Introduction page 2. Pourquoi un dossier pédagogique? page 3. Informations pratiques page 4

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1 DOSSIER PEDAGOGIQUE «Machines à communiquer» Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI / 2007

2 SOMMAIRE Introduction page 2 Pourquoi un dossier pédagogique? page 3 Informations pratiques page 4 Le contenu scientifique Quand les animaux et les végétaux communiquent pages 5 à 9 La communication humaine pages 10 à 17 Des machines pour communiquer pages 18 à 30 Les activités autour de l exposition Quelques activités à réaliser en classe pages 31 à questions-réponses sur la communication pages 37 à 39 Questionnaires pages 40 à 44 Conclusion page 45 Annexes Qui est Peter Keene? page 46 Liens aux programmes scolaires pages 47 à 55 Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

3 INTRODUCTION Le Centre de Culture Scientifique Technique et Industrielle (CCSTI) de Haute-Savoie reçoit du 21 janvier 2007 au 2 septembre 2007 l exposition intitulée «Machines à communiquer». Cette exposition est une création née de la collaboration entre le Pavillon des Sciences (CCSTI de Montbéliard en Franche-Comté) et l artiste ingénieur Peter Keene. Machines à communiquer Dans un monde où les distances sont toujours raccourcies grâce aux nouveaux réseaux de communication, l exposition montre que les machines à communiquer ne sont pas que des prouesses techniques, mais le fruit d une longue réflexion collective. Cinq cent mille ans au moins séparent «l invention» du langage de celle de l écriture. Il faut encore attendre cinq mille ans entre la naissance de l écriture et celle de l imprimerie. Puis l histoire s accélère : un peu plus de quatre cents ans entre l invention de l imprimerie et celle du téléphone ou de la radio. Seulement quarante ans plus tard la télévision émet ses premiers programmes réguliers. Encore quarante ans et naissent le multimédia et les «NTIC» (Nouvelles Technologies de l Information et de la Communication). A chaque grande étape de l histoire des communications, l humanité semble faire un grand bond en avant. Le propos est aussi de montrer qu à l heure d Internet, les hommes ne sont pas les seuls génies de la communication mais que les animaux et les végétaux peuvent s avérer aussi imaginatifs, sinon plus. Construite autour des outils de la communication, l exposition retrace à travers différents thèmes la diversité des modes de communication. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

4 POURQUOI UN DOSSIER PEDAGOGIQUE? Ce dossier est là pour vous accompagner et vous aider dans le travail que vous menez avec votre classe autour de la communication. Il vous donnera quelques pistes pour exploiter l exposition : - des liens avec le programme en fonction du niveau - des notions scientifiques - des activités ou des expériences scientifiques à faire avec la classe - quelques références pour aller plus loin. Vous trouverez parfois des fiches directement exploitables par vos élèves : vous pouvez, si vous le souhaitez, les photocopier pour les distribuer telles quelles à votre classe. Que vous veniez ou non voir notre exposition, nous espérons que ce dossier vous sera utile. Liens au(x) programme(s) : L exposition, de par son approche et à travers les ateliers qui sont proposés, est accessible à tous les publics scolaires à partir du cycle 2. Elle permet de mettre en perspective : - Tous les éléments des programmes abordant la communication inter ou intra spécifique (langage, phéromones ) - Le principe de la communication (émetteur, média, récepteur) - La communication chez les animaux et dans le règne végétal. - L évolution des sciences et des techniques. De plus, cette exposition présente des sculptures de l artiste Peter Keene. Son œuvre est le fruit d au moins deux visions du monde : celle du sensible de l artiste et celle du précis de l électronicien. Dans cette partie du dossier pédagogique, nous n avons pas intégré les extraits de BO. Pour en savoir plus, les liens aux programmes détaillés sont reportés en Annexe. Ecole primaire : Cycle2 : Cette exposition rentre dans la partie du programme «Découvrir le monde». Elle est l occasion d aborder des notions sur : - le temps qui passe - le monde du vivant - les objets et matériaux - les TIC, techniques d information et de communication Cycle 3 : Cette exposition peut être exploitée pour aborder des notions : - d histoire - de sciences expérimentales et technologiques. Collège : Cette exposition est l occasion de mener un projet interdisciplinaire avec : - les sciences physiques - les SVT - la technologie - l histoire - les arts plastiques : sculptures de Peter Keene Lycée : Cette exposition s adresse notamment aux classes de première L, ES et S, ainsi qu aux classes de Terminale S, spécialité physique. De plus, c est l occasion d un projet interdisciplinaire avec les arts plastiques (sculptures de Peter Keene) et la philosophie (l art de communiquer!). Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

5 INFORMATIONS PRATIQUES Votre visite de l exposition «Machines à communiquer» se déroule sur un créneau de 2h. Votre visite de l exposition peut être couplée avec un atelier à la Cyber-Base : les enfants sont accompagnés par des animateurs multimédia et font des jeux et quiz sur ordinateur (toujours en lien avec le thème des communications). Ceci permet de partager les classes en deux et d avoir un effectif moindre sur le plateau d exposition. Pour plus d information et pour organiser votre visite, vous pouvez nous contacter directement au CCSTI (Tel : ). Forfait du parcours-découverte du plateau des expositions, animation 1 classe (maximum 30 élèves), durée 2h maximum : 52 Questionnaire : Nous rappelons que pour toute visite avec des scolaires : - les enseignants doivent effectuer une préparation avec un médiateur du C.C.S.T.I. ; - un questionnaire et un crayon à papier doivent être fournis à chaque élève ; - un exemple de questionnaire est proposé dans ce dossier. En effet, ce questionnaire permet : - de guider le visiteur, - de faire ressortir les idées essentielles du thème de l exposition, - de fixer l attention du jeune public. Sources : Ce dossier pédagogique et la bibliographie de l exposition sont téléchargeables sur notre site, dans la rubrique «ressources» : La bibliographie permet de découvrir les fonds documentaires du CCSTI et de la médiathèque en lien avec l exposition, et une sélection de sites Internet. Les documents du CCSTI sont en consultation sur place, au CCSTI. Contact : Magali Ronget-Hetreau Les documents de la Médiathèque peuvent être empruntés par les abonnés. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

6 LE CONTENU SCIENTIFIQUE Quand les animaux et les végétaux communiquent Champion de la communication sous toutes ses formes, l homme moderne (Homo sapiens sapiens) a encore beaucoup à apprendre des règnes animal et végétal tant la complexité des informations transmises et la variété d astuces que l évolution a mis en place sont époustouflantes. Ce chapitre, à travers de nombreux exemples, vous en dévoilera un échantillon. 1. Qu est-ce que la communication? La communication implique la présence d au moins deux entités : un émetteur et un récepteur et l utilisation d un média (signal de communication) que le récepteur est capable d interpréter. La communication peut être intraspécifique (à l intérieur de la même espèce) ou interspécifique (entre différentes espèces). Emetteur : Il émet une information par un signal Signal = média Principe de la communication Récepteur : Il traduit le signal et reçoit l information 1.1. Comment envoyer une information? Les médias de communication peuvent être classés en 5 grandes familles de signaux : signaux acoustiques* signaux visuels signaux chimiques signaux tactiles Comment? autres signaux* ex : signaux vibratoires, électriques etc Les 5 familles de signaux (* uniquement chez les animaux) Les médias de communication varient fortement d une espèce à une autre. Ils dépendent évidemment des caractéristiques physiques et du mode de vie que chaque espèce a développé lors de son évolution. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

7 Le singe hurleur porte bien son nom! Habitant la canopée, à plus de 40 mètres du sol, le hurlement du singe hurleur est le meilleur média de communication pour signaler sa présence aux autres groupes et marquer son territoire. Ses ancêtres les mieux adaptés à cette vie dans les grands arbres ont transmis et développé les signaux sonores qui sont le moyen de communication le plus efficace dans ce milieu Pourquoi envoyer une information? Dans le monde végétal et animal la complexité des informations transmises est étonnante. Et pourtant, ces informations peuvent se résumer à un répertoire simple regroupant 5 fonctions qu on retrouve dans le schéma suivant : Identification individuelle ex : rapport mère / petit marquage du territoire protection reproduction Pourquoi? Vie en société ou en groupe ex : insectes sociaux, loups Le répertoire de communication 1.3. Le schéma de communication Le schéma de communication basique pourrait se résumer ainsi : un émetteur utilise un média (signal) correspondant à une fonction du répertoire à l attention d un récepteur. Signaux : - reproduction - visuels - acoustiques - chimiques - marquage du territoire - identification individuelle - tactiles - protection - autres - vie en société ou en groupe Emetteur Médias Répertoire Récepteur Schéma de communication : L émetteur utilise un signal acoustique pour marquer son territoire à l attention d un récepteur. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

8 2. La communication chez les végétaux Quand on évoque la communication chez les êtres vivants, les végétaux ne sont quasiment pas cités, et pourtant! L évolution chez les végétaux a sélectionné des formes de communication intra et inter-espèces particulièrement étonnantes. Ces formes de communication sont principalement tournées vers deux objectifs : la reproduction et la dissémination ainsi que la protection. Les médias sont essentiellement chimiques (phéromones), visuels et parfois tactiles Les signaux visuels Non! Les plantes à fleur ne se sont pas données le mal de rivaliser de formes et de couleurs pour être cueillies et finir «bêtement» dans un vase pour le plaisir égoïste de nos yeux. Le transport des gamètes mâles (cellules reproductrices) vers les gamètes femelles s effectue principalement par les insectes, les animaux et le vent. Pour attirer les insectes, les fleurs ont développé les formes les plus variées (orchidées) et des couleurs attractives (gentianes, pissenlits, roses ). La forme et l apparence des fruits (ovules fécondés) sont aussi affaire de communication. Parfois de couleurs vives, appétissants ou produits en grand nombre, ils attirent de nombreux animaux qui assureront la dispersion des graines. Ces graines peuvent être véhiculées dans l estomac ou s accrocher de différentes manières à l animal (zoochorie) Les signaux chimiques Ces signaux sont fortement employés dans le monde végétal. Le transfert d informations se fait par l intermédiaire de substances chimiques et de phéromones. Qu est-ce que les phéromones? Le transfert d informations par signaux chimiques entre individus d espèces différentes ou entre individus de la même espèce est courant chez les êtres vivants. Cependant, on réserve le terme de «phéromone», du grec pherein (transporter) et hormân (exciter), aux signaux chimiques intervenant dans la communication intraspécifique. Comme les hormones, les phéromones sont produites par des glandes spéciales, elles agissent en quantités infinitésimales et sont spécifiques. Par opposition aux hormones, elles ne sont pas déchargées à l intérieur d un organisme, mais au contraire elles sont émises à l extérieur. Les hormones interviennent dans les phénomènes de régulation à l intérieur d un même organisme, alors que les phéromones servent à communiquer entre organismes de la même espèce. Encyclopédia universalis 2.3. Les signaux tactiles Les végétaux ne sont pas immobiles! Certes, ils ne se déplacent pas mais sont capables de mouvements. Deux phénomènes distincts expliquent ces mouvements : - le tropisme : réactions d orientation d organe dues à l action d un facteur tel que la lumière (pensez aux tournesols), la pesanteur, l humidité ou la chaleur. - les nasties : courbures de flexion d organe liées à une disposition anatomique sans affecter la croissance du végétal (exemple du mimosa). Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

9 3. La communication chez les animaux Jouant sur une variété de signaux plus importante et un répertoire plus varié que les végétaux, la communication chez les animaux présente une diversité et une complexité parfois déconcertante. Il ne leur manque plus que la parole! 3.1. Un exemple de communication Vous pourrez entendre le brame du cerf de mi-septembre à mi-octobre dans nos forêts pendant toute la période de reproduction de ces cervidés. Que signifie-t-il? Le schéma ci-dessous analyse ce signal : BRAMMMME Signaux : - reproduction - visuels - acoustiques - marquage du territoire - chimiques - identification individuelle - tactiles - protection - autres - vie en société ou en groupe Emetteur Médias Répertoire Récepteur Pour qui brame le cerf? En réalité, le brame du cerf a d autres fonctions : il correspond aussi à un signal d identification personnel et à un marquage sonore du territoire. Ce signal est à l attention des femelles mais aussi d autres récepteurs capables d interpréter ce signal, comme d éventuels mâles rivaux. Il serait donc plus juste, pour le brame, d écrire le schéma suivant : BRAMMMME Signaux : - visuels - acoustiques - chimiques - tactiles - reproduction - marquage du territoire - identification individuelle - protection Emetteur - autres Médias Répertoire Mais pour qui brame réellement le cerf? Un seul signal peut avoir plusieurs significations et plusieurs récepteurs. - vie en société ou en groupe Récepteur s Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

10 Bramer n est pas le seul média utilisé pour la reproduction. Le cerf signale aussi sa présence par des signaux chimiques : les phéromones. Des attitudes particulières et des combats avec les autres prétendants sont aussi des signaux visuels forts. Le schéma pour la reproduction peut alors s écrire de la façon suivante : Signaux : - reproduction - visuels - acoustiques - marquage du territoire - chimiques - identification individuelle - tactiles - protection - autres - vie en société ou en groupe Emetteur Médias Répertoire Récepteur Multiplier les signaux pour se faire comprendre! Pour chaque fonction du répertoire, les médias utilisés sont multiples et leurs combinaisons vont dans le sens d une meilleure efficacité de communication. On peut faire ici un parallèle intéressant avec l enseignement. La même notion abordée par des médias différents est mieux comprise et retenue. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

