LES ATELIERS SCIENCES OUVERTES, QU’EST CE QUE C’EST ? Ces ateliers sont destinés aux élèves du primaire et du secondaire accompagnés de leur enseignant. Ils offrent l’opportunité d'observer et de manipuler des expériences réalisées avec du matériel spécialisé dédié à la formation des étudiants ou à la recherche. Ils sont également l’occasion de découvrir le milieu universitaire, en s'installant dans les salles de cours des étudiants, et en rencontrant des enseignants du supérieur et/ou des chercheurs, tout en se familiarisant avec la démarche scientifique. Chaque accueil se fait sur une demi-journée, pendant laquelle alternent manipulations, miniconférences, présentations d’expériences, ...

INFORMATIONS PRATIQUES Les Ateliers Sciences Ouvertes se déroulent sur le campus universitaire de Saint-Martin-d’Hères, au sein de laboratoires d’enseignement expérimental et de recherche. Les accueils de classes se déroulent tout au long de l’année scolaire. Si vous êtes intéressé(e) remplissez le formulaire d’inscription. N'hésitez pas à contacter la coordinatrice pour toute question ou demande particulière.

ATELIERS PROPOSÉS On présente ci-dessous des exemples d'ateliers régulièrement proposés. Si vous venez avec une classe, on vous proposera sans doute plusieurs ateliers successifs, de façon à profiter de petits effectifs : vos élèves pourront par exemple être séparés en 2 groupes, chacun d'une quinzaine d'élèves maximum, qui feront les ateliers 1 et 2 dans l'ordre 1 - 2 ou 2 - 1. Vous pouvez choisir parmi les ateliers ci-dessous, qui peuvent chacun durer typiquement entre 30 min et 1h30, nous vous dirons si nos contraintes permettent de satisfaire vos choix. Sinon laissez-vous guider : nous vous ferons une proposition tenant compte du niveau scolaire de vos élèves, du programme que vous avez traité avec eux, ...

LUMIÈRE ET COULEURS (primaires, collèges et lycées) Comment explique-t-on la couleur des objets ? Pourquoi obtient-on une nouvelle couleur en en mélangeant deux ? Pourquoi le résultat de ce mélange n’est pas le même suivant qu’on utilise de la peinture ou de la lumière ? Le blanc et le noir sont-ils des couleurs au même titre que les autres ? Au moyen d’ateliers ludiques suivis de discussions de synthèse en groupe, les enfants établissent les règles de mélange des couleurs puis utilisent des lunettes « spectroscope » pour décortiquer la lumière et comprendre les règles établies. Ils peuvent finir en réalisant des toupies colorées pour répondre à la question : sur une toupie, les couleurs se mélangent-elles comme la peinture ou comme la lumière ?
Cet atelier peut être décliné en différentes versions suivant le niveau scolaire des visiteurs. Avec les plus grands on peut discuter des différentes technologies de lampes pour l’éclairage (halogène, « néon », LED, …), des origines des couleurs des bulles de savon ou du bleu du ciel, de ce qu’est la fluorescence. À travers diverses expériences, on découvre la richesse du thème de la couleur, on tente des explications, on entrevoit la notion d’énergie et d’onde, on découvre comment les scientifiques utilisent la couleur pour obtenir des informations sur la matière. Pour en savoir +

INFRAROUGE ET CHALEUR (à partir du CM1 ; durée 1h pour 15 élèves) Démonstration de l'expérience historique d'Herschel (1800) de mise en évidence de cette lumière invisible, discussion de son lien avec la chaleur. Lien entre température d'un corps et rayonnement. Absorption par l'atmosphère et réchauffement climatique. Images thermographiques. Avec les plus grands on pourra aborder le lien entre les types de molécules et les gammes d'absorption, par de petits modèles mécaniques mettant en évidence le lien entre fréquences propres d'oscillation et résonance.

