Trouvez, testez et comparez des solutions pour limiter les îlots de chaleur en milieu urbain !
Difficulté
Facile
Durée
2 heure(s)
Disciplines scientifiques
Physique
Introduction
Sous l'effet du réchauffement global de la planète, la température en milieu urbain augmente encore plus qu’à la campagne par le phénomène d’îlots de chaleur. La chaleur emmagasinée dans la journée par les surfaces imperméables et les bâtimentsurbains est tellement importante que l’air ambiant se refroidira moins la nuit.
Avec ce défi simple et ludique , les participants pourront imaginer et tester des solutions pour s'adapter ou limiter ces phénomènes. Ce défi permet aussi de réfléchir et débattre ensemble sur les avantages et inconvénients de différentes stratégies de gestion des aménagements des villes dans la vie réelle.- Matériel et outils
Glaçon 
Les propriétés physiques de l'eau font qu'elle est l'une des seules matières qui se dilate en gelant. Ainsi, le volume occupé par un glaçon est plus grand que le volume de la même quantité d'eau à l'état liquide.
Carton 
Le terme carton désigne certains types de papiers généralement caractérisés par une rigidité, une épaisseur et/ou un grammage relativement élevés ; cependant, la distinction peut être faite en fonction des caractéristiques et de l’emploi. Par exemple, certains matériaux cannelés légers sont considérés comme des cartons alors que les feuilles de papier buvard ou certains supports artistiques à fort grammage sont considérés comme des papiers.
Pot de yaourt 
Contenant du bon lait fermenté, nommé yaourt, fréquemment mangé en dessert. Souvent fabriqués en plastique, au lieu de les jeter tout de suite après avoir mangé le contenu, nous pouvons conserver nos pots de yaourt pour réaliser des expériences scientifiques.
Sac plastique 
Un sac plastique est un sac léger fabriqué en matière plastique (éventuellement biodégradable) destiné à accueillir divers types de contenu, alimentaire ou non. Les sacs portent différents noms en fonction de l'usage auquel ils sont destinés ; on distingue notamment le sac poubelle, le sac de caisse, offert, vendu ou prêté par les commerces pour le transport des achats, le sac sous vide, le publisac, etc.
Cure-dent 
Un cure-dent est un bâtonnet piquant, aigu, qu'il est possible d'introduire entre les dents, et ainsi retirer les résidus, les particules alimentaires demeurées prises entre celles-ci.
Les cure-dents sont aussi utilisés pour piquer des hors-d'œuvre et permettre de les saisir facilement (cubes de fromage, olives, petites saucisses, petits bouts de viande etc.).
Paire de ciseaux 
Outil tranchant qui permet de couper divers matériaux.
Scotch 
Scotch transparent
Papier brouillon
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papier brouillon ou papier journal
Pâte à fixe
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La patafix est une gomme tackante, à l'origine jaune, mais disponible également en blanc. Créée par l'entreprise allemande UHU, elle permet de coller des objets légers. Son utilité principale est de fixer des posters sur les murs. L'avantage de la patafix dans cet usage est de n'abimer ni le poster ni le mur, et d'être réutilisable à volonté.
Bouchon plastique 
permet de fermer une bouteille hermétiquement ou de faire beaucoup d’expériences
Étape 1 - Réunir le matériel
En amont, préparer des glaçons : vous pouvez utiliser des petits pots de yaourt afin d’avoir des glaçons suffisamment gros (pour qu’ils ne fondent pas trop vite).
Suivant le nombre de participants, le défi peut se réaliser par équipe de 2 ou 3.
Dans ce cas, chaque équipe recevra 1 plaque de carton, un morceau de sac poubelle (un peu plus grand que la taille du carton) et un bouchon large, type bouchon de bouteille de lait ou de bocal.