11 La communication humaine L'Homo sapiens sapiens apparaît il y a ans environ. Avec lui, une ère technologique très dynamique commence. Celle-ci n'est possible que grâce au développement du langage, du discours articulé, et de la grammaire. 1. Parole d'hommes 1.1. La naissance du langage Depuis quand l'homme a-t-il été capable de produire un son articulé? La question de l'origine des langues fascine depuis toujours les chercheurs autant que les profanes. Etant donné que le plus récent de nos ancêtres, l'homme de Neandertal, s'est éteint il y a presque ans (soit à peu près ans avant l'invention de l'écriture par les Sumériens) nous ignorons tout de leurs langues ou même de leurs capacités de langage. De l homo erectus à l homo sapiens L'évolution du langage suit l'évolution de l'homme. a) Une multitude de scénarios sur l origine du langage Aujourd'hui, les recherches sur la naissance du langage continuent et les querelles d'experts sont nombreuses. Plusieurs théories ont été avancées pour expliquer ce qu'il s'est passé entre le geste et l'élaboration d'une véritable communication : la bipédie (Aiello 1996) ; l'intelligence sociale (Worden 1998) ; le niveau d'intelligence générale (Darwin 1871) ; la morphologie de notre larynx (Savage Rumbaugh et Lewin 1994). Mais ces théories ne sont que des fragments d'une explication, qui elle, est forcément globale et complexe Nous proposons ici une hypothèse combinant le scénario biologique et le scénario dit "culturel" (selon Jean-Louis Dessalles dans "Aux origines du langage"). Imaginons Nos plus lointains ancêtres s'organisent en clan Dans ce contexte "politique", l'observation de l'environnement et la retransmission des informations sont essentielles. Chez les animaux, l'observation reste une affaire privée. Chez l'homo sapiens, elle est devenue un enjeu de partage. La première forme de langage, appelée aussi "prélangage", est celle de l'homo erectus : mots isolés adaptés à une situation immédiate qui appelle une réaction immédiate. Le deuxième stade est appelé "protolangage", il naît avec l'homo sapiens (il y a ans). On l'imagine comme utilisant un vocabulaire limité à des termes concrets, combinant des mots mais sans forme grammaticale (c'est la langue des enfants de deux ans ou des primates auxquels on enseigne la langue des signes). Faisant appel à la mémoire, ce protolangage permettait d'évoquer des scènes absentes (souvenir). Le passage au troisième stade de la langue parlée dite "communication humaine", pourrait être lié au mensonge. Avec le protolangage était née la possibilité d'exagérer et de mentir, mais les interlocuteurs n'avaient pas d'autres possibilités pour la contrer que la vérification directe des faits. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

12 Avec le développement du cerveau humain apparaît aussi une nouvelle capacité, la "segmentation thématique" (elle nous permet de faire des distinctions entre les éléments d'une scène et de détecter les erreurs possibles). Cette capacité de segmenter les scènes est un moyen de se prémunir contre le mensonge. Dans un discours, chacun étant capable de démasquer l'incohérence, l'argumentation était née. L'homme parle parce qu'il vit en groupe. Nous, les humains nous parlons parce qu'un changement fortuit a modifié l'organisation sociale de nos ancêtres. Ceux-ci se sont trouvés dans la nécessité de former des coalitions de taille importante et d'y communiquer. b) Pourquoi tant de langues sur terre? Personne ne peut dire combien de langues sont parlées dans le monde actuellement certainement entre et Parmi ces langues, seule une douzaine est parlée par un grand nombre (100 millions de personnes ou plus). Comment sont nées ces langues? Une théorie, le "monogénisme" dit que toutes les langues auraient évolué à partir d'une langue unique plus ancienne. Mais cette théorie donne lieu à une âpre bataille entre linguistes, chacun défendant un classement des différentes langues du monde. Le classement des langues On classe les langues en familles selon leur parenté. Deux langues sont apparentées quand elles ont évolué à partir d'une seule langue originelle. Par exemple le roumain, l'italien, le français et l'espagnol sont apparentés parce que tous descendent du latin. Quand on y réfléchit, il est effectivement impensable que l'on ait pu parler une seule langue du Cap au Maroc et de l'arabie à Java. Les populations ont migré dans des lieux suffisamment éloignés pour ne plus pouvoir communiquer oralement avec leurs ancêtres, et c'est certainement ce qui a favorisé la diversification de leur langage Sommes-nous les seuls à parler? Pour Descartes, le langage est ce qui fonde la différence entre l'homme et l'animal. Les linguistes s'accordent pour situer la différence entre le langage animal et le langage humain au niveau du passage de "stimuli-signaux" à celui de "signes-symboles" Autrement dit, alors qu'un signal fait agir, un signe fait penser. Les animaux parlent-ils? Nombreux sont les enfants, et pas seulement eux, qui demandent si les animaux se parlent tout comme nous nous parlons. Pour répondre, il faut d'abord définir si nous parlons de langage ou de communication. Les animaux communiquent sans nul doute (cf. le chapitre 1), mais parlent-ils? Ils sont tous capables de codifier des actions ou des sensations. Certains ont même des aptitudes pour apprendre à codifier un son et à transmettre le code à d'autres. Cette communication repose sur des principes de base : L'animal dispose d'un répertoire limité (un signal pour les prédateurs, un appel pour la défense du territoire, etc.). Ce signal ne contient pas de variation possible (l'animal ne peut pas ajouter des détails croustillants à son discours) et il ne tourne toujours qu'autour du même thème à quelques variations près Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

13 La communication des humains comme celle des abeilles ou encore celle des cerfs repose sur l'utilisation d'un code. L'interprétation des signes produits par un individu n'est possible que pour celui qui connaît leur signification. La communication humaine est fondée, quant à elle, sur une double articulation avec des unités qui se combinent pour créer une infinité de sens. Des discours passionnants? Certes les animaux communiquent, mais ce qu'ils communiquent ne semble pas très intéressant. Si un lion pouvait parler, nous pourrions certainement le comprendre, mais il serait terriblement ennuyeux. (selon le philosophe L. Wittgenstein, ). 2. Les organes du langage 2.1. L appareil phonatoire indispensable La position du larynx est prépondérante pour l'articulation du langage. Les australopithèques comme les singes, possédaient les moyens mécaniques du langage, comme le prouvent les crânes retrouvés. Cependant, la position haute du larynx ne permettait que l'émission de cris ou des grognements. Evolution de la taille du crâne humain. Pour l'homme de Neandertal, la face tirée vers l'avant et le fond de la gorge reculé n'était pas encore favorable à une bonne articulation. La production de sons se fait lors de l'expiration d'un flux d'air provenant des poumons. Il passe par la trachée artère et rencontre plusieurs obstacles potentiels qui vont le modifier de manière plus ou moins importante. L'appareil phonatoire Le son est produit par un flux d'air. La position du larynx chez l'homo sapiens permet l'articulation du langage. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

14 Le premier obstacle est le larynx. Il est composé de quatre cartilages différents dont le cartilage thyroïde appelé aussi pomme d'adam ou épiglotte. Dans le larynx se trouvent les cordes vocales, constituées de tissu musculaire qui peuvent s'écarter ou s'accoler. Au passage de l'air, les cordes vocales peuvent se mettre à vibrer. L'air du larynx passe ensuite dans le conduit vocal (ou supra glottique) qui mesure en moyenne 17 à 18 cm. Ce conduit comprend plusieurs cavités : le pharynx : conduit entre la bouche et l'œsophage d une part et entre les fosses nasales et le larynx d'autre part ; les fosses nasales : 2 cavités séparées par une cloison verticale. L'air passe par le nez lorsque le voile du palais est rabaissé ; la bouche : séparée des fosses nasales par une cloison appelée le palais, c'est là que l'on trouve les articulateurs ; enfin, les lèvres. Boire et respirer en même temps Chez un bébé, le larynx est placé dans le haut du cou, d'où il commence à descendre vers un an, libérant le pharynx. C'est ce qui explique que pendant la première partie de sa vie, le nourrisson peut téter et respirer en même temps, ce dont nous ne sommes plus capables ensuite pharynx larynx Chez l'homme, la position très basse du larynx dans le cou fait se croiser la voie de l'air et la voie des aliments. Ce croisement, qui se produit audessus du larynx, peut être assez dangereux dans la mesure où des aliments peuvent facilement se loger à l'entrée du larynx Cette production de son est relayée par l'oreille, organe de l'écoute, essentiel, si l'on parle de communication. Nos oreilles sont en fait des pavillons qui collectent les sons et les dirigent vers le conduit auditif menant à l'appareil auditif dans l'oreille moyenne et l'oreille interne. Conduit auditif externe marteau enclume cochlée Trompe d'eustache pavillon tympan Le système auditif de l'homme. Au bout du conduit auditif, se trouve le tympan qui, comme la peau d'un tambour, vibre en réponse au son. Ces vibrations se communiquent à la chambre de l'oreille moyenne, qui est remplie d'air. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

15 L'oreille moyenne est en communication avec la gorge par un canal ou trompe d'eustache. Elle contient trois petits os, le marteau, l'enclume et l'étrier qui ont pour vocation de transmettre en les amplifiant, les vibrations du tympan à l'oreille interne. L'oreille interne est une chambre longue, étroite et en colimaçon (cochlée) reliée au cerveau par l'intermédiaire du nerf auditif. Arrivées là, les vibrations sont transformées en impulsions nerveuses par les cellules nerveuses Le cerveau outil fondamental a) Le cerveau : centre de contrôle Cette "mécanique" d'émission et de réception de sons ne serait rien sans le cerveau qui contrôle le langage. Deux aires du cortex cérébral de la taille d'une pièce de monnaie semblent spécialisées dans la production de mots et de règles grammaticales. Mais des images du cerveau humain obtenues par tomographie ont montré que des structures propres au langage sont présentes un peu partout dans l'encéphale, depuis le cortex préfrontal jusqu'aux zones basses comme le cervelet. Les centres cérébraux Les centres cérébraux du langage dans l'hémisphère gauche comportent des structures qui traitent les mots et les phrases, et des structures qui assurent la médiation entre les mots et la grammaire. Des centres neuronaux spécialisés Un centre neuronal particulier gouverne les concepts de couleurs, un deuxième centre commande les mots désignant les couleurs, alors qu'un troisième assure la médiation entre les concepts et les mots. Les deux hémisphères du cerveau agissent de concert : le gauche est chargé de dégager une vision séquentielle et ciblée d'une pensée, tandis que le droit aide à prendre du recul et à considérer un contexte d'ensemble. L'hémisphère gauche agit de façon plus sélective, les mots y sont pris séparément et les règles de grammaire sont appliquées. L'hémisphère droit traite des aspects plus flous, comme le ton émotionnel ou le sens général de la phrase. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

16 b) Le système nerveux permet de gérer l'influx nerveux. L'encéphale, situé dans la boite crânienne est le principal organe du système nerveux. Il est responsable de l'envoi des influx nerveux, du traitement des données et de la création du processus de pensée. Il est relié à la moelle épinière, qui est en quelque sorte le fil télégraphique qui relie les signaux envoyés par le cerveau et les structures périphériques de l'organisme. Les fibres nerveuses s'étendent dans tout le corps, jusqu'au bout des orteils. Elles sont constituées d'un corps cellulaire contenant un noyau, d'un axone et d'un ou plusieurs dendrites. Les messages nerveux de nature électrique et chimique sont transmis par les neurones jusqu'aux centres nerveux qui renvoient les ordres vers les organes concernés. Organisation d'un neurone. Un neurone est une cellule de base du tissu nerveux, capable de recevoir, d'analyser et de produire des informations Quand le geste remplace la parole «Peu de parlants, encore aujourd hui, savent précisément en quoi consiste et quel est le génie particulier de la langue des signes (sic). Loin d être aussi compliquée dans l expression de la pensée qu on se l imagine communément, elle ne se compose que d un petit nombre d éléments constitutifs, combinés à l infini, et animés, vivifiés par le jeu de la physionomie». Ferdinand Berthier (professeur mal entendant) La langue des signes est une langue, comme l anglais ou le chinois, avec sa propre grammaire et sa propre syntaxe. Elle est née comme les autres avec le temps et a évolué suivant les communautés qui l ont utilisée. Elle possède des variations régionales (dialectes) mais aussi des niveaux de langage différents en fonction du type de situations vécues. La grammaire de la langue des signes règle la formation des signes, la conception des phrases gestuelles. Elle gouverne l usage du corps : comment les mains et les bras bougent dans l espace et quelles expressions du visage et mouvements de tête et d épaule les accompagnent. Alors qu avec la voix, l enchaînement des sons est linéaire, chaque signe est construit par la combinaison de cinq éléments ou paramètres qui se font tous en même temps : la configuration (la forme de la main, 35 formes environ), l orientation (de la main et des bras), l emplacement (l endroit où le signe se fait, sur le corps - une quinzaine - ou dans l espace - trois endroits principaux), le mouvement (de la main ou des bras), l expression du visage. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

