre mini serre mais il fallait déterminer en quoi nous pouvions la réaliser et nous avons fait des propositions : - Du bois «ça va pourrir avec l humidité (Florian)» - Du béton «ça va être trop lourd (Sorenza)» - De l acier «ça va rouiller (Enzo)» - Du verre «ça va se casser (Lisa)» - De l aluminium «Oui mais ce matériau coûte cher et ne s usine pas facilement (le prof)» - Nous avons donc retenu le PVC expansé pour l ossature et du PVC transparent pour les parties vitrées.

4 Pour la réalisation nous avons utilisé la machine à commande numérique pour faire les poteaux extérieurs et centraux, traverses supérieures et inférieures, ainsi que la charpente. Et enfin nous avons assemblé toutes les pièces afin de concevoir complètement notre serre. III. Comment et avec quoi automatiser notre serre? Notre professeur de sciences physiques, M CLEMENT, nous a présenté la mini serre réalisée par un groupe d élèves de M CULOT. Les travaux ont été répartis entre les niveaux : les 5èmes sur l électricité et les saisons, les 4èmes sur la lumière et l automatisation. A. Travaux sur le circuit d éclairage et les saisons (rédigé par les élèves de 5è4) 1. Réalisation du système d éclairage : 5ème Nous les 5 ème avons travaillé sur l éclairage : le professeur nous a demandé «Que faut-il pour réaliser le système d éclairage de la serre?» «Des lampes ; Un bouton pour allumer bouton qui s appelle? Un interrupteur! Et une pile ou un générateur pour donner du courant. Et le professeur a dit : «il faut qu une lampe continue de fonctionner si l autre est en panne» Nous avons dessiné des schémas et réalisé des montages pour trouver celui qui fonctionnait : Schémas de montage des élèves Julien et Lucie en train de faire le montage

5 2. Pourquoi n y a-t-il pas assez de lumière? : les saisons et l éclairement La séance suivante, le professeur nous a demandé : «Un éclairage, d accord, mais pourquoi faire déjà?» «Parce que les jours durent moins longtemps.» «Ils ne durent plus 24h?» «Si mais pas le jour.» «Pourquoi?» Il a écrit au tableau : Pourquoi y a-t-il moins de lumière en hiver? Et il nous a montré un globe terrestre : «Que voyez-vous? La Terre. Et qu a-t-elle de spéciale?» «Elle est penchée on dirait.» Puis on a regardé un extrait de «ce n est pas sorcier : c est le printemps» qui explique les saisons. Puis on a travaillé sur le Soleil, la Terre et la Lune, les phases de la Lune et les éclipses. On a compris qu il y avait des saisons parce que la Terre était penchée. La lumière du Soleil est plus concentrée en été. B. L éclairage artificiel: Lumière absorbée par les plantes : (rédigé par les élèves de 4è EGPA) Nous sommes allés voir la serre dans la salle de M CULOT. M CLEMENT a demandé : «Quel type d éclairage va-t-on utiliser pour la serre?» Les élèves de 4 ème egpa : «Des lampes. Des néons. Des lampes de poche.» M CLEMENT : «Pourquoi pas Mais ça coûte cher! Que faire?» «Prendre des bougies elles vont fondre des lampes de poche il faut des piles qui coutent cher des ampoules économiques! Pourquoi pas mais comment ça marche une lampe économique» 1. Pourquoi une lampe économique est-elle «économique»? Nous avons observé la lumière extérieure et des néons avec des spectroscopes. On a dit : «ça fait des traits avec le néon. On ne voit pas tout.» Et le professeur nous a expliqué qu un néon était économique car il n envoyait pas toutes les lumières colorées. Puis il a dit : «Mais pourquoi voit-on quand même de la lumière blanche. Comment cela se peut-il?» 2. Peut-on faire de la lumière blanche avec seulement quelques lumières colorées comme le fait le néon? On a mélangé des lumières colorées sur une feuille blanche avec des lampes qui avaient des miroirs. On a utilisé des filtres pour faire les lumières colorées rouge, vertes et bleues.

