Différences entre les pages « Le jet d'eau parfait » et « Pomme de pin: ouverture et fermeture »

 
 
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{{Tuto Details
 
{{Tuto Details
|Main_Picture=Le_jet_d_eau_parfait_IMG_5932_5.jpeg
+
|Main_Picture=Pomme_de_pin-_ouverture_et_fermeture_20210324_142319_1_.jpg
|Main_Picture_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":0,"top":-0.04,"width":828,"height":1347,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.72,"scaleY":0.72,"angle":0,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/8/82/Le_jet_d_eau_parfait_IMG_5932_5.jpeg","filters":[]}],"height":976,"width":600}
 
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
|Description=Fabrique toi même un jet d'eau parfait, immobile et sans éclaboussures !
+
|Description=Grâce à cette expérience découvrez comment fonctionnent les pommes de pin !
|Disciplines scientifiques=Chemistry, Physics
+
|Disciplines scientifiques=Life Sciences
|Difficulty=Technical
+
|Difficulty=Easy
 
|Duration=10
 
|Duration=10
 
|Duration-type=minute(s)
 
|Duration-type=minute(s)
|Tags=Eau, Ballon, écoulement, extérieur
+
|Tags=reproduction, plante, humidité, pomme de pin, graines
 +
}}
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{{Introduction
 +
|Introduction=Avez-vous déjà observé les pommes de pin (structure emblématique des conifères) à la cime des arbres en vous demandant comment les graines qu'elles contiennent arrivent-elles à se disperser dans l'air malgré leur écrin ligneux?
 +
 
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Tentons maintenant de déterminer les conditions environnementales permettant l'ouverture de ces dernières.
 
}}
 
}}
{{Introduction}}
 
 
{{Materials
 
{{Materials
 
|ItemList={{ItemList
 
|ItemList={{ItemList
|Item=Ballon de baudruche
+
|Item=Pomme de pin
 
}}{{ItemList
 
}}{{ItemList
|Item=Ruban adhésif
+
|Item=Eau
 
}}{{ItemList
 
}}{{ItemList
|Item=Cutter
+
|Item=Verre
}}{{ItemList}}{{ItemList
 
|Item=Paire de ciseaux
 
 
}}
 
}}
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Réunir le matériel
+
|Step_Title=Rassemblez le matériel
|Step_Content=*Une paire de ciseaux
+
|Step_Content=Préparez 2 récipients remplies respectivement d'eau chaude et d'eau froide. Annotez les soigneusement. (Attention aux brûlures)
*Du ruban adhésif (idéalement assez épais)
+
 
*Un cutter
 
*Un ballon de baudruche
 
|Step_Picture_00=Le_jet_d_eau_parfait_IMG_5561.JPG
 
}}
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Remplir d'eau le ballon de baudruche
 
|Step_Content=Placer le ballon sous le robinet et le remplir d'eau en le maintenant pour éviter les éclaboussures. Ensuite, le fermer en faisant un noeud.
 
|Step_Picture_00=Le_jet_d_eau_parfait_IMG_5810-preview.JPG
 
|Step_Picture_01=Le_jet_d_eau_parfait_IMG_5811-preview.JPG
 
}}
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Placer le ruban adhésif sur le ballon de baudruche
 
|Step_Content=Sécher le ballon avec une serviette et coller 4 morceaux de ruban adhésif de façon à laisser libre un petit carré d'1 cm de côté.
 
  
 +
Récoltez 3 pommes de pins: une témoin et les 2 autres pour l'expérience.
  
Si vous utilisez un ruban adhésif moins fort, mieux vaut coller deux morceaux par côté.
+
<br />
|Step_Picture_00=Le_jet_d_eau_parfait_IMG_5800-preview.JPG
+
|Step_Picture_00=Pomme_de_pin-_ouverture_et_fermeture_20210324_142952_1_.jpg
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Percer le ballon de baudruche
+
|Step_Title=Plongez dans l'eau
|Step_Content=Stabiliser ensuite le ballon en le tenant par le noeud. Avec un cutter, faire un trou dans le petit carré de ruban adhésif.
+
|Step_Content=Plongez une pomme de pin par récipient en prenant soin de laisser une pomme de pin témoin.
 
+
|Step_Picture_00=Pomme_de_pin-_ouverture_et_fermeture_20210324_143053_1_.jpg
{{Idea|Attention au risque d'explosion ! (Mieux vaut réaliser cette expérience à l'extérieur ou dans la douche/baignoire).}}
 
 
 
<br />
 
|Step_Picture_00=Le_jet_d_eau_parfait_IMG_5930.jpeg
 
|Step_Picture_00_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":-7,"top":-420,"width":828,"height":1792,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.72,"scaleY":0.72,"angle":0,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/c/c7/Le_jet_d_eau_parfait_IMG_5930.jpeg","filters":[]}],"height":600,"width":600}
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Observations
+
|Step_Title=Il est temps de remonter
|Step_Content=Avec un trou central plus grand, le jet sera plus large, mais le ballon se videra plus rapidement.
+
|Step_Content=Sortez les pommes de pins des récipients et commencer les observations au bout de 10 minutes et/ou de 2 heures.
 