SÉISME ET CONSTRUCTION (primaires, collèges et lycées ; durée 1h30 pour 12 élèves) Quels sont les effets des séismes sur les constructions ? En soumettant différentes structures "modèle réduit" à des vibrations forcées par une table vibrante, l’effet dévastateur ou non du séisme est illustré en fonction de la forme de la structure ou de la construction. Au cours de cet atelier, des simulations numériques sont également montrées.

​HOLOGRAPHIE (collèges et lycées) En partant de la photographie et en passant par le cinéma 3D, on découvre ce qu’a de si particulier un hologramme : il permet réellement de restituer l’image tridimensionnelle d’un objet. On présente un montage optique avec un laser permettant de réaliser ce type d’enregistrement. Les élèves observent quelques exemples d’hologrammes enregistrés à l’Université par des étudiants. On pourra aussi éventuellement en enregistrer un en direct. Cette activité peut être l’occasion de discuter des différents modèles de la lumière : du rayon qui permet de comprendre la formation des images simples, aux ondes qui permettent par interférences et diffraction de mémoriser le relief d’un objet. Pour en savoir +

ATELIER FLUIDES COMPLEXES (primaires, collèges et lycées) Les fluides complexes, ces liquides qui se comportent parfois comme des solides, baignent notre quotidien, de l’alimentation aux cosmétiques, en passant par les fluides biologiques ou industriels. Quel éventail de propriétés et de comportements remarquables rencontre-t-on dans ces fluides et comment découlent-elles de leur composition et de leur structure microscopique ? À travers quelques expériences visuelles et tactiles, le public est invité à développer son sens de l’investigation pour mettre en évidence et expliquer les propriétés dites « non newtoniennes » de ces fluides.

​NATURE DE LA LUMIÈRE (collèges et lycées) Qu’est-ce que la lumière : rayon ? onde ? particule ? Qu’est ce qui différencie un laser d’une autre source de lumière ? Comment connait-on sa fréquence de vibration ? Les élèves comprendront que certaines choses connues aujourd’hui ont mis du temps à être admises par les scientifiques, que si certaines choses ne sont encore aujourd’hui pas mesurables de façon directe, il faut trouver des moyens détournés. Ils expérimenteront les interférences et sa modélisation, avec des connaissances géométriques accessibles dès le collège, feront des calculs d’ordre de grandeur.

LA FORÊT : UN REMPART CONTRE LES RISQUES NATURELS ? (primaires, collèges et lycées) Utiliser les arbres et les plantes pour se protéger des risques naturels, ce n’est ni fictif, ni futuriste. Chaque année, en montagne, des rochers se détachent des falaises, causant des dégâts matériels et parfois des morts dans les vallées. Au centre INRAE de Grenoble, des études en ingénierie écologiques sont mises en place pour étudier et optimiser le rôle protecteur des forêts vis à vis de cet aléa. Quoi de mieux pour étudier l’effet pare-bloc des arbres que de mener des essais en grandeur réelle en jetant de vrais rochers sur un versant boisé ? Depuis 2003, les chercheurs ont la chance de pouvoir réaliser de telles expérimentations sur un site mis à disposition par la commune de Vaujany pour tester la fonction de rempart jouée par la forêt, pour trouver les essences les plus «protectrices», le diamètre de fût à privilégier... et tester différents ouvrages de génie biologique (filets, merlons...) dans la prévention des risques naturels.

​CAMERA OBSCURA (primaires et collèges) Expérimenter le principe fondateur de la photographie, en s’immergeant au cœur d’une Camera Obscura géante. Ancêtre de l’appareil photo, la Camera Obscura est une invention datant du Xe siècle, qui a été décrite par Léonard de Vinci et aurait été utilisée par Vermeer pour peindre une partie de son œuvre. Le sténopé est un dispositif optique très simple (un petit trou !) permettant d’obtenir un appareil photographique dérivé de la camera obscura. Comprendre le rôle de la lumière dans la reproduction du réel sur un écran ou sur du papier sensible, observer l’influence de différents paramètres sur la qualité de l’image, tel est l’objectif de l’installation. On verra aussi quel est l'apport de la lentille. Au cours de cet atelier, le public pourra éventuellement aussi apprendre à développer une photographie en noir et blanc sans appareil photo, avec une simple boite munie d’un sténopé. Il renouera avec les gestes et les odeurs connues des photographes traditionnels d’il y a 30 ans.