17 3. Le propre de l'homme Les langues, toutes les langues sont faites pour communiquer "pale manman-nou se po nou mete tèt-nou ansamb", ce qui veut dire en haïtien, "la langue de nos mères, c'est pour qu'on mette nos têtes ensemble." Pour appuyer et enrichir ce discours, l'homme a depuis longtemps tenté de laisser des traces écrites des traces qui restent Ecrire Images réalistes ou figures abstraites, peintes ou sculptées, bien avant l'écriture, l'homme a laissé des signes a) Avant l'écrit, le signe Les premières traces apparaissent il y a ans en France. Ce sont des plaquettes de pierre ou d'os portant des incisions, traits ou points disposés selon un certain ordre. On en ignore la signification. Entre et ans avant J.-C., se développe l'art pariétal (Lascaux, Altamira). Faut-il voir dans ces représentations de scènes de chasses des prémices d'écriture? La présence sur les dessins de points et de traits semble correspondre à un code. Peinture de la grotte de Lascaux La plupart des fresques retrouvées représentent des scènes de chasse. Puis, quittant les grottes (entre et ans avant J.-C.), les hommes ont sculpté les os ou peint les galets La découverte dans la vallée des Merveilles (au mont Bega dans les Alpes Maritimes) de plus de figures et inscriptions datant de cette époque évoque une écriture "embryonnaire". Les mêmes signes se répètent : ils devaient être codés et connus aussi bien de ceux qui les réalisaient que de ceux qui les regardaient. Et n'est-ce pas là la définition même de l'écriture? Mais ces signes restent aujourd'hui des énigmes, puisque nous, nous ne possédons pas le bon code. Les "dessins messages" se perfectionnent. Les Aztèques les utilisent couramment, indiquant le sens de lecture par des pieds. On les trouve également chez les Indiens d'amérique du nord, chez les populations nordiques de l'alaska Ces signes muets sont riches, parfois plus que l'écrit car jouant sur la reconnaissance et aussi sur l'imaginaire (comme les vitraux d'une église ). Les Aztèques dessinaient des mots. b) L'écrit Les premières écritures employaient de petites images. Qu'est ce qu'une écriture? C'est un système organisé de signes ou de symboles, au moyen desquels l'usager peut matérialiser et fixer clairement tout ce qu'il pense, ressent et sait exprimer. Evolution des "dessins messages", l'écriture n'est pas née en un jour. C'est une longue, lente et complexe histoire, intimement liée à celle de l'humanité. L'écriture n'est pas l'alphabet Nombreuses sont les écritures qui n'utilisent pas un alphabet, par exemple le cunéiforme sumérien, les hiéroglyphes égyptiens, les idéogrammes chinois Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

18 Hiéroglyphes égyptiens Le cunéiforme. La première écriture des babyloniens et des assyriens. Idéogrammes chinois Ces écritures ont en commun la possibilité de transcrire soit des mots, soit des syllabes et non des sons élémentaires. Savoir écrire et lire dans ces systèmes, c'est donc connaître un très grand nombre de signes ou de caractères. Apprendre vingt-six lettres de l'alphabet français, c'est bien moins que les 1000 caractères que doit enregistrer le petit chinois, moins que les centaines de hiéroglyphes du petit égyptien et moins que les 600 signes de l'élève scribe en Mésopotamie. Notre alphabet latin a une longue histoire, né de l'alphabet grec, lui-même né de l hébreu ancien, luimême dérivé du phénicien, venant de l'alphabet originaire dit aussi protosinaïtique Parler pour communiquer Pour Robert Escarpit (co-fondateur de la Société française des sciences de l'information et de la communication), la communication est un cas particulier du transport. Quand on parle de la société de communication qui nous entoure, nous parlons des téléphones, des réseaux, des livres, des journaux, de la télévision Nous parlons aussi des moyens que nous utilisons pour communiquer : la conversation, l'écriture, l'image, le geste. Et que transportons-nous finalement dans tous ces dispositifs? La parole humaine. Mais à force de penser "communication", "stratégie de ", "outil de ", "technologie de ", nous pensons investissement, réparation, entretien des machines à communiquer. N'avons nous pas mis de côté la question essentielle : que communiquons-nous? En somme, communiquer, parler, c'est s'adresser à un autre. Mais si l'on regarde de plus près, communiquer c'est aussi et surtout se faire comprendre. Il est donc nécessaire de considérer l'autre avec sa différence physique et intellectuelle... Eh, oh, il y a quelqu'un? Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

19 DES MACHINES POUR COMMUNIQUER De n importe quel lieu de la planète, les Hommes peuvent entrer en contact avec qui ils veulent, quand bon leur semble. D un simple geste, ils décrochent leur téléphone ou branchent leur ordinateur. Pourtant, le naturel est bien absent de ces situations! Ces actions sont le résultat d une technologie sophistiquée, d un travail de longue haleine, d une aventure humaine déjà ancienne. 1. Communiquer avant l invention de l électricité Arrivés à un certain stade de développement, les membres d une communauté ont besoin de communiquer, quels que soient les obstacles, les distances à franchir Quand l information se déplaçait à pied Jusqu au milieu du XVIIIe siècle, le moyen le plus utilisé pour le transfert de messages est le porteur. Les porteurs ou messagers sont envoyés selon les besoins du moment : il n y a aucune régularité dans ce service. Les itinéraires varient au gré du messager, des saisons, des difficultés rencontrées. Du lieu d émission à la destination finale, c est bien souvent la même personne qui se charge du message. a) Les moines inventent la lettre suivie Une rotula Du XII e au XV e siècle, les moines adoptent le système de la rotula, long parchemin permettant de s informer de couvent en couvent. En raison de l insécurité des chemins, le courrier devait parfois s égarer! Les moines ont, dès le XIIe siècle, adopté le système de la rotula pour s informer de couvent à couvent. Le moine messager remet au couvent le plus proche sa rotula. Au tour de ce couvent d écrire ses propres informations, quitte à coudre «en bas de page» un autre parchemin pour recevoir la totalité du message, et ainsi de suite de couvent en couvent. Une rotula pouvait atteindre plusieurs mètres de long. Le transport de messages le plus symbolique est l épisode du coureur de Marathon, en 490 avant J.-C. Après la victoire des Grecs sur les Perses, le messager (Philipidas) parcourt les 42,195 km jusqu à Athènes, où, après avoir annoncé le succès de sa partie, il meurt d épuisement. b) Les premiers systèmes postaux Louis XI, par ordonnance du 19 juin 1464, rétablit la poste aux chevaux. Toutes les 4 lieues (1 lieue = 4,445 Km) sur les grands chemins du royaume sont placés des relais où se trouvent des chevaux prêts à être montés. Le public ne peut toutefois pas en profiter car elle était réservée au roi ou à l Etat. Notons que ce dispositif a déjà existé dans l Empire Romain, y compris en Gaule. Mais cette institution tomba en désuétude et disparut à mesure que les voies romaines furent abandonnées Le pigeon voyageur : le plus rapide des messagers Courrier à cheval au XVIII e siècle Les pigeons sont utilisés comme messagers depuis les temps les plus anciens par pratiquement toutes les civilisations. Ce moyen de transmission a perduré, que ce soit dans les services civils ou dans les conflits. Lors des deux dernières guerres, les pigeons ont en Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

20 effet été utilisés et l armée française continue encore aujourd hui d entretenir un colombier militaire national. Parallèlement au développement de la messagerie, l homme cherche depuis très longtemps à faire circuler l information par d autres moyens. 2. Les débuts très anciens de la télécommunication Le mot «télécommunication» fut employé pour la première fois en Pourtant, l histoire des télécommunications est très ancienne. Ce terme recouvre tous les messages qui circulent sans aucune existence matérielle comme par exemple les signaux lumineux, les sons ou encore les impulsions électriques. Ces systèmes de communication nécessitent l utilisation d un code commun à l émetteur et au récepteur. Les télécommunications ont donc débuté bien avant la mise au point du télégraphe Du cri au tambour Les Gaulois utilisaient des trompes ou autres cors, ou encore transmettaient des messages à l'aide de cris codés. Dans certaines contrées des Pyrénées, on utilisait des langages sifflés, une pratique qui demeure encore aujourd'hui. D'autres moyens, comme les cloches des églises, ont également été employés Les signaux de feu et de fumée Le tam-tam Son utilisation repose sur l emploi de codes complexes. L emploi du feu débute entre et ans avant J.-C. Son rôle a été essentiel. Au loin, sa fumée indiquait la présence d'un groupe humain ou d'un individu isolé. Un peu plus tard, il semble que des feux allumés permettaient la transmission d'une information. Près des côtes, des systèmes équivalents furent installés et donnèrent naissance aux phares. L utilisation très ancienne des phares Considéré comme l une des sept merveilles du monde antique, le phare d Alexandrie en Egypte (283 av. J.-C.) comme les autres phares était un moyen de communication utilisant la lumière des feux de bois. Celui d Alexandrie avait une portée de 55 kilomètres. 3. La nécessité de mettre en place des relais Les signaux sonores (voix humaine, tam-tam ) ne couvrent que quelques centaines de mètres à quelques kilomètres. Les signaux optiques (fanions, signaux de fumée ) ne peuvent être captés qu à quelques dizaines de kilomètres. Pour communiquer sur de plus grandes distances, il est nécessaire de mettre en place des réseaux beaucoup plus complexes, constitués de multiples relais. Chaque relais, pour être visible du suivant, est placé en terrain découvert ou sur une hauteur. Le message doit être codé et sa transmission doit s'effectuer aux moyens de signaux simples Les télégraphes de la Grèce Antique En 336 avant Jésus-Christ, le Grec Énée, dit le Tacticien, utilise pour la première fois des signaux visuels codés. Dans des vases remplis d'eau, des flotteurs en liège comportent une règle graduée verticale. A chaque graduation correspond une phrase. Le premier poste fait un signal avec une torche et ouvre un robinet situé en bas de son vase. Arrivé à la Le phare d Enée position de la règle qu'il souhaite, le premier poste ferme le robinet et Les postes se situent refait un signal avec sa torche. Le poste suivant répète le mouvement en au sommet des même temps et connaît ainsi la position de la règle, il ne reste qu'à collines. traduire. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

21 3.2. La conquête romaine a-t-elle été facilitée par les progrès de la télécommunication? Les Romains franchissent l'étape suivante en mettant en place un système permanent de relais qu'ils placent dans des tours tenues par des militaires tout autour de la Méditerranée. Ces tours communiquaient par signaux de torches et on en aurait compté environ en Italie, dans les Gaules, 500 en Asie. Tour de garde romaine Au sommet, une torche permettait de communiquer des informations à une autre tour ou à des observateurs situés à quelques kilomètres. 4. Le télégraphe optique 4.1. Le télégraphe des frères Chappe Au début des années 1790, en France, les frères Claude et Ignace Chappe s intéressent à la communication visuelle expérimentée depuis l Antiquité. Ils mettent au point un télégraphe optique (ou aérien) permettant de composer des signaux visibles à longue distance. Le télégraphe, une arme de guerre? Le gouvernement ne souhaite pas voir se développer des lignes privées. Il place le télégraphe sous le contrôle des autorités militaires et Claude Chappe est rattaché au Ministère de la guerre. Le télégraphe évoluera dans un contexte précis, à la fois militaire et politique (celui de la Révolution). Il deviendra une arme que " les savants " mettront au service des combats de la jeune République Le principe du télégraphe de Chappe Le principe du télégraphe optique est simple. Il repose sur un mécanisme visible de loin, à l'aide d'une lunette et par l'utilisation d'un code de transmission. Les stationnaires C est le nom donné aux hommes travaillant dans les stations. Théoriquement au nombre de deux, l un est chargé de l observation à la lunette alors que l autre manipule les commandes. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

22 Le télégraphe de Chappe n'utilise pas le code alphabétique mais un code numérique. Les signes conventionnels transmis grâce aux trois bras de l'appareil correspondent à des nombres. Leurs combinaisons renvoient aux pages et aux lignes de plusieurs répertoires spéciaux appelés «vocabulaires». Le premier signe indique au destinataire la page du répertoire, un second indique la ligne à lire dans cette page. Comme les machines, les «vocabulaires» ont évolué avec le temps. Exemple de codage élaboré par les frères Chappe Le secret des transmissions est assuré par le fait que les agents, tant intermédiaires que terminaux, ignorent le code. Seuls, celui qui compose et code le message à la première station émettrice et celui qui le reçoit et le décode à la dernière station réceptrice de l'extrémité de la ligne, connaissent le code. Ligne télégraphique de Chappe Comme il doit être visible de loin, le télégraphe est souvent placé en haut d'une colline, d un clocher généralement séparé par une distance moyenne de 10 kilomètres. En 1799, une diligence pouvait porter un message de Paris à Strasbourg en 4 jours. Avec le télégraphe, le même message met moins de 2 heures. C est l astronome et mathématicien anglais, Robert Hooke ( ), qui, l un des premiers, imagina qu un jeu de signes optiques (les sémaphores), obtenus au moyen de drapeaux manipulés au sommet de tours de guet, pouvait transmettre sur de longues distances des messages écrits La fin du télégraphe de Chappe Le télégraphe de Chappe a permis une transmission très rapide de l'information et il est à l'époque très admiré et copié en Europe. Il fut efficace, et constitua au milieu du XIXe siècle un réseau de km en étoile autour de Paris, reliant 29 villes grâce à 534 stations. Mais il ne pouvait fonctionner que le jour et par beau temps. La nuit, le brouillard, la pluie ou les ondulations de chaleur empêchaient les transmissions. Il cessera ses activités vers 1850 et sera remplacé par le système du télégraphe électrique plus moderne, plus rapide et plus pratique. 5. La pile relance le télégraphe La découverte, en 1800, par Volta, de la pile génératrice d électricité relance les travaux dans le domaine du télégraphe. En effet, le télégraphe électrique est l une des toutes premières applications pratiques des recherches en électromagnétisme. L électricité permet la mise au point d un système de transmission fonctionnant de jour comme de nuit, quelles que soient les conditions atmosphériques Plusieurs projets en compétition En raison de facteurs d ordre économique, deux pays sont à la pointe des recherches en matière de télégraphie, l Angleterre et les Etats-Unis (c est la période de la ruée vers l Ouest). La France quant à elle, fière de son télégraphe de Chappe ne s intéresse que très tardivement à ce nouveau système de communication. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