Préparer également une table avec du matériel à disposition pour tous les participants : du scotch, du journal, des ciseaux, de l’aluminium, des cure-dents, de la pate à fixe, des rouleaux de papier toilette, des feuilles, de la mousse, du polystyrene, du tissu, du papier, de l’eau...
N.B. : Les éléments utilisés peut varier selon ce qui est disponible... et l'imagination. Il est conseillé d'utiliser en priorité des matériaux naturels, gratuits et compostables, qui pourront être réutilisé ou remis dans le milieu naturel après l'expérience, et/ou des objets et matériaux de récupération, de préférence réutilisables ou recyclables.
Étape 2 - Plantez le décor !
Chaque équipe va réaliser son support.
Pour cela scotcher un morceau de sac poubelle sur sa planche de carton.
Poser un bouchon au mileu de la surface, il recevra le glaçon à la fin de la construction
Vous pouvez également préparer une surface de plus qui servira de planche témoin.
Étape 3 - Réaliser le défi
Le carton représente la terre. Le sac poubelle représente le bitume. Le glaçon représente un bâtiment urbain. En étant exposé au soleil, ce dernier va fondre.
Le défi consiste , pour chaque équipe, à imaginer et mettre en place, à l'aide du matériel mis à disposition, une stratégie pour que son glaçon fonde le moins possible.
Pour cela, les équipes disposeront d'un temps limité, 20 minutes par exemple.
Pendant ce temps, les équipes sont autorisées à ajouter des élements, à découper dans le sac poubelle pour « désimperméabiliser » leur sol mais elle ne peuvent pas l’enlever entièrement.
Une fois le temps de construction écoulé, demander aux équipes de placer leurs terrains côté à côte en plein soleil (avec précautions !).
Ajouter ensuiter le glaçon et laisser au soleil pendant 1h.
Étape 4 - Comparaison des résultats
Au bout du temps écoulé, comparer les résultats.
Quelle équipe a réussi à conserver au mieux son glaçon ?
Comment ces techniques peuvent s’appliquer dans la vie réelle ?
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Les résultats sont variables suivant les techniques utilisées.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Le manque de soleil : dans ce cas utiliser une source lumineuse
des éléments s’envole : vérifier que les éléments sont suffisamment accrochés, vous pouvez aussi disposer les constructions en intérieur derriere une vitre.
Explications
Il existe un très grand nombre de stratégies et de constructions possibles avec le matériel proposé.
On peut regrouper les stratégies en 3 catégories :
- ombrager le glaçon en lui installant un toit
- modifier la surface pour qu’elle accumule moins de chaleur
- recouvrir le glaçon ou la surface avec des éléments mouillés, l’évaporation va absorber la chaleur
Applications : dans la vie de tous les jours
La surchauffe urbaine est causée causée par différents paramètres inhérents au milieu urbain que sont la forme urbaine, les caractéristiques des revêtements et la part de végétal, et encore la concentration d’activité humaine
La surchauffe urbaine ou « ilot de chaleur urbain » est notamment très marquée pendant la période estivale. Les nuits restant chaudes, ce phénomène est un facteur important dans la surmortalité liée aux canicules.
Pour rafraîchir les villes, plusieurs mesures peuvent être mises en place : façade claire et réfléchissante, espaces verts, fontaines, arrosage des rues, végétalisation de la ville (toitures, murs, trottoirs...).
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Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- comprendre qu’il est possible d’influer sur la température d’une surface
- réfléchir en équipe
Pistes pour animer l'expérience
Il est possible de rajouter un coût suivant les matériaux utilisés afin d’inclure une dimension économique à l’activité.
Sources et ressources
explication du phénomène îlot de chaleur- CNRM : http://www.umr-cnrm.fr/spip.php?article197
mesures de lutte aux ilots de chaleur urbains-Institut national de santé publique Quebec
https://www.inspq.qc.ca/pdf/publications/988_MesuresIlotsChaleur.pdf
Dernière modification 21/04/2021 par user:Maud 56.
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