​ONDES (collèges et lycées) On propose aux élèves de se mettre dans la situation d'étudiants de deuxième année de Licence et de faire un TP sur les ondes mécaniques et acoustiques, voir des phénomènes de résonance, comprendre le fonctionnement des instruments de musique, à corde et à vent.

​VOIR L’INVISIBLE (lycées) Le contraste de phase est une technique de filtrage optique qui repose sur la diffraction de la lumière. Ce filtrage permet de faire apparaitre dans une image des phénomènes habituellement invisibles, par exemple des turbulences dans un gaz, une inhomogénéité de concentration ou de température dans de l’eau, le passage d’une onde sonore … Cette méthode a été longtemps utilisée en aéronautique pour analyser les écoulements de fluides dans le cadre d’expériences réalisées en soufflerie et améliorer ainsi l’aérodynamisme des appareils.

​TÉLÉCOMMUNICATION OPTIQUE (collèges et lycées) De plus en plus d’informations (TV, internet, …) sont transportées via un faisceau lumineux se propageant dans des fibres optiques. Le signal est transcrit sur la lumière en modulant son intensité ; la réception du signal nécessite une démodulation de l’intensité reçue. Dans la démonstration proposée, on mettra en évidence le principe de ce transport d’information en utilisant un faisceau laser se propageant dans l’air ou dans une fibre optique. On transportera un signal sonore (émission de radio) mais cela peut aussi concerner d’autres informations, analogiques ou numériques.

​ÉMISSION, ABSORPTION, FLUORESCENCE ; ANALYSE SPECTROSCOPIQUE DE L’AIR (collèges et lycées) Principe de l’analyse d’un rayonnement lumineux par dispersion de ses différentes composantes spectrales, par réfraction (comme dans un prisme ou un arc-en-ciel) ou par diffraction (comme sur la surface d’un CD). Utilisation d’un spectromètre de laboratoire. Perception de la couleur de différents systèmes d’éclairage (lampe halogène, tube fluo, LED, soleil, …) en relation avec leur spectre. Les couleurs qu’on ne voit pas mais qu’on peut détecter : infra-rouge et ultra-violet. Absorption et fluorescence de substances colorées. Couleur de l’air, ozone et dioxyde de carbone.

CHAUD ET FROID (primaires et collèges) Par des expériences simples, les élèves réfléchissent à la notion de température et de chaleur : que signifie la constatation "c'est chaud" quand on touche un objet ? Est-ce vraiment la température de l'objet qu'on évalue, ou plutôt sa capacité à nous prélever de la chaleur ? Aussi pour les gaz ils réfléchissent au lien entre température, pression, volume. Ils peuvent constater des changements de l'état de la matière quand elle refroidit : passages d’un gaz à un liquide, d’un liquide à un solide, d’un solide mou à un solide dur. Comprendre pourquoi un glaçon est très efficace pour refroidir une boisson, ou pourquoi on transpire quand il fait très chaud. On pourra éventuellement découvrir les très basses températures avec de l’azote liquide, voir comment on peut s'en servir pour liquéfier le dioxygène de l'air ambiant.

​LA LUMIÈRE ET SES RAYONS (primaires) Découvrir que la lumière se propage souvent en ligne droite, ou disparaître lorsqu’elle rencontre un objet, ce qui crée les ombres. Maîtriser le trajet de la lumière au moyen de miroirs. Voir que la lumière est déviée dans un changement de milieu. Comprendre pourquoi la profondeur de l’eau dans la piscine semble moins grande qu’elle n’est. Comprendre comment et pourquoi une loupe au soleil peut enflammer un papier noir mais pas un papier blanc : la lumière est aussi de l'énergie, celle qui sert à chauffer de l'eau dans les panneaux solaires thermiques ou fournir de l'électricité dans les panneaux solaires photovoltaïque.