Progression 1S by linzhengnd

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									                                       Partie 1



                                  OBSERVER
                               Couleurs et images


Comment l’œil fonctionne-t-il ? D’où vient la lumière colorée ? Comment créer de la couleur ?
Semaine 1
                                                                            Couleur, vision et image
                                          CHAPITRE 1 : IMAGES FORMEES PAR LES LENTILLES MINCES CONVERGENTES
Notions et Contenus                                                                         Compétences attendues
Lentilles minces convergentes : images réelle et virtuelle.                                 Déterminer graphiquement la position, la grandeur et le sens de l’image d’un objet-plan donnée par une
Distance focale, vergence.                                                                  lentille convergente.
Relation de conjugaison ; grandissement

                                                                                     ACTVITÉS

TP1 : Étude d’une lentille mince convergente
Objectifs : Modéliser le comportement d’une lentille mince convergente à partir d’une série de mesures.


Situation déclenchante :




                                                                   TECHNICIEN EN OPTIQUE DE PRECISION

Le technicien en optique de précision, ou opérateur optique, façonne le verre ou la silice, qui entrent dans la fabrication d'éléments optiques. Il les intègre ensuite à des
microscopes, des jumelles, des télescopes, des lasers, des caméras infrarouges, etc.
Semaine 2
                                                                                  Couleur, vision et image
                                                      CHAPITRE 2 : L’ŒIL ET SON PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
Notions et Contenus                                                                                Compétences attendues
L’œil ; modèle de l’œil réduit.                                                                    Décrire le modèle de l’œil réduit et le mettre en correspondance avec l’œil réel.
Accommodation.                                                                                     Modéliser l’accommodation du cristallin
Fonctionnements comparés de l’œil et d’un appareil photographique.
                                                                                            ACTVITÉS

TP2 : Étude comparée du fonctionnement optique de l’œil et de l’appareil photographique
Objectifs : Réaliser des expériences pour comparer les fonctionnements optiques de l’œil et de l’appareil photographique.

Situation déclenchante :




                                                      Si vous deviez supprimer une photo, laquelle enlèveriez-vous ?



                                                                                     OPHTAMOLOGISTE

L’ophtalmologiste traite les troubles de la vision, anomalies du système optique formées par la cornée, le cristallin et la rétine : myopie, hypermétropie, astigmatisme, presbytie, troubles de la
vision binoculaire, strabisme. Toutes ces anomalies peuvent être corrigées par des verres correcteurs, par des séances de rééducation et/ou par une intervention chirurgicale que
l’ophtalmologiste opère lui-même.
Il traite également toutes les maladies de l’œil, liées à l’âge ou non : kératite, cataracte, dégénérescence maculaire, décollement de la rétine… Il traite aussi des pathologies de la paupière :
orgelet, glaucome.
Une fois son diagnostic donné, l’ophtalmologiste est en relation avec les opticiens qui réalisent lunettes ou lentilles prescrites par lui, et avec les orthoptistes qui conduisent les rééducations
oculaires éventuellement nécessaires
Semaine 3
                                                                                               Couleur, vision et image
                                                                               CHAPITRE 3 : COULEURS DES OBJETS
Notions et Contenus                                                                                       Compétences attendues
Couleurs des objets.                                                                                      Interpréter la couleur observée d’un objet éclairée à partir de la lumière incidente ainsi que des
Synthèse additive, synthèse soustractive.                                                                 phénomènes d’absorption, de diffusion et de transmission.
Absorption, diffusion, transmission.                                                                      Utiliser les notions de couleur blanche et de couleurs complémentaires.
Vision des couleurs et trichromie. Daltonisme.                                                            Prévoir le résultat de la superposition de lumières colorées et l’effet d’un ou plusieurs filtres colorés sur
Principe de la restitution des couleurs par un écran plat (ordinateur, téléphone portable,…)              une lumière incidente.
                                                                                                          Distinguer couleur perçue et couleur spectrale.
                                                                                                          Recueillir et exploiter des informations sur le principe de restitution des couleurs par un écran plat
                                                                                                      ACTVITÉS

TP3 : Facteurs influençant la couleur des objets
Objectifs : Illustrer expérimentalement les notions de couleurs des objets.

Situation déclenchante :




                                                                        Indique ce que l’on observe lorsque les deux
                                                                        lampes seront branchées.
Étude de document : « La technologie LCD, formation de la couleur » (extrait du site erenumerique.fr)




                                                                                CHROMISTE

Professionnel de la photo, le chromiste est un spécialiste de la couleur, qui restitue aux films leurs couleurs et retouche les photos numériques.
Il a pour missions principales de retoucher les photos numériques de grande résolution et plus particulièrement de la chromie, et restitue aux films leurs couleurs. Il valide
après retouches les illustrations qui seront intégrées dans la copie originale du produit final.
Semaine 4
                                                                             Sources de lumière colorée
                                                                     CHAPITRE 4 : SOURCES DE LUMIÈRE COLORÉE
Notions et Contenus                                                                        Compétences attendues
Différentes sources de lumières : étoiles, lampes variées, laser, DEL,…                    Distinguer une source polychromatique d’une source monochromatique caractérisée par une longueur
Domaines des ondes électromagnétiques.                                                     d’onde dans le vide.
Couleurs des corps chauffés. Loi de Wien.                                                  Connaître les limites en longueur d’onde dans le vide du domaine visible et situer les rayonnements
                                                                                           infrarouges et ultraviolets.
                                                                                           Exploiter la loi de Wien, son expression étant donnée.
                                                                                     ACTVITÉS

TP4 : Obtention de lumières colorées
Objectifs : Pratiquer une démarche expérimentale permettant d’illustrer et de comprendre la notion de lumière colorée.