23 a) La géniale invention de Samuel Morse Plusieurs inventeurs développèrent simultanément des prototypes de télégraphe électrique, mais l invention imaginée par Samuel Morse, plus rapide et plus économique, surpasse rapidement toutes les autres. Samuel Finley Morse ( ), l illustre pionnier du télégraphe électrique, n était pas un ingénieur mais un peintre américain assez connu. En 1832, sur le bateau qui le ramenait d un séjour en Europe, il fit la connaissance d un scientifique qui faisait des recherches sur les applications de l électro-aimant. Ce voyage fut une révélation, il eut l idée d utiliser un électro-aimant comme élément actif du télégraphe. b) Un succès dû à la simplicité du système Samuel Morse présentant le télégraphe électrique Le système est simple : une ligne électrique relie deux points. A chaque extrémité, une machine identique constituée d un émetteur (le manipulateur) et d un récepteur. Le manipulateur se compose d'un socle de bois muni de deux contacteurs. Quand on veut envoyer un message, on appuie sur la poignée du levier afin de mettre en contact la borne P avec l'un des contacteurs du levier. Le courant passe et est interrompu dès que l'on relâche le levier qui retourne dans sa position de repos grâce au ressort de rappel. Le récepteur fonctionne à l'aide d'un électro-aimant. Quand un courant arrive, le levier est mis en mouvement. Il porte une pointe qui appuie sur une bande de papier. Le génie de Morse est d avoir inventé un code qui est la transcription de l alphabet et de la ponctuation courante en une série de points et de traits. Le codage est admirable car la lettre la plus souvent utilisée (le «e») est codée par une information minimale (un point). C est à la fois le principe des modems et des algorithmes de compression d aujourd hui. Le célèbre S.O.S. du Titanic Le plus célèbre des premiers usages du Morse en mer eu lieu dans la nuit du 14 avril 1912, lorsque le Titanic heurta un iceberg et coula. Les deux officiers radio restèrent à leur poste jusqu'au dernier moment, envoyant des messages de détresse. c) Le premier système de télécommunication à usage commercial Contrairement à tous les autres outils de télécommunication, les autorités gouvernementales ne virent pas d intérêt à l invention de Samuel Morse et ce furent des entreprises privées qui développèrent les premières lignes télégraphiques sur le territoire américain. La première liaison de télégraphie Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

24 électrique est réalisée le 24 mai 1844 entre Washington et Baltimore. En France, la première ligne sera mise en fonction huit ans plus tard entre Paris et Rouen, également grâce à des fonds privés. Avec le chemin de fer, le télégraphe électrique est une cause et une conséquence de la révolution industrielle. Du fait qu il ne soit pas monopolisé par les militaires, le télégraphe électrique bouleverse les échanges internationaux. Il permet l émergence d une communication mondiale et accélère la circulation de l information. 6. Comment transmettre la voix? Alors que le télégraphe électrique s'étend à travers le monde, notamment avec la pose du premier câble sous-marin transatlantique en 1865, une nouvelle technique voit le jour sous le nom de "télégraphe parlant" Plusieurs chercheurs eurent l'intuition du téléphone C'est aux Etats-Unis, le 14 février 1876, qu Alexander Graham Bell ( ) dépose le premier brevet de téléphone. Le même jour, mais quelques heures plus tard, un inventeur malchanceux, Elisha Gray, demande un brevet sur le même sujet, trop tard! L inventeur du téléphone Alexander Graham Bell, le 11 mars 1876, dans une chambre d'hôtel de Boston, effectue la transmission du premier message téléphonique à son assistant Tom Watson par l'intermédiaire d'un émetteur à conduction. L appareil téléphonique de Bell va être utilisé durant une centaine d années. Le téléphone fonctionne avec un micro, des fils et des haut-parleurs. Quand une personne parle au téléphone, un petit micro saisit le son de sa voix et le transforme en signal électrique. Ce signal voyage le long de la ligne pour arriver dans l autre téléphone. Là, dans l écouteur, un petit haut-parleur retransforme le signal électrique en signal sonore Les premiers réseaux téléphoniques Les premières lignes téléphoniques suivent le développement du télégraphe et n'offrent que des liaisons point à point. La création de centraux de commutation pour organiser un vrai réseau téléphonique devient rapidement une nécessité. Les centres de commutation Des dizaines d opératrices mettaient en liaison les différents interlocuteurs En 1878, le premier standard téléphonique commercial est mis en service dans le Connecticut. A l'aube du XXe siècle, le téléphone devient le signe de la modernité. Il envahit les bureaux et modifie considérablement la vie quotidienne dans les villes. Qu est-ce qu un réseau? Avec la mise en œuvre et le succès du télégraphe électrique puis du téléphone, il est vite apparu impossible de relier directement chaque abonné avec chacun des autres utilisateurs : le nombre de fils nécessaires était évidemment beaucoup trop important. On mit donc en place un ensemble de centraux locaux, inter-urbains ou régionaux, qui centralisaient les appels. Manuellement au début, automatiquement par la suite, les premiers réseaux télégraphiques et téléphoniques se construisent alors selon des besoins croissants. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

25 7. Communiquer sans fil grâce à la radio-électricité En 1870, le Britannique Jacques Clerck Maxwell démontre que les ondes électromagnétiques voyagent aussi bien dans le vide que dans la matière, à la vitesse de la lumière. Il ouvre la voix aux futures découvertes en radiotélégraphie, en radiotéléphonie puis, plus tard, en radiodiffusion La voix délaisse le fil C'est le physicien Guglielmo Marconi ( ) qui, en 1895, réalise les premières expériences de radio. Son poste est le fruit du travail de plusieurs savants. Le physicien allemand Heinrich Hertz mit au point un oscillateur capable de produire des ondes électromagnétiques et l ingénieur russe Poppov, inventa l antenne qui augmentait considérablement la sensibilité des appareils de Hertz. Au début du XXe siècle, une nouvelle révolution pour les télécommunications s'amorce, celle de l'électronique qui permet l'essor de la radio et les liaisons longues distances en téléphonie. La télégraphie sans fil, TSF, en permettant des communications constantes, a des applications importantes pour la navigation et l'aviation. Au cours des années 1920, des stations de radiodiffusion se créent dans le monde entier, offrant au grand public un nouveau média. La Tour Eiffel sauvée par la TSF Ducretet et Popov réalisent la première transmission sans fil du sommet de la Tour Eiffel vers le Panthéon en Menacée de démolition, l utilisation de la Tour Eiffel comme antenne pour Radio Tour Eiffel en 1921, puis de la télévision en 1935 va définitivement la sauver. Inventé en 1948 par 3 ingénieurs américains, le transistor va révolutionner le monde de l'électronique et de la radio. Suite à cette invention, les progrès n'ont pas manqué : il y a eu les ondes FM, la stéréo. Puis, la technique est venue améliorer la mémorisation des stations, l'affichage digital des fréquences et maintenant la radio par satellite, en numérique, sans oublier la radio par Internet Les images aussi veulent voyager sans fil! Dans les années 1920, les premiers prototypes de télévision apparaissent. En 1931, en France, René Barthélémy diffuse les premières images TV. La diffusion d'émissions en couleur se fait à partir de Le secret de la télévision tient dans un faisceau d électrons qui, propulsés par un canon dans le vide du tube cathodique, balaient l écran ligne par ligne à très grande vitesse et allument au passage des points (appelés pixels) composés de luminophores. Sous le choc des électrons, les pixels se colorent en rouge, en vert ou en bleu. Ainsi, la qualité et la définition de l image est étroitement liée d une part au nombre de pixels sur chaque ligne, et d autre part au nombre de lignes. La télévision : la diffusion se fait par voie hertzienne (réseaux d'émetteurs terrestres ou directement par satellite). Aujourd hui, deux autres technologies se partagent le marché des écrans plats : les écrans LCD (Liquid Cristal Display) à cristaux liquides et les écrans Plasma basés sur l excitation d un gaz qui émet de la lumière. Avec la numérisation des données, l usage de la télévision va être grandement modifié (cf. partie 8.3 et 8.5). Une certaine interactivité avec le téléspectateur, en participant à des jeux en direct par exemple, a déjà fait son apparition. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

26 8. Le mariage des télécommunications et de l informatique 8.1 Les ordinateurs vont bouleverser la télécommunication L'histoire de l'ordinateur moderne commence en 1938 quand l'allemand Konrad Zuse conçoit le premier calculateur universel binaire commandé par programme. Dans les années 1940, la guerre fait naître l'ordinateur électronique. En 1946, l'eniac est le premier ordinateur capable d'enregistrer des programmes dans sa mémoire. Commandé par l'armée des Etats-Unis, il remplace le travail de 200 personnes. Il occupe 23 m 3, pèse 30 tonnes et a coûté dollars. La décennie des années 1980 voit apparaître le micro-ordinateur personnel grâce à Steve Wozniak et Steve Jobs, fondateurs de "Apple Computer". Après 1990, les autoroutes de l'information relient de plus en plus les ordinateurs du monde entier ; ces derniers deviennent de plus en plus petits : c'est la naissance des "nanotechnologies" et d Internet Communiquer avec les ordinateurs : l Internet Alors que le Minitel est l œuvre des télécommunications, Internet est le fruit du travail des informaticiens. C'est aux Etats-Unis que commence l'aventure d'internet dans les années La peur d'une guerre nucléaire incite à cette époque les responsables de l'armée américaine, au sein du Pentagone, à inventer un système de communication qui serait toujours en état de fonctionnement. Près de 10 ans plus tard, Internet quitte le domaine militaire pour celui de l'université. Mais il faut attendre 1990 et la mise en service du WWW (World Wide Web) pour que les ordinateurs du monde entier puissent communiquer entre eux grâce à ce langage commun. Actuellement, il y a près de 27 millions d internautes en France et 970 millions dans le monde. Ce nombre devrait atteindre les 3 milliards d ici Le Web (World Wide Web) Ou la toile d araignée mondiale Le monde connecté au monde grâce aux satellites Telstar est le premier satellite artificiel à relayer une émission de télévision entre les continents américain et européen en juillet Aujourd hui, les satellites de «communication» servent à transmettre des messages (sons, images, données informatiques) n importe où dans le monde. Ils jouent un rôle prédominant pour le téléphone, en télévision directe et en diffusion de programme de télévision et de radio, mais aussi en navigation et en service pour les mobiles. S élever pour relayer L espace est mis à contribution dans le domaine des télécommunications car il permet de lever un obstacle résultant de la rotondité de la Terre L avènement du téléphone portable En moins de 10 ans, le téléphone portable s'est imposé comme outil de télécommunication universel. La voix est transmise d un mobile à l autre à l aide d ondes radio, et d antennes relais. Pensé au départ comme un simple téléphone portatif, il a aujourd'hui évolué en terminal multimédia mobile permettant de surfer à haut débit sur Internet, de télécharger courriels, musique et vidéo, de filmer, de photographier, de gérer ses rendez-vous... Actuellement, nous sommes 50 millions d utilisateurs de téléphones mobiles en France et environ 2 milliards dans le monde. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

27 8.5. La télévision numérique terrestre La télévision est aujourd hui accessible par Internet haut débit, par câble, sur la téléphonie mobile ou par satellite. La télévision numérique terrestre (TNT) s inscrit dans le mouvement général de numérisation des technologies de l information et de la communication. Elle vient compléter l offre numérique offerte par le satellite, le câble et l ADSL. Le modèle, exigeant la présence du téléspectateur à un moment précis s'il ne veut pas manquer son rendez-vous, a changé. Aujourd hui, les téléspectateurs peuvent écouter et regarder la télé sur le lieu, au moment, et sur l'appareil de leur choix. À terme, la TNT a vocation à se substituer à la diffusion analogique. Cette dernière devra alors pouvoir être arrêtée, ce qui libérera d importantes ressources en fréquences pour de nouveaux services ou de nouveaux usages. 9. Passage vers la numérisation des données Un ordinateur est capable de manipuler uniquement des nombres. Toutes les données, pour être traitées, doivent donc être représentées sous forme numérique, c'est-à-dire une succession de chiffres. La numérisation des données (textes, images, sons) est donc la première condition pour qu elles puissent être manipulées, stockées, modifiées, transmises. 9.1 Le son Les sons (paroles, chants, musique), sont transmis dans l air par des variations de pressions qui se propage de l émetteur (source) au récepteur (nos oreilles). Pour qu un ordinateur puisse manipuler le son, il y a plusieurs étapes : - le micro transforme le mouvement mécanique de propagation du son dans l'air en tension électrique : il convertit les variations de pression en variations de tension électrique - Ces variations de tension électrique sont ensuite converties en nombres manipulables par l'ordinateur. Le format numérique permet de réduire la taille des fichiers. Un CD classique, par exemple, peut contenir une quinzaine de chansons en format wave alors qu il peut contenir environ 150 chansons en format mp3 avec une qualité d écoute comparable. L Internet par haut débit ou par câble et la numérisation du son ont fait apparaître de nouveaux modes de communication comme la téléphonie via Internet, autrement appelée voix sur réseau IP (Internet Protocol). Cette technologie permet simplement de recevoir des appels ou d'appeler tout numéro de téléphone, comme si vous utilisiez votre ligne classique. Le podcast est un autre moyen de diffusion de fichiers sonores sur Internet. Il permet par exemple de télécharger des émissions de radios et de les écouter sans contraintes de lieu ou de temps. 9.2 L image La fonction d un scanner est de numériser une image. Il permet de passer d une image réelle (dessin sur papier, photographie, extraits de livres) à une image électronique enregistrée dans un ordinateur ou un périphérique (disque dur, clefs USB, CD ). Le processus de numérisation est le suivant : Le document est analysé par un balayage, au cours duquel des capteurs transforment la lumière transmise ou réfléchie par le document en énergie électrique. Ces signaux sont eux-mêmes codés, convertis en une suite de chiffres. Ceux-ci sont alors regroupés et contenus dans un fichier électronique, qui peut être enregistré dans des formats divers (bmp, jpeg ) Une image numérique peut être caractérisée par 2 grands formats d images : - Images bitmap (pixel) - Images au format vectoriel Le pixel ou point est l'unité de base d'une image numérique. Chaque point d une image peut être quantifié numériquement par sa position sur l image (coordonnées x, y, ), et sa couleur (par la quantité de chaque couleur primaire qu elle contient). Une image vectorielle contient des objets dont la représentation n est pas définie en pixels mais en vecteurs. Autrement dit, pour afficher un dessin vectoriel, le logiciel stocke des informations mathématiques et non pas une «carte» de pixels. Par exemple pour stocker des informations d un cercle, il suffit de mémoriser les coordonnées de son centre et la valeur de son rayon. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

