Sève Artificielle pour Végétaux «éternels» ou projet S.A.V.''e'' En résumé Les intérêts de ce projet sont de préserver l'environnement végétal, de comprendre, et d'étudier le fonctionnement des végétaux par l'expérience. La finalité étant de stabiliser des végétaux par de la sève artificielle afin de créer des objets de décorations perpétuels (type tableau végétal) Peut-on obtenir une plante à l'aspect vivant sans la nourrir ni l'entretenir? Pour répondre à cette problématique, le projet se déroule en 4 phases plus ou moins longue (chaque phases faisant intervenir de la démarche scientifique). Premièrement: un travail sur comment des végétaux peuvent pousser pendant l'hiver avec la réalisation d'une serre. Deuxièmement: nous nous sommes interrogé sur comment prouver qu'un végétal est bien vivant avec des expériences sur la respiration, la transpiration et la croissance Troisièmement: Travail sur comment une plante se nourrit (absorption racinaire) et conception de protocoles expérimentaux visant à fabriquer de la sève artificielle et à stabiliser un végétal Quatrièmement: vérifier que nos végétaux sont stabilisés (respiration, transpiration et croissance) et confectionner des tableaux ou autres objets décoratifs Liste des participants : Rio Valentin ; Calvez Maxence ; Crequy Noah ; Delattre Emma ; Mayeux Lorenzo ; Aillet Loïc ; Cornu Lilas ; Delebarre Mathys ; Labadou Maïa ; Merenco Thomas ; Ropp Noémie ; Spédale Noé Intervenants: M Mancini Philippe ; M Lledo Jean-Charles
Partie1: A t-on besoin d'une serre pour faire pousser nos plante? A quoi sert une serre? Problème1: La plante a t-elle besoin de chaleur pour germer? Notre hypothèse est de dire que pour pousser plus vite ou mieux, une plante avait besoin de chaleur Pour vérifier cela une avons mis des graines empotées dans le réfrigérateur et au soleil pendant une semaine. Nous avons observé que la graine soumise au froid n'avais pas poussé contrairement à l'autre. Problème2: La plante a t-elle besoin de lumière pour germer? On s'est demandé ensuite si les plantes avait besoin de lumière pour bien pousser. Nous avons mis des graines germer à la lumière et à l'obscurité. Nous avons vu que les plantes à la lumière étaient vertes et que celles à l'obscurité étaient jaunes (étiolement). Donc pour pousser la plante n'a pas besoin de lumière, par contre si nous voulons qu'elle soit verte il faut l'éclairer. Conclusion Pour qu'une plante pousse bien il lui faut donc de la chaleur et la lumière. Problème 3: A quoi peut nous servir une serre? On s'est demandé si fabriquer une serre apporte à la plante ce qu'elle a besoin pour vivre (lumière et chaleur). Pour le savoir nous avons mesuré les températures à l'air libre et sous différents supports. Les résultats ont été regroupé sous forme de tableau. Résultats des mesures : Matériel expérimental Température à l'air libre Température dans le support Différence de température Plastique rigide 34,1 C 45,5 C 11,4 C Plastique souple 32,5 C 37 C 4,5 C verre 32,9 C 39,3 C 6,4 C Plastique opaque 32,5 C 38,1 C 5,6 C Nous remarquons que la températures est plus élevée sous un support plutôt qu'à l'air libre. Problème 4: Faut-il que notre serre soit opaque ou transparente? Comme nous savons maintenant que la plante pousse mieux à la lumière, nous avons choisi de construire notre serre avec du matériel transparent. Vue que la plante à besoin de chaleur, d'après nos résultats de mesure, nous avons pris la décision que le plastique rigide (plexiglas) était le meilleur des matériaux
Nous avons réfléchi à la construction de la serre ( matériel à utiliser, les mesures effectuées des jardinières à mettre dans la serre, les dimensions de la serre) Nous avons par groupe dessiné une serre à réaliser avec les dimensions mesurées (travail sur papier et sur google sketchup.) hauteur: 19,5cm (coté droit) 15cm (cote gauche) ; longueur: 50,5cm ; largeur: 36cm superficie du plexiglas: L x l = 50,5x36 =1767 cm2 Remarque: nous avons conclus que c'était trop compliqué de construire un toit pointu car nous n'avions pas le matériel nécessaire. Donc nous avons fait un toit plat en plexiglas. Voici notre serre qui a été réalisé par Jean-Charles (la personne qui s'occupe de la maintenance au collège)