Situation déclenchante :


                                                                                   Indique le meilleur moment pour
                                                                                   observer le vitrail :
                                                                                      a- Le jour par temps couvert
                                                                                      b- Le jour par temps ensoleillé
                                                                                      c- La nuit




                                                                               CRÉATEUR DE VITRAUX
Le métier d'artisan verrier spécialisé dans le vitrail tient autant du métier d'art que de l'artisanat. En effet, s'il nécessite un savoir-faire et des techniques qui ont traversé
les siècles et qui perdurent encore à notre époque, il fait avant tout appel à la sensibilité et à l'imagination.
Pour réaliser un vitrail, il faut connaître les méthodes de formation d’une lumières colorée, les différents phénomènes qui influent sur la couleur d’un objet, et maîtriser
parfaitement un savoir-faire où différentes techniques se mêlent : les notions de la peinture cuite sur verre, le calibrage, le découpage, le sertissage, la soudure des résilles
en plomb à l'étain...
Semaine 5
                                                                        Sources de lumière colorée
                                                        CHAPITRE 5 : INTRACTION DE LA LUMIÈRE AVEC LA MATIÈRE
Notions et Contenus                                                                     Compétences attendues
Interaction lumière-matière : émission et absorption.                                   Interpréter les échanges d’énergie entre la lumière et matière à l’aide du modèle corpusculaire de la
Quantification des niveaux d’énergie de la matière.                                     lumière.
Modèle corpusculaire de la lumière : le photon.                                         Connaître les relations λ = c/γ et
Énergie du photon.                                                                      ΔE = hγ et les utiliser pour exploiter un diagramme de niveaux d’énergie.
Relation ΔE = hγ dans les échanges

                                                                                  ACTVITÉS




Étude de document : « La spectroscopie en astronomie : «Détermination de l’abondance de soufre dans une étoile vieille»
                                                                                       (extrait du site culturesciencesphysiques.ens-lyon.fr)




                                            INGÉNIEUR EN PHYSIQUE MOLECULAIRE POUR L’ATMOSPHÈRE ET POUR L’ASTROPHYSIQUE

Son activité concerne la physique moléculaire et ses applications pour l'étude de l'atmosphère terrestre. IL étudie également les processus moléculaires dans des milieux
astrophysiques (comètes, planètes, milieu interstellaire). Son expertise s'étend des études expérimentales et théoriques en laboratoire (spectrométrie infrarouge et UV,
spectrométrie de masse, surfaces cryogéniques, analyse spectrale, calculs de taux de relaxation, constitution de bases de données moléculaires) aux campagnes de
mesures sur le terrain (sondage à distance de la composition troposphérique et stratosphérique sous ballon et depuis le sol, surveillance satellitaire).
Semaine 6
                                                                             Matières colorées
                                                 CHAPITRE 6 : NOTIONS DE COLORANTS ET DE PIGMENTS
Notions et Contenus                                                                   Compétences attendues
Colorants, pigments ; extraction et synthèse.
Synthèse soustractive.                                                                Interpréter la couleur d’un mélange obtenu à partir de matières colorées.


                                                                                  ACTVITÉS

TP5 : Extraction et chromatographie de colorants alimentaires
Objectifs : Réaliser l’extraction d’un colorant et réaliser sa chromatographie.

Situation déclenchante :




                                                À votre avis, pourquoi a-t-on associé cette plante au jean ?
TP6 : Synthèse d’un colorant : L’indigo
Objectifs : Réaliser la synthèse d’un colorant.

Situation déclenchante :




                                                                                  Quel serait votre choix ?




                                                                                        COLORISTE TEXTILE
A partir d'un échantillon - client, création de la formule de la couleur en fonction de la matière et de l'effet attendu par le client.
Montage de la couleur sur l'échantillon :
- Création de la teinte et de sa formule seul ou en collaboration avec un laboratoire.
- Préparation de la matière en fonction de leurs origines (naturelles ou chimiques) pour permettre la pénétration des colorants.
- Préparation de la teinte en fonction de différents paramètres des matières premières à teindre (poids, température, quantité...).
Semaine 7
                                                                                      Matières colorées
                                                     CHAPITRE 7 : LA RÉACTION CHIMIQUE - NOTION D’AVANCEMENT
Notions et Contenus                                                                            Compétences attendues
Réaction chimique : réactif limitant, stoechiométrie, notion d’avancement.                     Identifier le réactif limitant, décrire quantitativement l’état final d’un système chimique.
                                                                                               Interpréter en fonction des conditions initiales la couleur à l’état final d’une solution siège d’une réaction
                                                                                               chimique mettant en jeu un réactif ou un produit coloré.
                                                                                          ACTVITÉS

TP7 : Détermination de la concentration d’une espèce colorée par spectrophotométrie
Objectifs : Déterminer la concentration d’une espèce colorée par spectrophotométrie.