28 9.3 Nouvelles façons de communiquer La numérisation du son et de l image permet à des systèmes de communication (qui, autrefois, ne pouvaient véhiculer qu'un seul type de message) de transmettre toute une gamme de signaux. Hier, l utilisateur disposait d un terminal par service (exemple : le téléphone, le baladeur, le jeu). Certains seulement étaient communicants. Aujourd hui, avec la standardisation des formats codant l information numérique (mp3, jpg, divx) et la miniaturisation des composants informatiques cela permet aux terminaux de devenir multiservices, de communiquer entre eux et de les transporter. Ces techniques et services ouvrent vers de nouvelles façons d interagir avec les médias. 10. Constats sur le monde actuel 10.1 Interactivité La communication interactive permet d accélérer les processus de diffusion d informations, de rassembler les gens, et surtout d interagir en temps réel, sans que la distance ne soit un obstacle. La communication Hommes => machines Téléphones fixes et mobiles, PC et ordinateurs portables sont ainsi devenus en peu de temps des outils de télécommunication incontournables, diffusant et transmettant des informations écrites, orales et/ou visuelles en temps réel. Les téléphones mobiles, en plus de leur fonction première de liaison orale, permettent aussi l échange de messages écrits par le biais du SMS, d images et de vidéos par le MMS, ainsi que de fichiers sonores (SMS : Short Message Service ; Service de Messages Succincts en Français. MMS : Multimédia Messaging Service) Grâce à Internet, nos ordinateurs se sont transformés en machines à communiquer, et les courriers électroniques (appelés aussi s ou courriels), les forums de discussion, les services de dialogue en direct (chat) et autres blogs mettent en relation chaque jour des millions de personnes disséminées sur toute la planète et qui peuvent ainsi échanger informations écrites, images et sons en quelques secondes seulement. La communication machines => Hommes Parallèlement à ces outils, un nombre grandissant d objets communicants prend place dans notre vie, visant à améliorer l organisation de notre quotidien (vacances, confort, sécurité ) en minimisant les actions de l homme. Le téléphone portable permet aujourd hui de souscrire un ensemble de services dits de «proximité» basés sur la localisation géographique des clients. La géolocalisation permet de déterminer la position géographique, à partir des ondes radio qu'il émet. On peut ainsi proposer des services personnalisés à forte valeur ajoutée : informations touristiques ou météorologiques, jeux, navigation routières, etc. Enfin, la géolocalisation est également utile en matière de balise de détresse ou de surveillance policière. De plus en plus d automobiles sont équipées de capteurs créant ainsi une «voiture intelligente». Allumage des feux, déclenchement d essuie-glaces, signal sonore quand la voiture se rapproche d un obstacle ou encore localisation via GPS, ces voitures ultra-communicantes permettent d'assister le conducteur en toute sécurité. Mais les recherches vont plus loin : l INRIA et ses partenaires expérimentent des cybercars à pilotage entièrement automatisé. Ces prototypes de véhicules du futur sont capables de se déplacer sans conducteur, au moins sur certaines infrastructures, grâce à un ensemble de capteurs, de logiciels de traitement d images et d autres technologies de communication. La domotique donne aux appareils une certaine autonomie dans un but d'amélioration de l'habitat, par exemple la régulation du chauffage ou des stores automatiques équipés de capteurs. Cette technique peut être appliquée à quelques objets, ou à tout un environnement. Prenons pour exemple une «maison communicante», tous les appareils sont intégrés au sein d'un même système. Ils peuvent s'échanger des informations, "dialoguer" entre eux et transmettre et recevoir des données de l'extérieur. L'objectif est de nous libérer de nos contraintes domestiques par le biais des nouvelles technologies. Elle permet de réduire nos consommations d'énergie, tandis quea notre temps libre augmentera. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

29 Il existe plusieurs types de maisons expérimentant les interactions homme/machine : maison communicante, interactive, intelligente. Le quartier général de Philips à Eindhoven héberge désormais une maison laboratoire. Le Philips home Lab doit permettre d'examiner les comportements face aux technologies de demain. Parmi les multiples tests qui vont commencer, celui du concept WWICE (World Wide Information Communication and Entertainement), la technologie Easy Access qui remplace les télécommandes par une commande vocale ou oculaire Plurimédia - Pluriservices Si on assiste de manière évidente à la diversification et à la multiplication des outils de communication, il est intéressant de constater que ces outils, au sein d un même type de produit, offrent eux aussi une diversité de services de plus en plus importante. On l a dit précédemment, les téléphones mobiles, dont la fonction première était de communiquer oralement sans contrainte de lieu, ont vu leurs fonctions s élargir avec le temps. Ils ont ainsi permis l échange de messages écrits, puis avec l apparition des téléphones-appareils photos, d échanger des images. Avec le WAP (Wireless Application Protocol),un protocole de communication dont le but est d accéder à Internet à partir d un mobile, les usagers ont aussi pu se connecter avec leur téléphone et télécharger fichiers audios et vidéos (et envoyer ces fichiers vers d autres téléphones mobiles). Les téléphones mobiles 3G (troisième génération) sont encore plus performants puisque leurs propriétaires peuvent en plus voir leur correspondant (et être vu) lors d une communication visiophonique, regarder la télévision, surfer sur Internet à haut débit ou jouer en réseau. Le Smartphone est quant à lui un téléphone mobile couplé à un PDA. Le PDA (Personnal digital assistant ; assistant personnel en Français) est un ordinateur de poche principalement utilisé pour ses fonctions d agenda, de répertoire téléphonique et de bloc-notes. Les avancées technologiques ont permis de lui adjoindre des fonctionnalités multimédia telles que le dictaphone, le lecteur de MP3, d images et de vidéos. Le Smartphone bénéficie donc des fonctionnalités citées précédemment, mais il permet aussi de communiquer oralement, de naviguer sur Internet, de consulter ses courriers électroniques, d avoir accès à une navigation GPS, etc. Les combinés TV / magnétoscopes, les lecteurs multi-formats (tels les lecteurs de DVD compatibles avec les CD, DivX, fichiers Mp3 ou Jpeg) et les diverses consoles de jeux (qui aujourd hui sont aussi des lecteurs de DVD, DVD-R, CD, Cd-Rom, MP3, Jpeg ) sont autant d illustrations significatives d un seul changement : l abandon de l utilisation de plusieurs terminaux monoservices au profit de celle de plusieurs terminaux pluriservices Mobilité et individualité Communiquer, étudier, s informer ou travailler depuis n importe quel lieu et à tout moment de la journée : il s agit bien là d une réalité du XXIème siècle, que l on appelle mobilité ou nomadisme. Amorcé avec l ordinateur portable (on n osera remonter jusqu à la disquette!), le nomadisme a pris son réel envol et atteint ses possibilités optimales grâce à l avènement des réseaux sans fil. Un réseau sans fil (wireless en Anglais) est, comme son nom l indique, un réseau dans lequel au moins deux terminaux (ordinateur portable, téléphone mobile, PDA, etc.) peuvent communiquer sans liaison filaire. On distingue habituellement plusieurs catégories de réseaux sans fil, selon la zone de couverture (le périmètre géographique permettant une connectivité) qu ils offrent. Associés les uns aux autres, ils offrent la possibilité aux nouveaux nomades, qu ils soient PDG, étudiants, salariés, voyageurs ou simples promeneurs, de rester en contact avec leur entreprise, leur université et leur famille, quelle que soit la distance qui les sépare. Aujourd hui, outils et technologies nous permettent de communiquer plus, plus vite et plus efficacement, sans contrainte d espace et de temps, offrant des possibilités et des perspectives inimaginables il y a 30 ans. Mais ces avantages indéniables, ne cachent-ils pas au moins autant d inconvénients, parmi lesquels l isolement et la solitude de l usager, voué à ne plus communiquer avec ses semblables que virtuellement? Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

30 PETIT GLOSSAIRE DES TECHNOLOGIES DE L INFORMATION ET DE LA COMMUNICATION Internet : Terme provenant de l'anglais inter-network. Système constitué de milliers de réseaux regroupant des ordinateurs situés dans le monde entier, qui peuvent ainsi s'échanger des données, des messages électroniques, des informations multimédia et des fichiers. Courrier électronique : courriel ou , permet de communiquer rapidement avec toute personne qui possède une adresse électronique. Forum de discussion : C est un site où chacun peut déposer des messages sur des thèmes précis, poser une question, et recevoir sur ce site des réponses d internautes du monde entier. Dialogue en direct (ou chat) : C est une discussion en temps réel par l'intermédiaire du réseau Internet. Blog : Page web mise à jour régulièrement sous forme d'actualités datées, signées avec possibilité d'adjoindre un commentaire pour les visiteurs. C'est une sorte de journal de bord qui va de la confession intime à une analyse de l'actualité. Les articles sont présentés par ordre antéchronologique. Liste de diffusion : Elle est constituée d'adresses de personnes s'étant volontairement inscrites dans le but de recevoir des informations sur un sujet précis. Synonyme de mailing list. Visioconférence : Téléconférence qui permet la communication en temps réel entre deux ou plusieurs personnes grâce à l'utilisation de caméras et d'écrans qu'on installe pour la transmission d images, de son et de vidéos. Voix sur réseau IP : parfois appelée téléphonie IP (ToIP) ou téléphonie sur Internet et souvent abrégée en «VoIP» (Voice over Internet Protocol), est une technique qui permet de communiquer par la voix via l'internet. Les logiciels appropriés sont Windows Live Messenger, Skype Webcam : petite caméra (et parfois appareil photo) numérique reliée à l'ordinateur et destinée à acquérir et diffuser en temps réel de la vidéo sur le Net. ADSL : Asymmetric Digital Subscriber Line, (Réseau de Raccordement Numérique Asymétrique), technologie de communication permettant de faire passer de l'information (issue d'internet par exemple) à haut débit sur les fils de cuivre utilisés habituellement pour les lignes téléphoniques (RTC). Wireless : Traduction anglaise de «sans-fil». Caractérise une technologie qui transmet l information en utilisant des ondes électromagnétiques (radio, lumière) Wi-Fi : Contraction de Wireless Fidelity (fidélité sans fil), le wi-fi est un ensemble de normes standards pour les réseaux sans fil fonctionnant avec les ondes radios. Cela permet de connecter toutes sortes de machines (ordinateurs, assistants personnels, imprimantes, etc.) à une liaison haut débit. Bluetooth : Bluetooth est une spécification de l'industrie des télécommunications. Elle utilise une technologie radio courte distance destinée à simplifier les connexions entre les appareils électroniques. Elle a été conçue dans le but de remplacer les câbles entre les ordinateurs et les imprimantes, les scanners, les souris, les téléphones portables, les PDAs et les appareils photos numériques. Podcast : Le podcasting est un moyen de diffusion de fichiers sonores sur Internet. Il permet aux utilisateurs de s'inscrire à un flux (feed en anglais) et ainsi de récupérer de nouveaux fichiers audio automatiquement. Le podcasting se distingue des autres moyens de diffusion d'informations par son utilisation du format RSS. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

31 Téléphones portables 3G : Il s'agit de la 3ème génération de téléphones. La deuxième génération, née au début des années 1990, était basée sur le réseau GSM (Global System for Mobile communication), avec l'avènement de la téléphonie mobile. La 3G est elle basée sur l'umts (Universal Mobile Telecommunications Systems), en rupture totale avec les réseaux précédents. En effet, cette technologie nécessite que de nouvelles antennes soient installées et que de nouveaux téléphones soient vendus... Usages : Regarder la télévision sur son téléphone, voir son correspondant quand on l'appelle, surfer sur Internet à haut débit. GPS : Sigle signifiant Global Positioning System. Système de géolocalisation par satellite. Le réseau de 24 satellites actuellement en fonctionnement, développé par l armée américaine, est mis à disposition des civils. Sa précision peut atteindre 5 mètres. Le GPS s utilise en association avec une carte pour se repérer et se positionner : randonnées, voile, trek Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