6 «On a vu qu on avait d autres couleurs et même du blanc. Donc on n a pas besoin de tout pour voir du blanc. Un néon ne donne pas tout et on voit quand même du blanc.» Le professeur a demandé : 3. «Mais comment un filtre «transforme» -t-il de la lumière blanche en lumière colorée?» «La lumière blanche, c est quoi?» «C est plein de lumières colorées.» «Alors que fait un filtre sur la lumière blanche?» «Il change en rouge» «Il change quoi? Tout?» «Il faudrait regarder le spectre avec et sans le filtre!» On a regardé le spectre avec un filtre rouge. On a vu qu un filtre rouge ne laisse passer que la lumière rouge et que les autres couleurs restaient dans le filtre. 4. Une telle lampe économique peut-elle convenir pour nos plantes? Monsieur CLEMENT a demandé si un néon pouvait faire pousser des plantes comme le Soleil même s il n envoie pas toutes les lumières : Sofiane a cherché sur internet «Néon pour les plantes.» Sur le premier lien, on a trouvé : Ça veut dire quoi? Notre professeur a alors demandé : «qu est-ce qu il faut pour faire pousser nos pieds de tomate?» «Il faut de la lumière spéciale!» «Pourquoi?» «Sinon, ce n est pas absorbé!» «Comment on appelle ces lampes?» «Horticoles! C était écrit tout à l heure» a dit Bryan Il nous a demandé : «Qu a-t-elle de spécial? De quelle lumière ont besoin les plantes?»

7 5. De quelle lumière ont surtout besoin les plantes? M CLEMENT a dit: «Comment voir les lumières colorées utilisées par une plante?» et on ne savait pas. Il a dit : «Comment voir celle qu elle n utilise pas? Faut prendre le truc spectroscope!» a dit Océan On a observé une feuille verte au spectroscope : «On voit surtout le vert» Alors, quelles lumières colorées sont utilisées par la plante? «Le vert! Réfléchissez bien : si on voit de la lumière verte, c est que la plante Nous la rejette! Elle prend les autres! Donc une plante a surtout besoin : de tout sauf du vert! Donc il faut une lampe qui donne beaucoup de de tout sauf de vert! Exact : Une plante verte absorbe principalement les lumières rouge et bleue lors de la «photosynthèse» et renvoie la lumière verte Lumière reçue : lumière renvoyée : Lumière blanche lumière verte Les autres lumières colorées sont absorbées pour fournir de l énergie BILAN : Pour les plantes, il faut une lampe qui envoie principalement des lumières rouge et bleue absorbées par la plante lors de la photosynthèse. Sofiane a dessiné le schéma du bilan au tableau. «Mais quelle lampe on va prendre du coup?» a demandé Océan «Les spectres sont parfois indiqués sur les boites des lampes ou des néons. On peut se servir de ça ou faire des essais pour voir quelle lampe peut convenir à nos attentes.» On a décidé avec nos professeurs de prendre des lampes différentes dans les 3 serres, on a choisi : Un néon Une lampe à LED Une lampe halogène Et maintenant, on attend que ça pousse en faisant le compte-rendu

8 6. Comment commander automatiquement la lampe. Nous avons déterminé un chronogramme de fonctionnement de notre lampe, puis grâce à une prise programmable nous avons réalisé le cycle de programmation correspondant au chronogramme. C. Comment chauffer et faire refroidir la serre. Pour augmenter la température de la serre il nous faut du chauffage. Nous avons utilisé un câble chauffant électrique et grâce à un système d automatisme (pic axe), un capteur de température, et la résistance chauffante. Nous avons réalisé un petit programme permettant de faire fonctionner le chauffage dès que la température est inférieure ou égale à 22 C ou bien le chauffage s arrête si la température dépasse 23 C Puis Mr Culot nous a demandé de trouver une solution technique pour que l on puisse faire baisser la température de la serre si celle-ci devient trop importante. Pierre nous a dit que l on pourrait ouvrir le toit de la serre en utilisant un système comme sur le portail coulissant. Nous avons donc réalisé un autre programme qui nous permet d ouvrir la serre si la température dépasse 25 C. IV. Comment obtenir des tomates? Notre professeur de SVT nous indique que pour obtenir des tomates, il faut avoir des graines, autrement dit des pépins. Nous prélevons donc des pépins de tomates au mois de décembre, que nous laissons sécher sur du carton. Après quelques semaines, fin janvier, nous observons que ces graines ne se sont toujours pas développées. Cherchons les conditions dans lesquelles les graines germent Les conditions de germination des graines (rédigé par les élèves de 6 ème 3) Nous avons donc émis des hypothèses pour déterminer ce qu il fallait à nos graines pour qu elles germent. Notre professeur de SVT nous a préparé un petit livret afin de nous aider dans notre recherche. Nous avons pu chacun donner nos hypothèses et proposer un dispositif afin de tester chacune de nos hypothèses. Théo : «Je pense que les graines ont besoin d eau pour germer»