+
|Step_Picture_00=Pomme_de_pin-_ouverture_et_fermeture_20210324_153407_1_.jpg
 
+
|Step_Picture_01=Pomme_de_pin-_ouverture_et_fermeture_20210324_153418_1_.jpg
Observez comment la structure de l'écoulement évolue le long du jet.
+
|Step_Picture_02=Pomme_de_pin-_ouverture_et_fermeture_20210324_153415_1_.jpg
|Step_Picture_00=Le_jet_d_eau_parfait_IMG_5932_2.jpeg
 
|Step_Picture_01=Le_jet_d_eau_parfait_IMG_5934_2.jpeg
 
|Step_Picture_01_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":3,"top":37,"width":827,"height":1182,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.73,"scaleY":0.73,"angle":0,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/f/fd/Le_jet_d_eau_parfait_IMG_5934_2.jpeg","filters":[]}],"height":858.2474226804123,"width":600}
 
 
}}
 
}}
 
{{Notes
 
{{Notes
|Observations=<u>'''On observe 2 comportements distincts dans le jet d'eau :'''</u>
+
|Observations=Au bout de 10 minutes, la pomme de pin dans l'eau chaude s'est refermée , tandis que la pomme de pin dans l'eau froide n'a pas vécu beaucoup de changements.
 
 
 
 
Au  début du jet, l'eau est figée et uniforme, elle ne bouge pas.
 
 
 
À la fin du jet, on observe un jet d'eau classique avec des turbulences, et des gouttes qui vont dans tous les sens.
 
|Avertissement=<u>'''L'expérience pourrait être compromise dans le cas où :'''</u>
 
  
 +
Au bout de 2 heures , les deux pommes de pins sont refermées .
 +
|Avertissement=C'est expérience ne fonctionnera pas sur toute les sortes de pomme de pins.  Veillez à tester avant si l'espèce se présentera à l'expérimentation car certaines demandent un niveau de chaleur beaucoup plus élevé.
 +
|Explanations=Un pin a besoin à la fois de chaleur sèche et d'humidité  en alternance pour pouvoir laisser tomber dans un premier temps ses graines puis pour les faire germer.
  
Le ballon n'est pas assez rempli d'eau : l'eau n'aura suffisamment voir pas du tout le temps de se stabiliser à la sortie et de créer un écoulement laminaire.
+
L'eau chaude étant une représentation  des pluies d'été, les pommes de pins se referment rapidement pour protéger de la moisissures ses graines. Au contraire lors des pluies d'hiver (l'eau froide de l'expérience) , n'ayant plus de graines à protéger, la pomme de pin n'a pas utilité à se refermer rapidement.
 +
|Deepen=Les macrosporophylles se rétractent avec l'humidité pour protéger les ovules ou graines d'une température trop basse ou de l'attaque de certains champignons (mycètes). L'ouverture en période plus sèche et plus chaude permettra plus aisément la dispersion des graines et leur germination.
  
Un autre ustensile (couteau, ciseau, aiguille) que le cutter est utilisé.
+
L'observation détaillée de la structure d'une pomme de pin (strobile) montre la présence d'écailles ; sur le dessus de ces dernières, il y a 2 graines par écailles.  
  
Le carré de ruban adhésif est trop petit ou trop grand. Il est important de respecter 1 cm de côté et de bien faire la forme d'un carré (et non un rectangle).
+
Une écaille est constituée de 3 zones hiérarchiques et complexe:  la charnière, le corps et l'apophyse ainsi que de multiples tissus ligneux tels que les fibres de sclérenchyme et de sclérides organisé asymétriquement. C'est pour cela qu'une écaille est dite sclérisée.
  
<br />
+
Les tissus, confrontés à l'humidité de part leur architecture hiérarchique réalisent un moment fléchissant. En effet, les macrosporophylles (écailles) sont pourvus d'une double courbure dont un point de bifurcation à une humidité relative d’environ 30%.
|Explanations=On pourrait croire que l'eau est figée ou glacée, mais non, il y a bien un écoulement d'eau sauf qu'il est parfait. Le ruban adhésif fait en sorte que l'eau est forcée de sortir par le petit trou. Dans le jet, lorsqu'on est proche du trou, l'eau s'écoule de façon uniforme, et le jet ne change pas d'aspect. Cela s'explique par le fait que le ruban adhésif permet que l'eau se dirige dans un seul sens, et le cutter permet de faire une ouverture suffisamment fine et nette dans le ballon de baudruche, pour ne pas créer de frottements. L'eau va sortir à une certaine vitesse, car la pression issue de l'eau dans le ballon, au début du jet sera assez forte, pour que l'eau se stabilise sur quelques centimètres.  
 