32 LES ACTIVITES AUTOUR DE L EXPOSITION Quelques activités à réaliser en classe Dans ce chapitre, les enseignants trouveront des pistes, des idées à développer ou à mettre en forme avant et après la visite de l exposition. 1. Le télégraphe morse IL FAUT : Du fil électrique (verni ou isolé) ; 1 ampoule de 4,5 V ; 2 piles de 4,5 V ; 2 planchettes de bois ; 1 tasseau ; 1 bande de carton rigide ; 4 trombones ; 2 clous ; 3 punaises ; Du ruban adhésif. 1. Fabriquez un interrupteur en tordant un trombone. Fixez-le sur une planchette de bois au-dessus d une punaise. Branchez les trois fils comme sur le dessin de la page suivante : c est le poste émetteur. 2. Enroulez 50 fois le fil électrique autour du clou pour faire un électro-aimant. 3. Fixez le tasseau sur la seconde planchette. Punaisez la bande de carton et placez les deux trombones T1 et T2 au-dessus des clous C1 et C2. 4. Fixez les extrémités du fil de l électro-aimant (C2) au poste émetteur. Avec du fil électrique, reliez le trombone T1 à la seconde pile et le clou C1 à l ampoule puis à la pile : c est le poste récepteur. Poste T T Poste C1 C2 5. Pour transmettre des messages en utilisant le code Morse, appuyez sur le trombone. C2 attire T2 : le courant passe et allume l ampoule (signal lumineux long et bref). Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

33 L alphabet Morse : Le code inventé par Morse est la transcription des lettres de l alphabet et de la ponctuation courante en une série de points et de traits. Le point est une impulsion brève et le trait une impulsion longue. 2. Un téléphone à ficelle Il faut : 2 boites de conserve vides ; 1 marteau ; 1 petit clou ; 1 longue ficelle ; des élastiques. 1. Faites un petit trou (avec le clou et le marteau) dans le fond des boites de conserve. 2. Passez la ficelle et faites plusieurs nœuds dans la boite. 3. Tendez la ficelle sans qu elle touche les murs. 4. Parlez distinctement dans la boite : le correspondant entendra à l autre bout de la ficelle, dans la boite, le message. 3. Message discret Il faut : 2 feuilles de papier ; Un peu d eau ; 1 stylo à bille. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

34 1. Trempez une des feuilles dans l eau. 2. Posez la feuille sèche sur la feuille mouillée et écrire un message, il s inscrit sur la feuille mouillée du dessous. Laissez sécher la feuille mouillée : le message disparaît. 3. Mouillez de nouveau la feuille qui porte le message : il réapparaît! En bref : Ecrasées par un stylo A cause de la pression de la pointe du stylo, les fibres du papier ont été écrasées. Une fois mouillées, ces fibres ne laissent pas passer la lumière comme leurs voisines : elles deviennent visibles. 4. Ecrire un message secret Il faut : 1 citron pressé (ou du lait) ; 1 porte plume ; 1 feuille de papier ; 1 source de chaleur (briquet, four, fer à repasser). 1. Ecrivez une lettre avec le jus de citron. 2. Pour faire apparaître le texte, approchez le papier de la source de chaleur. La chaleur fait brunir le jus de citron et le message devient visible. Attention : le papier s enflamme, lorsque l on chauffe de trop près. 5. Communiquer comme les abeilles Il faut : 1 agrafe parisienne ; 1 paire de ciseaux ; 1 photocopie des 2 patrons (ci-joint). Dans une ruche contenant jusqu à insectes, la communication pour le bon fonctionnement de la société est indispensable. Les phéromones jouent un rôle considérable dans les tâches à effectuer, mais pour indiquer les ressources de nourriture, les abeilles pratiquent une danse particulière. Elles dansent en rond pour des sources proches, et dansent en faisant des 8 pour des sources plus éloignées. 1. Où se trouve la source de nourriture? Par l orientation du 8, l abeille indique à ses congénères butineuses l angle entre la direction du soleil, la ruche et la source de nourriture. Pour s entraîner à cette danse, créez l outil qui vous permettra de déchiffrer ce langage particulier. (voir montage du disque). En classe : - Par groupe de 3, effectuez le montage du disque. - Positionner au tableau la ruche, la source alimentaire et le soleil. - Utilisez le disque en n oubliant pas que la danse se réalise à la verticale (bien positionner le «haut»). - Les élèves peuvent venir au tableau dessiner la danse correspondante. - Commencez par les exemples simples présentés ci-contre. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

35 2. À quelle distance se trouve la source de nourriture? C est le nombre de frétillement (milieu du 8) à la seconde qui indique la distance. Moins elle frétille, plus la distance est importante. En classe : Dessiner une danse avec le nombre de frétillement au tableau. A l aide du disque et de la courbe, les élèves doivent retrouver l emplacement de la source de nourriture par rapport à la ruche et l indiquer sur la cible ci-dessous. 3. Montage du disque Découpez le 8 et à l aide d une agrafe parisienne positionnez le au centre du disque («haut» signifie haut de la ruche). Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

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38 20 QUESTIONS-REPONSES SUR LA COMMUNICATION Dans ce choix de questions-réponses, les questions ne sont pas des phrases toutes faites, mais des thèmes interrogatifs. Sur cette base, l'enseignant peut poser des questions fermées ou ouvertes, et adaptées à l'âge des élèves. 1. Les phéromones? Phéromones ou hormones externes. Il s agit de substances chimiques émises à l extérieur de l organisme et non à l intérieur comme le sont les hormones. Elles permettent de communiquer entre organismes de la même espèce. 2. Les nasties? Les nasties sont des mouvements de la plante produits par un stimulus externe. Le sens de ces mouvements dépend essentiellement de la morphologie de l organe à l état adulte. 3. Les tropismes? Les tropismes sont des réactions d orientation d organes (attirance ou répulsion) au cours de la croissance de la plante. Ces courbures sont dues à l action particulière d un facteur (lumière, pesanteur, chaleur, humidité ). 4. Le langage? Système de signes et de symboles utilisés par un individu pour communiquer avec autrui ; on parle aussi du langage des animaux pour désigner les cris qui les caractérisent, ou du langage des machines, pour certains types d instructions données à un ordinateur. 5. Le système nerveux? Les organes qui composent l être humain échangent des informations entre eux et le corps reçoit des informations de ce qui l entoure. Un système permet cette communication : le système nerveux dont le cerveau et les nerfs font partie. Le cerveau fait partie d un système qui reçoit des informations en provenance de capteurs, comme les yeux et les oreilles et communique ces informations à des effecteurs comme les muscles et les glandes. 6. L oreille? L oreille est l organe de l audition et de l équilibre. Les oreilles détectent les ondes sonores. Elles réagissent aux variations des ondes. Le système de l audition utilise des détecteurs mécaniques pour transformer les vagues sonores en potentiels d action (signal électrique appelé aussi impulsion nerveuse). L air transporte les ondes sonores : un son peut être perçu à des kilomètres car il est fait de vibrations de l air qui se propagent. L oreille humaine est capable de capter ces vibrations et de les transformer en message nerveux qu elle envoie au cerveau qui les décode. 7. Le tam-tam? En amplifiant les sons, le tam-tam permet à l homme de communiquer à distance en dépassant les possibilités physiques de ses organes vocaux. Son utilisation repose sur l emploi de codes complexes. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

39 8. La langue des signes? Les sourds et les malentendants utilisent des alphabets par signes pour épeler les noms propres et les mots peu courants. Les différents pays ont souvent leur propre système. Cependant, épeler par signes est trop lent pour une conversation. Les sourds utilisent plutôt des centaines de signes représentant non une lettre, mais tout un mot ou une expression. Les signes sont un mélange de mimes, de gestes spéciaux et d expressions du visage. 9. L alphabet Braille? En 1824, Louis Braille (devenu aveugle à l âge de 3 ans) invente cet alphabet qui permet aux non-voyants de lire. A l aide d une grille formée de trois lignes et de deux colonnes de points, il put créer jusqu à 63 caractères différents. Les lettres de l alphabet n en nécessitant que 26, Braille utilisa les autres pour représenter la ponctuation, les combinaisons de lettres (comme «ch») et certains mots les plus courants, «et», «le», «avec» Les dix premières lettres de l alphabet représentent aussi les chiffres. 10. L écriture? Née en Mésopotamie et en Egypte entre et ans avant J.C. L écriture est née du besoin de codifier les échanges économiques. Elle fournit un formidable moyen de formaliser les savoirs et de les transmettre aux générations suivantes. 11. L écriture cunéiforme? L écriture cunéiforme, utilisée par les Sumériens dans cette partie du monde appelée aujourd hui l Irak au Moyen-Orient, est l une des plus anciennes écritures. Chaque caractère représente un son différent. 12. Le télégraphe optique? Le télégraphe optique, comme le système des sémaphores ou des signaux de fumée, repose sur la transmission d informations codifiées, visibles à plus ou moins grande distance. Le mécanisme du télégraphe optique repose sur un mécanisme visible de loin, amélioré par l usage d une lunette et l utilisation d un code de transmission. 13. Le télégraphe de Chappe? Dès , en France, les frères Claude et Ignace Chappe mettent au point un télégraphe optique (ou aérien) permettant de composer des signaux, visibles à longue distance grâce à l utilisation de longues vues. Ce sont des bras articulés installés sur des tours qui servent à la production des signes suivant un code connu des seuls opérateurs. Ces signaux sont répétés de tour en tour. Le réseau développé depuis la création en 1794 de la première ligne reliant Paris à Lille, reposera sur plus de 550 tours disséminées sur tout le territoire français. Il subsistera jusque vers Le télégraphe électrique de Morse? En 1832, l américain Samuel Morse invente le télégraphe électrique. Les premières démonstrations du télégraphe sont réalisées en 1837, mais ce n est qu en 1840 qu il dépose un brevet, et en 1843 qu il dispose de crédits suffisants pour établir une ligne entre Washington et Baltimore. Le 24 mai 1844, elle sera essayée pour la première fois. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

40 15. Le téléphone? Le 16 février 1876, Alexander Graham Bell, physicien et inventeur américain d origine britannique, dépose son brevet d invention du téléphone appelé à l époque «télégraphe harmonique». Deux heures plus tard, son compatriote Elisha Gray fait breveter un appareil équivalent. En moins de cent ans le téléphone s est imposé comme un objet indispensable et familier de la vie quotidienne. 16. Alexander Graham Bell ( )? Né en Ecosse, il émigre aux Etats-Unis en Spécialiste de l enseignement aux sourds, il découvrit le principe du téléphone en montrant que la voix pouvait faire varier des signaux électriques, et que les signaux électriques pouvaient reproduire la voix, grâce aux phénomènes d induction électromagnétique. 17. Le premier réseau téléphonique urbain? Il a été établi en 1877 à New York et en 1879 à Paris qui fut la première ville d Europe à posséder un tel réseau. 18. La télévision? Elle est née vers 1920 d une série de découvertes : la photoélectricité qui permet la transformation de l énergie lumineuse en énergie électrique ; la prise de vues par l analyse ligne à ligne et point à point d une image ; la transmission hertzienne qui autorise la transmission de signaux électriques correspondant à chacun des points analysés ; le balayage de l écran cathodique luminescent par les signaux électriques permet la restitution de l image. Les signaux électriques parcourent un tube à vide, le tube cathodique, puis balayent l écran cathodique. Sous le choc des électrons, l image apparaît. 19. Les satellites artificiels? En 1962, un petit satellite artificiel, Telstar, relaie pour la première fois de l histoire une émission de télévision entre les Etats-Unis (station d Andover) et l Europe (station de Pleumeur-Bodou, en Bretagne). 20. Internet? Internet ou le net est un vaste réseau qui relie, à travers le monde, des millions d ordinateurs par l intermédiaire de câbles et de lignes téléphoniques. L Internet nous permet de communiquer et d avoir accès à une énorme quantité d informations. On peut distinguer deux périodes dans le développement de ce nouveau système de communication : les années : le réseau est destiné au monde militaire et scientifique ; les années 1990 : la «toile» devient universelle en s ouvrant aux entreprises et aux particuliers. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

41 1. La communication chez les végétaux Recherche la sculpture intitulée les phéromones. Que représente cette sculpture? un portemanteau une guirlande électrique un arbre qui se protège Les végétaux peuvent-ils communiquer? oui non Par quels moyens les végétaux peuvent-ils communiquer? par des sons par des couleurs par des phéromones Que sont les phéromones? des substances chimiques des couleurs attirantes des substances liquides 2. La communication animale Recherche les sculptures intitulées la danse des abeilles et les fourmis. Pourquoi les abeilles dansent-elles? parce qu elles sont sensibles à la musique. parce qu elles se déplacent uniquement en faisant des 8. parce que c est un moyen de communiquer. Relie pour chaque animal le ou les moyens de communication qu il utilise (il peut y avoir plusieurs réponses). les fourmis les abeilles par le toucher (message tactile) par la danse (message visuel) par des phéromones (message chimique) par des sons (message sonore) Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