9 Arthur : «Je pense que les graines ont besoin de chaleur» Nous avons suivi pendant 1 semaine nos graines Après une semaine, seuls quelques-uns d entre nous ont obtenu des graines qui ont germées. Seules les graines ayant été arrosées, ont poussé. Mais pour les autres conditions, impossible de conclure! Pour nous aider, Mme Baudonnel nous a proposé de réaliser les expériences de manière virtuelle grâce à un logiciel ( ). Nous avons donc pu conclure : «Pour germer, les graines ont besoin d eau et de chaleur, mais la lumière n est pas indispensable pour germer» Jules : «Je me doutais bien qu il fallait de l eau pour que cela germe, mais j étais persuadé qu il fallait aussi de la lumière et si je laisse mes graines germées sans lumière, vont elles continuer à se développer correctement?» Cherchons désormais les conditions dans lesquelles les graines germées se développent le mieux, en utilisant les serres Suivi de croissance des tomates dans des conditions différentes Nous disposons de 3 serres automatisées réalisées par les élèves de 4 ème et de 5 ème en technologie. Nous pouvons contrôler la température de ces serres afin qu elle reste stable entre les 3 dispositifs. Nous choisissons de tester l influence de la lumière sur la croissance des tomates. Monsieur Clément, a élaboré des systèmes d éclairage avec ses élèves de 5 ème en physique chimie. Nous avons donc semé nos graines germées dans 3 conditions :

10 Avec un néon Avec une lampe à LED Avec une lampe halogène Nous mettons nos graines dans des godets avant de les placer dans les serres Nous avons décidé de placer les graines qui ont germé dans des conditions différentes afin de suivre la croissance des pieds de tomate et de trouver les conditions idéales pour leur croissance. Pour cela nous allons utiliser les serres automatisées. Seulement nous sommes confrontés à un problème : sur les250 graines semées, seule une vingtaine a germé. Très faible rendement!! Gabriel a suggéré : «les tomates du commerce ont peut-être reçu des traitements anti-germinatif pour que les graines ne germent pas.» C est probablement la raison pour laquelle à peine 10% des graines ont germé! Nous avons donc acheté des sachets de graines (Monfavet et F1) et nous avons commencé nos semis au retour des vacances d hiver. Date 20/03 24/03 27/03 31/03 03/04 07/04 10/04 14/04 17/04 Nombre de jours écoulés Taille en cm dans la serre avec un néon Taille en cm Dans la serre avec une lampe à En attente de mesures..patience!! LED Taille en cm Dans la serre avec une lampe halogène Dès que nous aurons des mesures effectuées pendant le mois à venir, nous serons en mesure de voir quel éclairement a permis la meilleure croissance. V. En conclusion. A ce jour nous ne sommes pas en mesure de fournir des tomates au chef cuisinier pour qu il nous les serve à table. Nous allons attendre encore quelques semaines pour pouvoir mettre nos plants dans le jardin du collège. Nous avons remarqué l importance de la lumière et de la chaleur pour faire pousser des plants mais aussi la présence régulière d eau (sujet sur lequel les élèves de l atelier technologie se penchent actuellement pour pouvoir arroser automatiquement la serre). Nous espérons qu en fin d année scolaire, nous pourrons enfin récolter les fruits de nos recherches!!