Situation déclenchante :




                                                  Que se passe-t-il si on ajoute de l’eau ? Il y aura-t-il moins de colorant ?



                                                                             PROFESSEUR DE CHIMIE À L’UNIVERSITÉ
Un professeur de chimie a pour mission de transmettre des connaissances et des compétences dans le domaine de la chimie.
Pour exercer cette profession, il doit posséder un doctorat d’état en chimie.
Semaine 8
                                                                            Matières colorées
                                         CHAPITRE 8 : REPRÉSENTATION DE LEWIS ET GÉOMÉTRIE MOLÉCULAIRE
Notions et Contenus                                                                     Compétences attendues
Liaison covalente.                                                                      Décrire à l’aide des règles de « duet » et de l’octet les liaisons que peut établir un atome (C, N, O, H) avec
Formules de Lewis : géométrie des molécules.                                            les atomes voisins.
Rôle des doublets non liants.                                                           Interpréter la représentation de Lewis de quelques molécules simples.
Isomérie Z/E.                                                                           Mettre en relation la formule de Lewis et la géométrie de quelques molécules simples.
Application de l’isomérie.                                                              Prévoir si une molécule présente une isomérie Z/E.
                                                                                        Savoir que l’isomérisation photochimique d’une double liaison est à l’origine du processus de la vision.
                                                                                        Recueillir et exploiter des informations sur les colorants, leur utilisation dans différents domaines, et les
                                                                                        méthodes de détermination des structures (molécules photochromes, indicateurs colorés, peintures,…).
                                                                                  ACTVITÉS

TP8 : Modélisation de la structure moléculaire
Objectifs : Modéliser la structure des molécules à l’aide des modèles moléculaires et des logiciels de modélisation.

Situation déclenchante :




                                                    H2O                Comment vous représentez-vous la molécule d’eau dans l’espace ?
TP9 : Exemples de réactions photochimiques : Bromation du cyclohexane

Objectifs : Mettre   en œuvre le protocole d’une réaction photochimique.

Situation déclenchante :




Étude de document : « Comment un colorant peut-il absorber les ondes lumineuses pour donner une couleur? »
                                                                     (extrait site du colorants.aliments.free)




                                                                        INGENIEUR ANALYSTE DE L’AIR
C’est à lui que revient le rôle principal de surveillance de l’air. Il analyse et interprète les données enregistrées par les capteurs et détermine ainsi l’évolution des différents
polluants. En cas de risques trop importants, il informe les pouvoirs publics et les industriels.
Les professionnels de ce secteur sont tous des chimistes. Rien de plus normal puisque l’air ambiant ne compte pas moins de 350 réactions photochimiques !
Semaine 9
                                                                                          Matières colorées
                                        CHAPITRE 9 : STRUCTURE DES MOLÉCULES ORGANIQUES ET LEUR COULEUR
Notions et Contenus                                                                               Compétences attendues
Modèles organiques colorées : structures moléculaires, molécules à liaisons conjuguées.           Savoir que les molécules de la chimie organique sont constituées principalement des éléments C et H.
Application : Indicateurs colorés.                                                                Reconnaître si deux doubles liaisons sont en position conjuguée dans une chaîne carbonée.
                                                                                                  Établir un lien entre la structure moléculaire et le caractère coloré ou non colorée d’une molécule.
                                                                                             ACTVITÉS

TP10 : Influence de différents facteurs sur la couleur des colorants
Objectifs : Mettre en évidence les facteurs qui influencent la couleur d’une substance chimique.

Situation déclenchante :




                                                                              COIFFEUR COLORISTE - PERMANENTISTE
Ou l'art et la manière d'associer couleurs et matière. A la fois architecte du cheveu par son expertise de la mise en forme permanente et artiste peintre par sa maîtrise des
ombres et lumières, le métier de coiffeur coloriste-permanentiste ne consiste pas à cacher simplement quelques cheveux blancs indésirables !
Aujourd'hui on change de couleur de cheveux comme d'un accessoire de mode, d'un vêtement, en fonction des tendances ou de ses envies personnelles du moment.
Balayage, mèches, reflets.
                                                                             Partie 2



                                                                    COMPRENDRE
                                                                       Lois et modèles


Quelles sont les causes physiques à l’œuvre dans l’univers ? Quelles interactions expliquent à la fois les stabilités et les évolutions physiques et chimiques de la
matière ? Quels modèles utilise-t-on pour les décrire ? Quelles énergies leur sont associées ?
Semaine 10
                                                                     Cohésion et transformations de la matière
                                                             CHAPITRE 10 : ÉCHELLE DES LONGUEURS DANS L’UNIVERS
Notions et Contenus                                                                      Compétences attendues
La matière à différentes échelles : du noyau à la galaxie.                               Connaître les ordres de grandeur des dimensions des différentes structures des édifices organisés.
Particules élémentaires : électrons, neutrons, protons.                                  Connaître l’ordre de grandeur des valeurs des masses d’un nucléon et de l’électron.
Charges élémentaire e.                                                                   Savoir que toute la charge électrique peut s’exprimer en fonction de la charge élémentaire e.
                                                                                    ACTVITÉS




Étude de document :
«Un système solaire de cinq à sept planètes observé depuis le Chili » (extrait du site lemonde.fr).