42 3. La communication chez l Homme Recherche la sculpture intitulée le système nerveux. Que symbolise le laser rouge de la sculpture?. Recherche la sculpture intitulée le tam-tam. Pourquoi le tam-tam est-il considéré comme un moyen de télécommunication? (Il peut y avoir plusieurs réponses). parce qu il permet de dépasser les possibilités de la voix. parce qu il permet d envoyer une information codée. parce qu il permet d envoyer du courrier. Recherche la sculpture intitulée l écriture. A quelle période est apparue l écriture? entre et ans entre et ans entre et ans Pourquoi l écriture est-elle née? pour construire de grandes villes pour améliorer les rapports entre les hommes pour codifier les échanges économiques (le commerce) Recherche la sculpture intitulée le langage. Dans quelle partie du cerveau se localise les fonctions du langage? l hémisphère gauche l hémisphère droit le cervelet Recherche les sculptures intitulées le tam-tam, apparition de l écriture et l air transporte la voix. Relie chaque type d information à un moyen de le transmettre. Le son L image Les signes L écriture L air La télévision Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

43 4. La radiocommunication Recherche la sculpture intitulée la télégraphie sans fil. Donne un autre nom pour désigner le télégraphe sans fil :. Recherche la sculpture intitulée le télégraphe optique. D après toi, pourquoi ce système a-t-il été abandonné? Recherche les sculptures intitulées la télégraphie sans fil, le télégraphe optique, le téléphone, la télévision, et les satellites artificiels. Relie chaque invention à sa définition. 1 Le télégraphe sans fil a) transmet des informations grâce à des bras articulés visibles de loin. 2 Le téléphone b) transmet des informations grâce aux ondes électromagnétiques. 3 Le télégraphe électrique c) transmet des sons par aimantation et désaimantation. 4 Le télégraphe optique d) transmet des informations en utilisant les impulsions du courant électrique. Recherche les sculptures consacrées aux télécommunications et les personnages photographiés. Relie chaque personnage à son invention. 1 Samuel Morse a) télégraphe sans fil. 2 Guglielmo Marconi b) télégraphe optique. 3 Graham Bell c) téléphone. 4 Claude et Ignace Chappe d) télégraphe électrique. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

44 5. L histoire de la télécommunication Recherche les sculptures intitulées la télégraphie sans fil, le télégraphe optique, le télégraphe électrique, le téléphone, la télévision, et les satellites artificiels. Indique sur chaque dessin le nom de l invention Retrouve la date d invention des machines à communiquer: Le téléphone : année : Le satellite Telstar : année : Le télégraphe Chappe : année : Le télégraphe électrique : année : La télévision : année : Le télégraphe sans fil : année : Internet devient la «toile» universelle : année : 1990 : 1962 : 1920 : 1896 : 1876 : 1832 : 1790 : Replace sur la frise chronologique toutes ces inventions. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

45 Les réponses aux questionnaires 1. La communication chez les végétaux Un arbre qui se protège Oui Couleurs et Phéromones Substances chimiques 2. La communication animale Moyen de communiquer Fourmis : toucher/phéromones/sons ; Abeilles : danses/phéromones 3. La communication chez l Homme Le système nerveux Dépasser les possibilités de la voix./envoyer une information codée. Entre 8000 et 3500 ans (avant JC) Codifier les échanges économiques (le commerce) Hémisphère gauche Son-air ; image-télévision ; signes-écriture 4. La radiocommunication Radiocommunication (TSF) Le Télégraphe optique demande beaucoup de moyen humain et n est utilisable que par beau temps. 1b, 2c, 3d, 4a 1d, 2a, 3c, 4b 5. L histoire de la télécommunication 1 télégraphe optique (Chappe), 2 téléphone, 3 télégraphe électrique (Morse) 1990 : Internet 1962 : Satellite Telstar 1920 : Télévision 1896 : Télégraphe sans fil (TSF) 1876 : Téléphone 1832 : Télégraphe électrique (Morse) 1790 : Télégraphe de Chappe Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

46 CONCLUSION : Le rôle des médiateurs ne se limite pas à l accueil lors de votre visite. Il comprend la préparation de votre venue (la construction sur mesure de votre visite au CCSTI) ainsi qu une aide ultérieure si le besoin s en fait sentir. N hésitez donc pas à nous contacter : Elodie Brickler [email protected] Fabien Champagnat [email protected] Carole Le Roy [email protected] Pierre-Marie Verjus [email protected] Tel : Fax : Conception et réalisation de ce document : Notre dossier pédagogique a été inspiré de différents dossiers pédagogiques réalisés par la Galerie Eurêka et le Pavillon des Sciences. Auteurs : Elodie Brickler, Fabien Champagnat, Carole Le Roy, Pierre-Marie Verjus, David Gras, Carolyn Mercier. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

47 ANNEXES : Vous trouverez en annexe (ci-dessous) une biographie de Peter Keene. Une bibliographie est disponible sous format papier au Point Info Ressources du CCSTI, et également téléchargeable sur notre site Internet. Vous pourrez également télécharger sur notre site Internet, les liens aux programmes scolaires détaillés. Qui est Peter Keene? L exposition «Machines à Communiquer» est une création du Pavillon des Sciences en collaboration avec l artiste et ingénieur Peter Keene. Souvenirs de l avenir de Peter Keene (Extrait de son dossier de presse) Il est difficile de classer cet artiste : plasticien, inventeur, ingénieur, forgeron, électronicien, il est à la fois musicien et metteur en scène : un mélange de Calder et de Tinguely, mâtiné de Savary, passionné de musique en même temps. De plus, les microprocesseurs et les circuits imprimés n ont aucun secret pour lui. Ils constituent la palette avec laquelle il compose, non pas un tableau mais une scène et chacune de ses œuvres nous convie au spectacle, «The little theater at the end of the world». Ses œuvres sont constituées de pièces hétéroclites, la plupart du temps réalisées à partir de pièces de récupération dont il fait des ensembles complexes, souvent des robots sophistiqués. Il joue parfois la provocation en mettant sur le même plan, les figures du Christ et de la Vierge Marie face à celles de Madonna et d Elvis Presley. Peter Keene vit et travaille à Paris. Il est né en 1953 près de Birmingham, là où il y a un bon siècle et demi la révolution industrielle a vu le jour. Il en reste évidemment des traces : localement, dans le paysage certes, mais sans doute encore dans les esprits. Peter a bien connu son grand-père, inventeur génial qui parcourait les routes du pays sur un lit motorisé. Atavisme donc, dans le style «ces merveilleux fou volants». Le petit-fils a hérité de cette imagination fertile et débridée et de prédispositions pour les sciences et les techniques. «J adore l histoire de la révolution industrielle. Au début, tout s est fait à partir du charbon, du fer et du calcaire. Je suis né à coté de la première usine d Abraham Darby (l inventeur du coke utilisé pour la première fois dans un hameau en 1738). J ai grandi dans un paysage d aciéries en ruines et d usines de verre et de produits chimiques. Enfant, je jouais avec des fûts de cyanure et d oxyde de plomb. Un miracle que je sois encore vivant! L électronique me fascine aussi. Edison, Tesler! J ai une faiblesse pour les formes en fonte, celle des rouages. Par contre l ordinateur ne m inspire pas». Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

48 ECOLE PRIMAIRE : Cycle des apprentissages fondamentaux Cycle 2 Liens aux programmes EXTRAITS DES TEXTES OFFICIELS PARTIE - DÉCOUVRIR LE MONDE DANS L EXPOSITION 2 - Le temps qui passe Objectifs À cet âge, il ne s'agit pas encore de faire de l'histoire La prise de conscience de réalités ou d'événements du passé et du temps plus ou moins grand qui nous en sépare constitue l'autre pôle de ces activités. Dans ce cas, elles relèvent le plus souvent d'une pédagogie du projet : - découverte et observation du patrimoine proche (sites ou objets conservés dans la ville ou le village, dans le quartier, dans la famille ou chez des amis) ; - discussion sur des événements du passé, élaboration d'un questionnement cohérent ; - initiation simple à la lecture documentaire : recherche de photographies de différentes époques, utilisation de cartes postales d'un même lieu à des époques différentes donnant l'occasion de repérer l'influence des hommes dans la transformation d'un paysage ; - élaboration collective de documents faisant la synthèse des connaissances construites au cours de la réalisation d'un projet, sous forme manuscrite ou sous forme numérique (réalisation d'un CD, d'une page de site sur la toile...). Comment l homme communiquait-il dans le passé? Comment communique-t-il aujourd hui? L exposition décrit tous les modes de communication de l homme depuis l usage des signaux de feu jusqu à l usage actuel des ordinateurs et d Internet, en passant par le télégraphe et la télévision Ainsi les enfants peuvent se repérer dans le temps, distinguer différentes époques, et le mode de vie de l homme. Compétences devant être acquises en fin de cycle Être capable de : - distinguer le passé récent du passé plus éloigné ; - identifier une information relative au passé en la situant dans une suite chronologique ; - être curieux des traces du passé et les questionner pour les interpréter avec l'aide du maître. 4 - Le monde du vivant Objectifs Comme en maternelle, l'élève observe des manifestations de la vie sur lui-même, sur les animaux et sur les végétaux. Au cycle des apprentissages fondamentaux, il identifie avec plus de précision des caractéristiques communes du vivant. C est l occasion d évoquer la communication chez les animaux avec comme exemples, dans l exposition, la fourmilière et la ruche. De plus, on peut faire la comparaison entre les animaux et l homme qui possède des oreilles. 4.2 Les manifestations de la vie chez les animaux et chez les végétaux L'objectif est ici de distinguer le vivant du non-vivant par la découverte des grandes fonctions du vivant. On s'appuie sur l'observation d'animaux et de végétaux de l'environnement proche, puis lointain, sur la réalisation d'élevages et de cultures en classe ou dans un jardin d'école : - interactions avec l'environnement. Compétences devant être acquises en fin de cycle Avoir compris et retenu : les différentes caractéristiques des cinq sens. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

49 Cycle des apprentissages fondamentaux Cycle 2 Suite EXTRAITS DES TEXTES OFFICIELS PARTIE - DÉCOUVRIR LE MONDE DANS L EXPOSITION 5 - Les objets et les matériaux Objectifs L'élève est conduit à une première réflexion sur les objets et les matériaux au travers d'activités permettant leur observation, leur utilisation, et mettant en jeu des constructions guidées par le maître. Quelques réalisations techniques élémentaires permettent d'acquérir des compétences spécifiques et des connaissances dans des domaines variés laissés au choix des enseignants. D'une manière générale, on vise : - la découverte de quelques objets, de leurs usages et de leur maniement ; les règles de sécurité qu'ils impliquent ; - des recherches sur l'origine, l'utilisation et le devenir de quelques objets. Avec les objets utilisant l'électricité, on conduit les élèves à adopter un comportement raisonné face aux risques électriques. La découverte de quelques objets et de leurs usages peut être reliée à la réalisation de maquettes et de constructions : c'est l'occasion de mieux distinguer entre les sources d'énergie et les fonctions d'un appareil, d'approcher les caractéristiques et les usages d'un axe, d'une manivelle... Du télégraphe au téléphone : On peut aborder l histoire de ces objets, et leurs usages aux travers des différentes époques. C est aussi l occasion de découvrir l importance des satellites dans notre société actuelle. Maquettes possibles : Télégraphe, téléphone, Compétences devant être acquises en fin de cycle Être capable de : - choisir un outil en fonction de son usage et mener à bien une construction simple ; - construire un circuit électrique simple (sans dérivation) alimenté par des piles ; - identifier des pannes dans des dispositifs simples ; Avoir compris et retenu : - l'existence de règles de sécurité pour l'utilisation des objets, écrites ou symbolisées sur certains d'entre eux - les dangers potentiels présentés par l'électricité domestique 6 - Les technologies de l'information et de la communication (TIC) Objectifs Comme à l'école maternelle, les supports multimédias ont tout à fait leur place au cycle des apprentissages fondamentaux. Ils sont un vecteur fécond de l'information dès lors que l'enseignant guide l'élève dans leurs usages. Certes, l'observation du réel et l'action sur celui-ci sont prioritaires (en particulier pour des enfants qui, à cet âge, peuvent s'enfermer dans les univers virtuels des jeux informatiques). Toutefois, les technologies de l'information et de la communication sont des instruments efficaces du travail intellectuel et permettent des représentations de la réalité d'aussi grande qualité que le document imprimé. Elles sont donc comme un complément nécessaire de l'observation directe chaque fois qu'il faut travailler sur des documents ou confronter les résultats obtenus aux savoirs constitués. Les élèves utilisent Internet sans forcément se représenter le réseau de communication auquel est relié leur ordinateur. C est l occasion de décrire ce qu est Internet. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

50 ECOLE PRIMAIRE : suite Cycle des approfondissements Cycle 3 EXTRAITS DES TEXTES OFFICIELS HISTOIRE DANS L EXPOSITION Objectifs Au cycle 3, à partir d'une approche disciplinaire de l'histoire mieux constituée, le maître aide l'élève à construire une intelligence du temps historique fait de simultanéité et de continuité, d'irréversibilité et de rupture, de courte et de longue durée. Le respect du déroulement chronologique, jalonné par des dates significatives, y est donc essentiel et constitue l'une des bases de l'approche historique Chaque époque a été marquée par quelques personnages majeurs, dans l'ordre politique, mais aussi littéraire, artistique ou scientifique. On n'oubliera pas, pour autant, le rôle de groupes plus anonymes ni celui des femmes, dont on soulignera la faible place dans la vie publique. Ces hommes et ces femmes, comme les événements, sont présentés aux élèves à travers des récits de l'époque. Ces textes, différents des textes de fiction, peuvent ainsi aider les maîtres à "raconter" l'histoire. Ils fournissent aussi la matière d'ateliers de lecture historique.. Compétences devant être acquises en fin de cycle Situer chaque époque et les modes de communication entre les hommes : de l antiquité, à nos jours On peut repérer dans le temps les inventeurs des différents systèmes de communication. Exemples : Les frères Chappe, inventeurs du télégraphe de Chappe Samuel Morse, Inventeur du télégraphe électrique Graham Bell, inventeur du téléphone.. Être capable de : - distinguer les grandes périodes historiques, pouvoir les situer chronologiquement, commencer à connaître pour chacune d'entre elles différentes formes de pouvoir, des groupes sociaux, et quelques productions techniques et artistiques ; - classer des documents selon leur nature, leur date et leur origine ; - savoir utiliser les connaissances historiques en éducation civique et dans les autres enseignements, en particulier dans le domaine artistique ; - consulter une encyclopédie et les pages Internet ; - utiliser à bon escient les temps du passé rencontrés dans les récits historiques. Avoir compris et retenu : - une vingtaine d'événements et leurs dates (voir document d'application) ; - le rôle des personnages et des groupes qui apparaissent dans les divers points forts, ainsi que les faits les plus significatifs, et pouvoir les situer dans leur période ; - le vocabulaire spécifique, pouvoir l'utiliser de façon exacte et appropriée. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