  
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''(NDLR: Manque un schéma et une simplification de toute cette partie?)''
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|Applications=Cas similaire pour le péristome des mousses, cela traduit leurs aspects lors des sécheresses.
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|Related=[[A quoi servent les fleurs]]
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|Objectives=*Découvrir la notion de reproduction d'un végétal du quotidien
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*Découvrir à quoi sert la structure de la pomme de pin
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*Découvrir quelques notions de résistance d'un végétal à des facteurs de stress
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|Animation=Une mise en scène possible serait d'accompagner cette expérience d'une sortie nature.
  
On appelle ce phénomène un '''écoulement laminaire.''' Les jets d'eau que nous avons l'habitude de voir sont turbulents, c'est-à-dire que les molécules d'eau partent un peu dans toutes les directions. Dans le cas d'un écoulement laminaire, le fluide s'écoule dans la même direction. Après quelques centimètres, l'écoulement perd son caractère laminaire pour devenir turbulent. Il se sépare en petites gouttes.
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(NDLR:...Et encore ?)
|Deepen={{#annotatedImageLight:Fichier:Le jet deau parfait IMG 5936 2.jpg|0=1094px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|alt=Flèches qui se dirigent dans tous les sens|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/4/48/Le_jet_deau_parfait_IMG_5936_2.jpg|href=./Fichier:Le jet deau parfait IMG 5936 2.jpg|resource=./Fichier:Le jet deau parfait IMG 5936 2.jpg|caption=Image 2|size=1094px}}{{#annotatedImageLight:Fichier:Le jet deau parfait IMG 5935 2.jpg|0=1094px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|alt=Flèches qui ne se dirigent pas dans le même sens|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/b/b9/Le_jet_deau_parfait_IMG_5935_2.jpg|href=./Fichier:Le jet deau parfait IMG 5935 2.jpg|resource=./Fichier:Le jet deau parfait IMG 5935 2.jpg|caption=Image 2|size=1094px}}
+
|Notes=[https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01623672/document -publication scientifique  "Compréhension des mécanismes d’actionneur des pommes de pin pour améliorer les performances des biocomposites hygromorphes" par Antoine Le Duigou, Johnny Beaugrand et Mickael Castro du 25 octobre 2017.]
  
 
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[http://academienature.fr/ouverturefermeture-dune-pomme-de-pin/ -<nowiki>http://academienature.fr/ouverturefermeture-dune-pomme-de-pin/</nowiki>]
 
 
<u>'''Pour expliquer ce phénomène :'''</u> Deux schémas représentant les deux comportements de l'eau observés pendant l'expérience.                                                              
 
 
 
*Dans le premier schéma, on voit que les flèches qui représentent le mouvement des molécules qui compose l'eau se dirigent toutes dans le même sens. C'est le cas dans la première image de l'étape 4 : le jet d'eau parait figé et le molécules d'eau se dirigent dans le même sens.
 
*Dans le second schéma, on voit que les flèches se dirigent dans des sens différents. C'est le cas dans la seconde image de l'étape 4 : le jet d'eau n'est plus figé et parfait, les gouttelettes vont dans tous les sens. Il y a des turbulences.<br />
 
|Applications=On a déjà pu rencontrer ce phénomène dans la vie de tous les jours, par exemple les jets d'eau laminaire sont souvent utilisés lors de spectacles aquatiques (piscine, fontaine).
 
|Related=Cette expérience met en évidence une des propriétés de l'eau.
 
 
 
Vous pourrez consulter l'expérience de la [[Fabrication de pluie dans un bocal]] qui vous fera découvrir un changement d'état de l'eau.
 
|Objectives=*Comprendre le concept d'écoulement laminaire ou turbulent
 
|Animation=Une mise en scène est possible en demandant aux enfants de remplir les ballons de baudruches d'eau, comme ils peuvent avoir l'habitude de faire pour préparer leur bombes à eau. Puis leur expliquer ensuite, que cette fois-ci les bombes à eau serviront à identifier un phénomène.
 