« Comment mesurer les distances dans l’Univers ? » (extrait du site futura-sciences.com).




                                                                                MICROBIOLOGISTE

Le microbiologiste est un scientifique qui réalise des recherches sur les micro-organismes (virus, champignons, bactéries, algues …) en vue de les combattre ou de les
utiliser dans divers domaines (exemple d’application : lutte des pollutions, traitement des eaux, …).
Le microbiologiste observe la relation des micro-organismes avec l'environnement, il rédige des rapports et des articles scientifiques pour partager les résultats de ses
recherches.
Il peut être spécialisé dans divers branches liées aux micro-organismes : la bactériologie, la mycologie, la parasitologie, l’immunologie, la virologie, la génétique, la
biotechnologie.
Semaine 11
                                                                               Cohésion et transformations de la matière
                                                 CHAPITRE 11 : LES INTERACTIONS FONDAMENTALES DANS L’UNIVERS
Notions et Contenus                                                                                   Compétences attendues
Interactions fondamentales : interactions forte et faible, électromagnétique, gravitationnelle.       Associer, à chaque édifice organisé, la ou les interactions fondamentales prédominantes.
Cohésion du noyau.
                                                                                                  ACTVITÉS




Étude de document : « La gravitation universelle et l’expérience de la pomme »




                                                                                    CHERCHEUR EN PHYSIQUE NUCLEAIRE

Le chercheur en physique nucléaire possède un doctorat d’état. Il peut intervenir dans différents domaines, notamment dans le domaine de l’imagerie bio-médicale.
Il peut par exemple travailler sur une technique d’imagerie médicale utilisée en cancérologie : le principe consiste à injecter un radiopharmaceutique qui a un rôle de
traceur et permet de mesurer l’évolution des tumeurs.
Semaine 12
                                                              Cohésion et transformations de la matière
                                                                  CHAPITRE 12 : LA RADIOACTIVITÉ
Notions et Contenus                                                                       Compétences attendues
Radioactivité naturelle et artificielle. Activité.                                        Utiliser la représentation symbolique      : définir l’isotopie et reconnaître des isotopes.
Lois de conservation dans les réactions nucléaires.                                       Recueillir et exploiter des informations sur la découverte de la radioactivité naturelle et de la radioactivité
                                                                                          artificielle.
                                                                                          Connaître la définition et des ordres de grandeur de l’activité exprimée en becquerel.
                                                                                          Utiliser les lois de conservation pour écrire l’équation d’une réaction nucléaire.
                                                                                    ACTVITÉS




Étude de document : « Le radon dans les bâtiments » de Bernard Collignan (bernard.collignan@cstb.fr)




                                                                           LOGISTICIEN NUCLEAIRE

Le technicien en logistique nucléaire assure la préparation logistique des chantiers dans les installations telles que les centrales nucléaires de production d’électricité ou les
usines de retraitement. Le logisticien est amené à réaliser des activités très variées telles que le balisage, le montage de sas, la pose de protections, l’installation de
déprimogènes, de servantes, d’établis, de moyens d’accès, de matériels de sécurité et de radioprotection, mais aussi de moyens de lutte contre l’incendie.
Semaine 13
                                                                   Cohésion et transformations de la matière
                                                                  CHAPITRE 13 : NOYAU, MASSE, ÉNERGIE
Notions et Contenus                                                                              Compétences attendues
Réactions de fission et de fusion.                                                               Utiliser la relation Elibérée =    c2
Défaut de masse, énergie libérée.                                                                Recueillir et exploiter des informations sur les réactions nucléaires (domaine médical, domaine
Réactions nucléaires et aspects énergétiques associés.                                           énergétique, domaine astronomique,…).
Ordre de grandeur des énergies mises en jeu.
                                                                                          ACTVITÉS




Étude de document :
« Les applications médicales de la radioactivité »

« La radioactivité dans les centrales nucléaires »

« La radioactivité au cœur de notre étoile »




                                                                        RADIOPHYSICIEN EN RADIOTHERAPIE

Autres appellations courantes du radio physicien en radiothérapie : radio physicien, physicien médical, personne spécialisée en radio physique médicale.
Ce professionnel de la santé conçoit, prépare et met en œuvre des études dosimétriques, des procédures de suivi technique des appareils utilisant les radiations ionisantes, en imagerie
médicale, radiothérapie, curiethérapie, et des procédures de suivi qualitatif des appareillages.
Même s’il peut être en contact avec les patients et le reste du personnel avec qui il travaille, il s’agit donc d’un métier plutôt technique.
Semaine 14
                                                                     Cohésion et transformations de la matière
                                              CHAPITRE 14 : LA CHAÎNE CARBONÉE DES ALCANES ET DES ALCOOLS
Notions et Contenus                                                                      Compétences attendues
Nomenclature des alcanes et des alcools ; formule semi-développée.                       Reconnaître une chaîne carbonée linéaire, ramifiée ou cyclique. Nommer un alcane et un alcool.
                                                                                         Donner les formules semi-développées correspondant à une formule brute donnée dans le cas des
                                                                                         molécules simples.
                                                                                    ACTVITÉS