Partie2: Comment montrer qu'une plante est un être vivant? D'après notre cours, nous savons qu'une plante est un être vivant c'est à dire qu'elle respire, peut transpirer, se nourrit, grandi, se reproduit et meurt. Pour notre expérimentation nous avons choisi 4 critères parmi cela qui sont transpirer, grandir, respirer et se nourrir. Problème 5: Comment montrer que notre plante grandi? Après avoir planté une graine, tout les jours nous l'avons pris en photo pour voir si celle grandissait. Résultat: La plante que l'on avait mis à germé n'a pas poussé car il y avait trop d' humidité dans la serre (des champignons ont poussé). Nous avons donc demandé à Jean-Charles de faire des trous pour évacuer la condensation. Une fois ce problème résolu, notre graine a germé et on voit bien qu'au cours du temps notre plante a grandit (voir photo ci-dessous) Problème 6: Comment prouver qu'un végétal transpire? Pour résoudre ce problème, on a mis un sac plastique sur de l'herbe à chat et on a allumé des lampes autour du sac plastique. On observe sur le sac plastique de la buée au bout de 15 minutes, donc on a prouvé que les végétaux transpiraient
Expérience réalisée Buée à la surface du sac plastique Observation: Chez l'être humains la transpiration se fait par des pore (petits trous) Problème7: Est-ce que les plantes possèdent des petits trous à la surface de ses feuilles pour transpirer? Pour résoudre ce problème nous avons appris a faire une lame d'observation (montage lame et lamelle) à partir d'une feuille de salade et d'herbe à chat. Puis nous avons observé au microscope voir photo Montage lame - lamelle Observation au microscope de notre observation Remarque: Le résultat n'est pas évident à voir car notre microscope n'est peut être pas assez puissant. Nous aurions du voir des stomates qui sont des structures qui permettent l'évapotranspiration chez les végétaux. Problème 8: Comment montrer qu'une plante respire? Nous avons observé que des petites bulles s'échappaient des feuilles d'une élodée donc c'est qu'elle fabrique du gaz. Nous voulions alors récupérer ce gaz produit par cette plante adaptée à l'eau. Pour cela nous avons pris un bocal avec beaucoup de profondeur (environ 20cm.) Nous l'avons remplie d'eau sur environ ¾ du bocal. Puis nous avons pris un entonnoir sur lequel nous avons posé un tube à essai remplie d'eau. Deux jours plus tard, on s'est aperçu que du gaz produit par la plante avait remplacé l'eau dans le tube à essai (comme le montre le système sur la photo).
Problème 9: Quel gaz la plante rejette t elle? Dans l'air on trouve principalement du dioxygène, du dioxyde de carbone et de l'azote Notre hypothèse est donc que la plante rejette un de ces trois gaz Le professeur de chimie du collège nous a montré comment tester et montrer qu'il y a du dioxygène ou le dioxyde de carbone (l'azote étant difficile à caractériser) - pour le dioxygène: allumette éteinte qui s'enflamme (test de la buchette incandescente) - pour le gaz carbonique (dioxyde de carbones) test à l'eau de chaux (qui se trouble) Après avoir récupéré le gaz qui s'échappe de l'élodée nous avons pratiqué le test de la buchette incandescente qui à fonctionné (mais pas du premier coup!!). On en a conclu que la plante fabrique du dioxygène quand elle est éclairée Remarque: Nous n'avons pas eu le temps de faire le test à l'eau de chaux
Partie3: Comment une plante se nourrit t-elle? Nous avons supposé que les plantes se nourrissent soit par les racines, soit par les feuilles, soit par la tige. Nous avons pris 3 tubes à essais remplis avec la même quantité d'eau 1er tube: plante avec les racines dans l'eau 2ème tube: plante avec la tige dans l'eau sans les racines 3ème tube: plante avec les feuilles dans l'eau Au bout d'une semaine nous avons mesuré la quantité d'eau qu'il restait dans chaque tube. VALEURS INITIALES VALEURS APRES UNE SEMAINE RACINE TIGE FEUILLE MASSE TOTALE 174,9 g 175,3 g 174,6 g MASSE SANS PLANTE 171,6 g 172,1 g 172 g MASSE TOTAL 175,6 g 174,4 g 174,3 g MASSE SANS PLANTE 168,6 g 171,5 g 171,4 g La plante ayant absorbé le plus d'eau est celle qui avait les racines dans l'eau. On en a conclu que les plantes se nourrissaient par les racines Remarque: On voit également que la plante à pris un peu de masse, signe qu'en absorbant de l'eau elle a pu grandir. Problème 10: Comment la nourriture puisée par les racines sous terres peut elle remonter jusqu'aux feuilles? Dans l'expérience précédente nous avons démontrer que l'eau monte par les racines puis par la tige. Nous avons donc supposé qu'il existait une force qui permet à l'eau de monter par la tige On s'était dis que la tige à la forme d'un tuyau donc nous avons conçu une expérience pour voir si l'eau montait toute seul dans un tuyau très fin comme dans la tige.