 
 
<br />
 
|Notes=* https://www.youtube.com/watch?v=rscpnV5DBSo
 
* https://www.tiktok.com/@docnozman/video/6919527225763089666?_d=secCgYIASAHKAESMgowaTVmHoQHPmoZgEcBTT8MPEeWMWZ7pv0tiyRATwHZXaKepPAyQI2ZAwBDGSzCJoIqGgA%3D&language=fr&preview_pb=0&sec_user_id=MS4wLjABAAAAjI729sX3I4ffhEa-02Mlgo4pmAQ6arZQmUHxkb-8m_3R7llqxNrHmxpUH6iKq99j&share_item_id=6919527225763089666&share_link_id=7CB08AEB-043F-42A4-BC65-A04268636FD7&timestamp=1616949791&tt_from=copy&u_code=d4283920d3i5jf&user_id=6642374349658931206&utm_campaign=client_share&utm_medium=ios&utm_source=copy&source=h5_m
 
 
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Version du 1 avril 2021 à 16:57

Auteur avatarAm.fln | Dernière modification 3/04/2021 par Am.fln

Pomme de pin- ouverture et fermeture 20210324 142319 1 .jpg

Introduction

Avez-vous déjà observé les pommes de pin (structure emblématique des conifères) à la cime des arbres en vous demandant comment les graines qu'elles contiennent arrivent-elles à se disperser dans l'air malgré leur écrin ligneux?

Tentons maintenant de déterminer les conditions environnementales permettant l'ouverture de ces dernières.

Étape 1 - Rassemblez le matériel

Préparez 2 récipients remplies respectivement d'eau chaude et d'eau froide. Annotez les soigneusement. (Attention aux brûlures)


Récoltez 3 pommes de pins: une témoin et les 2 autres pour l'expérience.





Étape 2 - Plongez dans l'eau

Plongez une pomme de pin par récipient en prenant soin de laisser une pomme de pin témoin.




Étape 3 - Il est temps de remonter

Sortez les pommes de pins des récipients et commencer les observations au bout de 10 minutes et/ou de 2 heures.


Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Au bout de 10 minutes, la pomme de pin dans l'eau chaude s'est refermée , tandis que la pomme de pin dans l'eau froide n'a pas vécu beaucoup de changements.

Au bout de 2 heures , les deux pommes de pins sont refermées .

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

C'est expérience ne fonctionnera pas sur toute les sortes de pomme de pins. Veillez à tester avant si l'espèce se présentera à l'expérimentation car certaines demandent un niveau de chaleur beaucoup plus élevé.

Explications

Un pin a besoin à la fois de chaleur sèche et d'humidité en alternance pour pouvoir laisser tomber dans un premier temps ses graines puis pour les faire germer.

L'eau chaude étant une représentation des pluies d'été, les pommes de pins se referment rapidement pour protéger de la moisissures ses graines. Au contraire lors des pluies d'hiver (l'eau froide de l'expérience) , n'ayant plus de graines à protéger, la pomme de pin n'a pas utilité à se refermer rapidement.

Plus d'explications

Les macrosporophylles se rétractent avec l'humidité pour protéger les ovules ou graines d'une température trop basse ou de l'attaque de certains champignons (mycètes). L'ouverture en période plus sèche et plus chaude permettra plus aisément la dispersion des graines et leur germination.

L'observation détaillée de la structure d'une pomme de pin (strobile) montre la présence d'écailles ; sur le dessus de ces dernières, il y a 2 graines par écailles.

Une écaille est constituée de 3 zones hiérarchiques et complexe: la charnière, le corps et l'apophyse ainsi que de multiples tissus ligneux tels que les fibres de sclérenchyme et de sclérides organisé asymétriquement. C'est pour cela qu'une écaille est dite sclérisée.

Les tissus, confrontés à l'humidité de part leur architecture hiérarchique réalisent un moment fléchissant. En effet, les macrosporophylles (écailles) sont pourvus d'une double courbure dont un point de bifurcation à une humidité relative d’environ 30%.

(NDLR: Manque un schéma et une simplification de toute cette partie?)

Applications : dans la vie de tous les jours

Cas similaire pour le péristome des mousses, cela traduit leurs aspects lors des sécheresses.

Vous aimerez aussi

A quoi servent les fleurs

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

  • Découvrir la notion de reproduction d'un végétal du quotidien
  • Découvrir à quoi sert la structure de la pomme de pin
  • Découvrir quelques notions de résistance d'un végétal à des facteurs de stress

Pistes pour animer l'expérience

Une mise en scène possible serait d'accompagner cette expérience d'une sortie nature.

(NDLR:...Et encore ?)

Sources et ressources

-publication scientifique "Compréhension des mécanismes d’actionneur des pommes de pin pour améliorer les performances des biocomposites hygromorphes" par Antoine Le Duigou, Johnny Beaugrand et Mickael Castro du 25 octobre 2017.

-http://academienature.fr/ouverturefermeture-dune-pomme-de-pin/

Dernière modification 3/04/2021 par user:Am.fln.

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