Étude de document : « Le raffinage du pétrole : du pétrole brut aux produits finis »




                                                                               INGÉNIEUR FORAGE

Cet ingénieur prépare les programmes de forage et suit les opérations de réalisation des puits en contrôlant les coûts, tout en respectant strictement les normes de
sécurité et l’environnement. Il intervient avec les géologues, géophysiciens, pour définir les objectifs, et avec les ingénieurs exploitation pour la production future des
puits. En fonction des objectifs et de tous les paramètres collectés (données géologiques, état des lieux, retour d’expérience…), il conçoit un programme de forage en
prévoyant la durée et les coûts des opérations.
Semaine 15
                                                                       Cohésion et transformations de la matière
                                                       CHAPITRE 15 : INTERACTION DANS LES ÉDIFICES CHIMIQUES
Notions et Contenus                                                                         Compétences attendues
Solide ionique. Interaction électrostatique ; loi de Coulomb.                               Interpréter la cohésion des solides ioniques et moléculaires.
Solide moléculaire. Interaction de Van der Waals, liaison hydrogène.                        Réaliser et interpréter des expériences simples d’électrisation.
Electronégativité.
                                                                                       ACTVITÉS

TP11 : Illustration des phénomènes d’électrisation
Objectifs : Réaliser et interpréter des expériences simples d’électrisation.

Situation déclenchante :




                                                                           A votre avis, que se passe t-il ?




                                                                              ÉLECTRICIEN EN BÂTIMENT
L’électricien en bâtiment effectue tous les travaux d'installations électriques, de distribution et de raccordement d'appareils électriques dans les bâtiments industriels, les
logements et les bureaux.
L’électricien en bâtiment est traditionnellement chargé de l'équipement électrique des constructions. Il peut aussi être amené à participer à des installations plus
complexes comme une climatisation ou un ascenseur. Dans le cadre d’un plan de rénovation, l’électricien remplace également les installations anciennes pour les rendre
conformes aux nouvelles normes.
Semaine 16
                                                                       Cohésion et transformations de la matière
                                                                  CHAPITRE 16 : DISSOLUTION D’UN SOLIDE IONIQUE
Notions et Contenus                                                                        Compétences attendues
Effet du caractère polaire d’un solvant lors d’une dissolution.                            Prévoir si un solvant est polaire.
Conservation de la matière lors d’une dissolution.                                         Écrire l’équation de la réaction associée à la dissolution dans l’eau d’un solide ionique.
                                                                                           Savoir qu’une solution est électriquement neutre.
                                                                                           Élaborer et réaliser un protocole de préparation d’une solution ionique de concentration donnée en ions.
                                                                                           Mettre en œuvre un protocole pour extraire une espèce chimique d’un solvant.
                                                                                           Recueillir et exploiter des informations sur la structure de certaines molécules ‘super absorbants,
                                                                                           tensioactifs, alginates,…).
                                                                                      ACTVITÉS




TP12 : Préparation d’une solution ionique par dilution ou par dissolution

Objectifs : Mettre en œuvre des techniques de préparation d’une solution.

Situation déclenchante :




                                                     A votre avis, pourquoi le bouchon flotte-t-il dans le bécher de droite ?
TP13 : Extraction d’une solution aqueuse de diiode par le cyclohexane
Objectifs : Réaliser l’extraction d’une espèce chimique d’un solvant.

Situation déclenchante :




                      Pour les filles : Comment pourra-t-elle se                                 Pour les garçons : Comment pourra-t-il
                      défaire de son vernis ?                                                    se débarbouiller ?




Étude de document : « Structure et utilisation courante des alginates » (Agrofertil)




                                                                         TECHNICIEN CHIMISTE

Le technicien chimiste réalise des expériences, des analyses ou des synthèses courantes selon un protocole défini. Il peut être chargé plus particulièrement de la
fabrication de nouveaux produits, de la recherche de nouvelles applications à un produit existant, d’effectuer des contrôles qualité, de la fabrication des essais préalables
ou de la mise en place des automatismes. Dans l’industrie, il travaille sous la responsabilité de l’ingénieur.
Les secteurs d’activité où le technicien chimiste intervient sont nombreux. Cela va de la métallurgie à la cosmétologie, en passant par la photographie, l’industrie
automobile, l’électronique ou le traitement des eaux.
Semaine 17
                                                                            Cohésion et transformations de la matière
                                      CHAPITRE 17 : PROPRIÉTÉS PHYSICO-CHIMIQUES ET STRUCTURE MOLÉCULAIRE
Notions et Contenus                                                                                          Compétences attendues
Lien entre les températures de changement d’état et la structure moléculaire dans le cas de l’eau, des       Interpréter :
alcools et des alcanes.                                                                                      - l’évolution des températures de changement d’état au sein d’une famille de composés ;
Miscibilité des alcools avec l’eau.                                                                          - les différences de température de changement d’état entre les alcanes et les alcools ;
                                                                                                             - la plus ou moins grande miscibilité des alcools avec l’eau.
                                                                                                             Réaliser une distillation fractionnée.
                                                                                                         ACTVITÉS



TP14 : Distillation fractionnée d’un vin blanc

Objectifs : Mettre en œuvre une distillation fractionnée.