Pour cela, nous avons pris des bocaux remplis d'eau dans lesquels nous avons plongé des tuyaux de tailles différentes. L'eau montait beaucoup plus dans les tuyaux fin que les tuyaux épais et toute seul. Problème 11: Quel est la force qui fait monter l'eau dans le tuyau? Pour expliquer cette force notre professeur de physique nous à proposé de réaliser l'expérience suivante (voir schéma) Il nous a expliqué que l'eau possédait des molécules capable d'adhérer à la paroi du tube ce qui lui permettait de monter dans le tube contre la gravité. Cette force s'appelle la capillarité qui est la tendance d'un liquide à remonter vers le sommet d'un tube très fin. Problème 12: Y a-t-il des tuyaux dans les végétaux qui permettraient la capillarité? Pour vérifier notre hypothèse Nous avons utilisé du céleri que nous avons plongé par les racines dans de l'eau coloré en bleu Une semaine plus tard nous l'avons observé et nous avons constaté que la plante a été coloré en bleu des racines jusqu'aux feuilles. En faisant une coupe transversale de la tige du céleri, on s'est aperçu que des tubes fins se sont colorés en bleu par le phénomène de la capillarité. Nous avons vu des photos vu au microscope de coupe transversale de tige de fougère. Nous avons observé des structures de phloème et xylème puis nous avons calculé le diamètre de ces structures qui est de 0,25 mm Conclusion: Il existe donc des structures en forme de tuyaux très fin dans les plantes qui permettent à l'eau et aux sels minéraux, une fois absorbée par les poils absorbants des racines, de remonter jusqu'aux feuilles. L'eau et les sels minéraux constituent la sève des végétaux (voir schéma)
Schéma des tuyaux présent dans la tige d'une plante L'eau est puisée par les racines et remonte jusqu'au feuille par la capilarité Partie 4: Comment stabiliser une plante? Pour répondre à notre question, notre hypothèse était qu'il fallait remplacer la sève des plantes. Nous avons recherché sur internet et on s'est aperçu qu'il y avait un brevet (EP0741968A2) qui expliquait cela. Nous avons donc testé ce protocole expérimental en utilisant les ingrédients dans les proportions indiquées. Pour fabriquer de la sève artificielle il faut: 70% d'eau 30% de glycérine du colorant alimentaire vert du chlorure de sodium (sel): environs 2,5 g / litre Pour faire notre mélange nous avons utiliser une éprouvette graduer de 100ml. Sois des volumes d'eau de 70ml et de glycérine 30ml et une quantité de sel de 0,025 g. Nous avons fais baigner notre lierre dans cette sève artificielle pendant une semaine, puis après l'avoir laisser à l'air libre pendant une autre semaine, nous avons remarquer que la plante n'était pas flétrie mais qu'elle avait mauvaise mine quand même. Nous avons voulu amélioré notre protocole afin de réussir notre objectif. Pour cela, on s'est demandé comment faire en sorte que notre plante puise plus de sève artificielle. On est parti sur se que l'on connaissons de nous, c'est à dire que pour consommer plus d'eau l'homme à besoin de transpirer ou d'être déshydraté. Cette hypothèse nous a conduit à la conclusion qu'il fallait assoiffer notre plante. Pour cela nous avons laissé notre petit lierre sans eau pendant un jour (avec de la lumière), puis nous avons recommencé l'expérience.
Le résultat le voici: Avec sève artificielle Sans sève artificielle Les élèves du club science sont content de vous annoncer que nous avons réussis à obtenir une plante à l'aspect vivant sans la nourrir ni l'entretenir En conclusion, nous avons atteint notre objectif. Nous devons vérifier maintenant si la plante est vivante en les testant avec les expériences de la partie 2 et 3 (transpire, se nourrit, grandit). Nous allons attendre pour voir combien de temps la plante reste dans cet état. Notre projet pour plus la fin de l'année est de construire des objets décoratifs types tableaux végétales avec nos plantes stabilisés. Nous malheureusement pas trouvé d'entreprise pouvant nous aider dans notre démarche scientifique mais des contacts avec l'entreprise Botanic nous laisse l'espoir de pouvoir avoir un sponsor. Nous vous remercions chères lectrices et chers lecteurs scientifiques de votre attention