51 Cycle des approfondissements Cycle 3 Suite EXTRAITS DES TEXTES OFFICIELS SCIENCES EXPÉRIMENTALES ET TECHNOLOGIE DANS L EXPOSITION Objectifs L'enseignement des sciences et de la technologie à l'école vise la construction d'une représentation rationnelle de la matière et du vivant par l'observation, puis l'analyse raisonnée de phénomènes qui suscitent la curiosité des élèves. Il prépare ces derniers à s'orienter plus librement dans des sociétés où les objets techniques jouent un rôle majeur et à reconnaître les bienfaits que nous devons à la science. Les compétences et les connaissances sont construites dans le cadre d'une méthode qui permet d'articuler questionnement sur le monde et démarche d'investigation. Cette démarche peut recourir à diverses formes de travail : - recherche sur des documents ; - enquête et visite. 7 - Monde construit par l'homme Du télégraphe à Internet, en passant par le téléphone : On peut aborder l histoire de ces objets, et leurs usages aux travers des différentes époques. C est aussi l occasion de découvrir l importance des satellites dans notre société actuelle. Maquettes possibles : Télégraphe, téléphone L'élève s'initie, dans le cadre d'une réalisation, à la recherche de solutions techniques, au choix et à l'utilisation raisonnée d'objets et de matériaux : - circuits électriques alimentés par des piles : conducteurs et isolants ; quelques montages en série et en dérivation ; - principes élémentaires de sécurité électrique ; - leviers et balances ; équilibres ; - objets mécaniques ; transmission de mouvements. Un processus de réalisation d'objet technique permet à l'élève d'élaborer une démarche d'observation et de recherche. Cette réalisation peut être, pour l'élève, l'occasion de s'approprier quelques notions scientifiques de base. Les élèves utilisent Internet sans forcément se représenter le réseau de communication auquel est relié leur ordinateur. C est l occasion de décrire ce qu est Internet. 8 - Les technologies de l'information et de la communication (TIC) dans les sciences expérimentales et la technologie L'observation du réel et l'action sur celui-ci ont la priorité sur le recours au virtuel. Cette considération n'est pas contradictoire avec l'intérêt des TIC dans le cadre de la recherche documentaire, en complément de l'observation directe ou pour confronter les résultats de l'expérience aux savoirs établis : - chercher, se documenter au moyen d'un produit multimédia (cédérom, dévédérom, site internet, base de données) ; Compétences devant être acquises en fin de cycle Être capable de : - poser des questions précises et cohérentes à propos d'une situation d'observation ou d'expérience, - mettre en relation des données, en faire une représentation schématique et l'interpréter, mettre en relation des observations réalisées en classe et des savoirs que l'on trouve dans une documentation ; - participer à la préparation d'une enquête ou d'une visite en élaborant un protocole d'observation ou un questionnaire ; - rédiger un compte rendu intégrant schéma d'expérience ou dessin d'observation, - les principes élémentaires de fonctionnement de circuits électriques simples. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

52 COLLEGE et SEGPA : Exposition qui peut faire l objet d un projet interdisciplinaire au collège en faisant intervenir les sciences de la vie et de la Terre, les sciences physiques, la technologie et l histoire géographie. Classes Extraits de Textes Officiels Dans l exposition : Les TIC : Toutes les classes Les technologies de l information et de la communication ainsi que le B2i sont intégrés dans les domaines disciplinaires et transversaux des programmes de l enseignement depuis La loi d orientation et de programme pour l avenir de l école du 23 avril 2005 confirme l'importance des TIC dans l enseignement, «la maîtrise des techniques usuelles de l information et de la communication» étant en effet l une des 5 composantes du «socle commun de connaissances et compétences» qu il est indispensable d avoir acquis à la fin de la scolarité obligatoire. Présentation des télécommunications et de l informatique au travers des ordinateurs ; d Internet, et des satellites TECHNOLOGIE Extrait du BO : Classe de 6 ème «L évolution des objets techniques Il s agit de situer un objet technique dans une évolution historique et de faire ainsi apparaître des solutions utilisées à d autres périodes pour répondre à un même besoin. A partir de quelques illustrations simples, choisies principalement dans le domaine des transports, on montrera dès la sixième que le progrès des techniques et les évolutions. Histoire des «machines à communiquer» Compétences - Situer dans le temps les inventions en rapport avec l objet étudié. - Classer chronologiquement des objets ayant la même fonction d usage. - Identifier des principes techniques simples liés à l objet étudié et leur évolution. Bouleversement des télécommunications par l informatique et les satellites (Internet) Moyen Visite de musées des techniques ou de sites adaptés» SCIENCES PHYSIQUES : Classe de 5 Dans le cadre de l étude des circuits électriques en courant continu, les élèves peuvent fabriquer en classe, une maquette d un télégraphe morse. Dans ce cadre, on aborde les notions de : rôle du générateur circuit ouvert/ fermé conducteurs/isolants Histoire des «machines à communiquer» Bouleversement des télécommunications par l informatique et les satellites (Internet) Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

53 COLLEGE et SEGPA : suite. Classes Extraits de Textes Officiels Dans l exposition : HISTOIRE Classes de 5 et 4 Les programmes du cycle central du collège sont consacrés au Moyen Age et aux débuts des temps modernes (en 5 ) puis au XVII e, XVIII e, et XIX e siècles (en 4 ). La circulaire n du 19 juin 1998 donne les o rientations pédagogiques pour les enseignements généraux et professionnels adaptés dans le second degré : «l histoire et la géographie fournissent des cadres et des repères spatiaux, chronologiques et culturels, facilitent la compréhension du monde, la constitution de l identité personnelle et l insertion citoyenne». Cette exposition permet d ajouter sur une frise chronologique la découverte des différentes «machines à communiquer», et ses inventeurs. Cela peut être une approche différente et originale pour les élèves. Le programme de 4 ème avec l étude de l âge industriel peut justifier la visite de l exposition «machine à communiquer» pour montrer les bouleversements des télécommunications par l informatique et les satellites (Internet) SVT : Relations au sein de l organisme Classe de 4ème Le cerveau est un centre nerveux Perception de l environnement et commande du mouvement supposent une communication au sein d un réseau de cellules nerveuses. La cellule nerveuse ou neurone transmet les messages nerveux aux autres cellules en produisant des messagers chimiques au niveau de synapses. Exemple d activité : observation microscopique de neurones Communication chez l homme grâce au système nerveux, au langage et à l audition. Le fonctionnement du système nerveux peut être perturbé dans certaines situations et par la consommation de certaines substances Les récepteurs sensoriels peuvent être gravement altérés par les agressions de l environnement Exemple d activité : observation de microscopie électronique à balayage de cellules auditives en bon état et altérées Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

54 COLLEGE et SEGPA : suite et fin. Classes Extraits de Textes Officiels Dans l exposition SVT : Classe de 3ème Relation à l environnement et activité nerveuse L organisme capte en permanence des informations liées à variations des paramètres physico-chimique de son environnement. L activité des récepteurs sensoriels, dispersés ou groupés en organes des sens, est déclenchée par un stimulus spécifique, provoquant la naissance de message nerveux ; Exemple d activité ; identification des organes des sens. La propagation des messages nerveux vers le cerveau se fait le long de fibres nerveuses en relation avec un récepteur sensoriel ; elles s'élaborent au niveau du cortex cérébral. Elles mettent en jeu des aires cérébrales localisées, où aboutissent et d'où partent les messages nerveux. La perception de l environnement et la commande motrice sont des phénomènes cérébraux. Elles s élaborent au niveau du cortex cérébral. Elles mettent en jeu des aires cérébrales localisées, où aboutissent et d où partent les messages nerveux. Communication chez l homme grâce au système nerveux, au langage et à l audition Exemple d activité : repérage des hémisphères cérébraux et du cortex cérébral sur un encéphale Les organes effecteurs reçoivent des messages venant du cerveau. La propagation des messages nerveux se fait le long de fibres nerveuses en relation avec des aires spécialisées du cortex cérébral. Exemple d activités : observation microscopique de neurones dilacération d un nerf pour identifier les fibres nerveuses. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

55 LYCEE : Classes Extraits de Textes Officiels Dans l exposition : Sciences physiques : Classe de T ale S spécialité BO n 4 du 30 Août 2001 HS Partie C- Produire des signaux, communiquer Exemple d activité : Présentation de divers modes de transmission d informations. Aspect historique et techniques actuelles. Contenu : Les ondes électromagnétiques, support de choix pour transmettre des informations. Bouleversement des télécommunications par l informatique et les satellites (Internet) SVT : Classe de 1 ère ES BO n 7 du 31 août 2000, hors série) Communication nerveuse «La communication nerveuse se manifeste par des combinaison de signaux électriques enregistrables constituant des messages. Ces messages sont rapidement propagés dans un seul sens par des chaînes de neurones, cellules spécialisées connectées entre elles. Les corps cellulaires sont regroupés dans les centres nerveux et les ganglions nerveux. Des fibres nerveuses relient les centres nerveux entre eux et aux organes périphériques. Les neurones communiquent entre eux par des synapses. A leur niveau, l association neurotransmetteur-récepteur assure la transmission des messages. La communication chez l homme : Le système nerveux SVT : (BO n 7 du 31 août 2000 hors série) La représentation visuelle du monde Classe de 1 ère L Les voies visuelles Les messages nerveux véhiculés par les fibres du nerf optique aboutissent à un relais cérébral connecté aux aires du cortex visuel occipital.les fibres du nerf optique communiquent avec le relais cérébral au niveau des synapses par un message chimique. Toute perturbation du fonctionnement des synapses sous l'action de substances chimiques a des conséquences sur le fonctionnement des neurones. Le cerveau : un exemple d'intégration des signaux Le cortex visuel comporte plusieurs aires qui répondent de façon spécifique à des aspects différents du stimulus visuel (couleur, direction du mouvement, reconnaissance des formes). D'autres aires corticales participent à l'élaboration de la perception visuelle (cortex temporal, pariétal...). Les différentes aires du cortex visuel échangent en permanence des informations qui permettent une perception visuelle globale des objets. L'organisation générale du cortex visuel est la même pour tous (déterminisme génétique). Les apprentissages et les expériences acquises sont à l'origine d'une organisation différente des réseaux de neurones corticaux qui fait qu'aucun cerveau ne voit le monde exactement comme un autre. La communication chez l homme : Nature du message nerveux Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /

56 LYCEE : suite Classes Extraits de Textes Officiels Dans l exposition : SVT : Classe de 1 ère S (BO n 7 du 31 août 2000 hors série) Les parts du génotype et de l expérience individuelle dans le fonctionnement du système nerveux Propriétés intégratrices des centres nerveux et le fonctionnement des neurones les potentiels d actions et les messages nerveux «L étude de messages nerveux enregistrés au niveau des fibres nerveuses en différents points du réseau neuronique permet de définir ces messages comme des trains de potentiels d action codés en fréquence. Les messages ou potentiels d action sont des inversions de la polarisation membranaire définie par le potentiel de repos, caractéristique de toute cellule.» La morphogénèse végétale l établissement du phénotype Le développement du végétal est influencé par la répartition des hormones en interaction avec les facteurs de l'environnement La répartition inégale de l'auxine dans les tissus, conséquence d'un éclairement anisotrope, permet une croissance orientée. Les ramifications naturelles ou provoquées sont sous la dépendance d'un changement de répartition des hormones dans le végétal qui conduit à un changement de morphologie. La communication chez l homme : Système nerveux Nature des messages nerveux La totipotence des cellules végétales permet le clonage. Les proportions des différentes hormones (rapport des concentrations d'auxine et de cytokinine) contrôlent l'organogenèse (tige, racines). Documents d accompagnement : La dernière partie de ce chapitre traite de l action des facteurs internes (hormones) et des facteurs externes (environnementaux) sur la morphogenèse. On se place dans deux situations : plante entière et culture in vitro. Sur la plante entière, deux types d interaction sont développées : une interaction entre les hormones de croissance et l intensité lumineuse à l origine de la croissance orientée (phototropisme) ; On montre que sous l action d un éclairement unilatéral, l auxine s accumule par migration latérale du côté le moins éclairé. L élongation différentielle est liée à un mécanisme d redistribution de l auxine à l intérieur des tissus. D autres tropismes, comme le gravi tropisme responsable de la croissance vertical des végétaux peuvent être aussi pris comme exemples dd la répartition inégale des hormones. Dossier pédagogique / Machines à Communiquer / La Turbine CCSTI /