Situation déclenchante :




                                                                                  DISTILLATEUR DE FRUIT OU DE FLEUR
Le distillateur de fruit ou de fleur conduit un nombre restreint d'appareils qui réalisent les transformations physiques (malaxage, granulation...) ou chimiques (distillation,
séparation, polymérisation...) des matières travaillées (liquides, gazeuses, solides...). Il surveille et régule les paramètres de fabrication et le circuit des matières en fonction
des consignes, sur un appareillage automatique pouvant être localement informatisé. Il procède ou participe aux opérations de démarrage et d'arrêt des appareils qui
peuvent complexifier le travail lorsqu'elles sont fréquentes.
Semaine 18
                                                                           Cohésion et transformations de la matière
                                                               CHAPITRE 18 : TRANSFERT D’ÉNERGIE THERMIQUE
Notions et Contenus                                                                             Compétences attendues
Variation de température et transformation physique d’un système par transfert thermique.       Interpréter à l’échelle microscopique les aspects énergétiques d’une variation de température et d’un
                                                                                                changement d’état.
                                                                                                Pratiquer une démarche expérimentale pour mesurer une énergie de changement d’état.
                                                                                            ACTVITÉS

TP15 : Chaleur de fusion de la glace ou du cyclohexane.
Objectifs : Déterminer expérimentalement une énergie de changement d’état.
Situation déclenchante :




                                                                                 L’INGENIEUR EN GENIE THERMIQUE
Dans certaines usines, la chaleur produite par l’incinération est récupérée pour alimenter la chaufferie des logements ou des bâtiments publics. Dans ce cas, un ingénieur
en génie thermique, spécialiste de la gestion de la chaleur et des économies d’énergie, est nécessaire. Des techniciens s’occupent de la caractérisation des déchets : ils
déterminent ce qui peut être incinéré, valorisé, etc.
Semaine 19
                                                                          Cohésion et transformations de la matière
                                                CHAPITRE 19 : EFFET THERMIQUE DES RÉACTIONS DE COMBUSTION
Notions et Contenus                                                                                      Compétences attendues
Réactions chimiques et aspects énergétiques associés : énergie libérée lors de la combustion d’un        Écrire une équation de combustion.
hydrocarbure ou d’un alcool ; ordres de grandeur.                                                        Mettre en œuvre un protocole pour estimer la valeur de l’énergie libérée lors d’une combustion.
                                                                                                    ACTVITÉS

TP16 : Chaleur de combustion de la paraffine
Objectifs : Déterminer expérimentalement la quantité d’énergie libérée lors d’une combustion.

Situation déclenchante :




                                               Quelle flamme proposeriez-vous au joaillier ?




                                                                                                    JOAILLIER
Le bijoutier-joaillier fabrique de façon artisanale bagues, bracelets, colliers, broches en utilisant l’or, l’argent, le platine, souvent agrémentés de pierres précieuses. Il crée,
transforme, répare ou restaure, selon des techniques anciennes, les pièces qui lui sont confiées.
Le travail du bijoutier-joaillier commence par une première ébauche de la pièce avec dessins et calculs en tenant compte des contraintes techniques et financières.
Puis vient la phase de fabrication. Il fait fondre les métaux, compose les alliages, façonne le métal.
Semaine 20
                                                                                              Champs et forces
                                                 CHAPITRE 20 : CHAMPS SCALAIRES ET VECTORIELS DANS L’ESPACE
Notions et Contenus                                                                                  Compétences attendues
Exemples de champs scalaires et vectoriels : pression, température, vitesse dans un fluide.          Recueillir et exploiter des informations (météorologie, téléphone portable,…) sur un phénomène pour avoir
                                                                                                     une première approche de la notion de champ.
                                                                                                     Décrire le champ associé à des propriétés physiques qui se manifestent en un point de l’espace.
                                                                                                     Comprendre comment la notion de champ a émergé historiquement d’observations expérimentales.
                                                                                                 ACTVITÉS


Étude de document :
« Les ondes dégagées par les téléphones portables, un débat à surveiller »

« Les ondes au service de la télécommunication (téléphone portable, GPS,……) »

« Les ondes au service de la météorologie (satellite, …) »

« ondes au service de la navigation et circulation aérienne »

« Les ondes au service de la sécurité routière »




                                                                                         MÉTÉOROLOGISTE AÉRIEN

En matière aéronautique, le météorologiste est indispensable.
Le ciel peut être très dangereux et c'est au météorologiste à le prédire avant même le décollage ou en cours de vol.
Le métier consiste à récolter et à digérer un ensemble d'informations sur les vents, les températures, les pressions, bref une multitude de paramètres concernant les
conditions atmosphériques à différentes altitudes. Tous les pays sont quadrillés par des stations synoptiques qui permettent de recueillir ces informations et de dresser
des cartes météorologiques.
Avant chaque départ, le pilote prend connaissance de sa feuille de route. Elle lui indique tout ce qu'il va rencontrer sur son trajet.
Semaine 21
                                                                            Champs et forces
                                                 CHAPITRE 21 : CHAMP DE PESANTEUR ET CHAMP DE GRAVITATION
Notions et Contenus                                                                    Compétences attendues
                                                                                       Identifier localement le champ de pesanteur au champ de gravitation, en première approximation.
Champ de pesanteur local :   =
Loi de la gravitation ; champ de gravitation.
Lien entre le champ de gravitation et le champ de pesanteur.
                                                                                 ACTVITÉS




Étude de document : « La station spatiale internationale (IIS) : l’après 2010 » (extrait du site techno-science.net)




                                                                             SPATIONAUTE

Un spationaute est avant tout un scientifique : embarqué dans une navette, sa principale mission sera de réaliser des expériences scientifiques qui portent sur la biologie
humaine ou animale, la physique ou bien encore la chimie.
C’est l’Agence Spatiale Européenne qui forme les spationautes européens. Elle dispense une formation à la fois pratique et théorique, ainsi qu’un entraînement physique
rigoureux. La formation dure deux ans, pendant lesquels les heureux sélectionnés vont apprendre, entre autres choses, à utiliser les différents instruments qui leur
serviront dans l’espace.
Etre spationaute suppose de s’entraîner régulièrement pour avoir un physique à la hauteur de l’enjeu. Ainsi, en apesanteur, le corps n’a plus à supporter son propre poids,
mais c’est justement ce changement-là qui est le plus dur à endurer en revenant sur terre : d’ailleurs, les spationautes mesurent toujours quelques centimètres de plus à
leur retour...
Semaine 22
                                                                               Champs et forces
                                              CHAPITRE 22 : CHAMP MAGNÉTIQUE ET CHAMP ÉLECTROSTATIQUE
Notions et Contenus                                                                      Compétences attendues
Champ magnétique : sources de champ magnétique (Terre, aimant, courant).                 Pratiquer une démarche expérimentale pour cartographier un champ magnétique ou électrostatique.
                                                                                         Connaître les caractéristiques :
Champ électrostatique :   =                                                              - des lignes de champ vectoriel ;
                                                                                         - d’un champ uniforme ;
                                                                                         - d’un champ électrostatique dans un condensateur plan ;
                                                                                         - du champ de pesanteur local.
                                                                                   ACTVITÉS

TP17 : Spectres magnétiques de différents champs magnétiques
Objectifs : Mettre        en évidence le champ magnétique

Situation déclenchante :
Expérience : Déposer à différents endroits sur la paillasse du professeur des boussoles.




                                                                  MANIPULATEUR D’ELECTRORADIOLOGIE MEDICALE
Le manipulateur d’électroradiologie médicale est au cœur des nouvelles technologies (IRM, médecine nucléaire, …).
Le manipulateur d’électroradiologie médicale est un professionnel de santé qui, sur prescription et sous la responsabilité d’un médecin, participe directement à la
réalisation des investigations relevant de l’imagerie médicale (radiologie classique, scanographie, I.R.M) de la médecine nucléaire et des traitements (radiothérapie). Il a à
la fois un rôle soignant et médico-technique du fait de l’utilisation de machines de haute technicité.
Semaine 23
                                                                     Formes et principe de conservation de l’énergie
           CHAPITRE 23 : ÉNERGIE D’UN POINT MATÉRIEL EN MOUVEMENT DANS LE CHAMP DE PESANTEUR UNIFORME
Notions et Contenus                                                                                     Compétences attendues
Énergie d’un point matériel en mouvement dans le champ de pesanteur uniforme : énergie cinétique,       Connaître et utiliser l’expression de l’énergie cinétique d’un solide en translation et de l’énergie potentielle
énergie potentielle de pesanteur, conservation ou non conservation de l’énergie mécanique.              de pesanteur d’un solide au voisinage de la Terre.
Frottements ; transferts thermiques ; dissipation d’énergie.                                            Réaliser et exploiter un enregistrement pour étudier l’évolution de l’énergie cinétique, de l’énergie
                                                                                                        potentielle et de l’énergie mécanique d’un système au cours d’un mouvement.
                                                                                                    ACTVITÉS

TP18 : Étude énergétique du mouvement de chute d’un solide dans le champ de pesanteur uniforme
Objectifs : Réaliser l’enregistrement du mouvement d’un solide pour étudier l’évolution de son énergie cinétique, potentielle et mécanique.
Situation déclenchante :

                                                                                               Jérôme est seul sur sa luge. Nicolas et David sont
                                                                                               ensemble. Ils s’amusent en classe de neige à la
                                                                                               montagne. Ils partent au même endroit en haut
                                                                                               de la piste.
                                                                                               A ton avis quel équipage va glisser plus loin en
                                                                                               bas de la piste. Explique pourquoi.



                                                                                INGENIEUR EN HYDROELECTRICITE
L’ingénieur en hydroélectricité conçoit des centrales de génération d’énergie hydroélectrique de petites et moyennes dimensions ou fait partie d’équipes travaillant sur de
grands projets pour des commandes importantes. L’énergie hydraulique comporte des avantages puisqu’elle ne produit aucun déchet, elle ne pollue pas l’eau ou l’air, la
quantité d’énergie produite est prévisible et fiable (contrairement à l’énergie éolienne ou solaire), elle est entièrement renouvelable et presque gratuite.
L’un des défis essentiels que tout ingénieur en hydroélectricité soucieux de l’environnement doit relever est l’atténuation des impacts négatifs sur l’environnement, par
exemple en créant des « échelles à poisson » pour aider les poissons migrateurs.
Semaine 24
                                                                    Formes et principe de conservation de l’énergie
                                                     CHAPITRE 24 : LES FORMES DE L’ÉNERGIE ET SA CONSERVATION
Notions et Contenus                                                                        Compétences attendues
Formes d’énergie.                                                                          Connaître diverses formes d’énergie.
Principe de conversion de l’énergie.                                                       Exploiter le principe de conservation de l’énergie dans des situations mettant en jeu différentes formes
Application à la découverte du neutrino dans la désintégration β.                          d’énergie.
                                                                                      ACTVITÉS




Étude de document : « L’énergie dans tous ses états » (extrait du site cea.fr)




                                                                     EXPLOITANT AGRICOLE EN BIOMÉTHANISATION

L’exploitant agricole en biométhanisation a pour objectif de transformer des effluents d’élevage (fumier ou purin) ou des matières végétales en biogaz, qui produira, à son
tour, de l’énergie. Il doit la plupart du temps trouver d’autres matières premières agricoles auprès de quelques agriculteurs, et doit ensuite surveiller le bon déroulement
du processus.
                                                               Partie 3



                                                                AGIR
                                                      Défis de XXIe siècle


En quoi la science permet-elle de répondre aux défis rencontrés par l’Homme dans sa volonté de développement tout en préservant la planète ?
Semaine 25
                                                                    Convertir l’énergie et économiser les ressources
                     CHAPITRE 25 : LES RESSOURCES ÉNERGÉTIQUES : CARACTÉRISTIQUES, TRANSPORT ET STOCKAGE
Notions et Contenus                                                                        Compétences attendues
Ressources énergétiques renouvelables ou non ; durées caractéristiques associées.          Recueillir et exploiter des informations pour identifier des problématiques :
Transport et stockage de l’énergie ; énergie électrique.                                   - d’utilisation des ressources énergétiques ;
                                                                                           - du stockage et du transport de l’énergie.
                                                                                           Argumenter en utilisant le vocabulaire scientifique adéquat.
                                                                                       ACTVITÉS




Étude de document : « Le stockage des énergies renouvelables : une problématique incontournable » (extrait du site lequotidien.re)




                                                                                    GÉOTHERMICIEN

Le géothermicien identifie des zones qui « stockent » de l’énergie et explore les sous-sols pour estimer la quantité d’énergie exploitable. Il évalue les possibilités de
rendement énergétique, pour réaliser la construction d’installations d’exploitation, selon la profondeur de la nappe phréatique et sa température.
Semaine 26
                                                                      Convertir l’énergie et économiser les ressources
                                           CHAPITRE 26 : L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE : PRODUCTION ET CONSERVATION
Notions et Contenus                                                                                Compétences attendues
Production de l’énergie électrique : puissance.                                                    Distinguer puissance et énergie.
Conversion d’énergie dans un générateur, un récepteur. Loi d’ohm. Effet Joule.                     Connaître et utiliser la relation liant puissance et énergie.
Notion de rendement de conversion.                                                                 Connaître et comparer des ordres de grandeur de puissances.
                                                                                                   Schématiser une chaîne énergétique pour interpréter les conversions d’énergie en termes de
                                                                                                   conservation, de dégradation.
                                                                                                   Pratiquer une démarche expérimentale pour :
                                                                                                   - mettre en évidence l’effet Joule ;
                                                                                                   - exprimer la tension aux bornes d’un générateur et d’un récepteur en fonction de l’intensité du courant
                                                                                                   électrique.
                                                                                                   Recueillir et exploiter des informations portant sur un système électrique à basse consommation.
                                                                                              ACTVITÉS

TP19 : Récepteur et générateur en courant continu
Objectifs : Mise en évidence expérimentale de l’effet Joule et caractéristique intensité-tension d’un dipôle                générateur et d’un dipôle récepteur



Situation déclenchante :




                                                                                 A votre avis, pourquoi ça chauffe ?
Étude de document : « Ampoule basse consommation : des précautions à prendre ». (extrait du site univers-nature.fr)




                                                               INGENIEUR ENERGIE-COURANTS FORTS

L’ingénieur énergie-courants forts participe aux études d’ingénierie concernant l’alimentation électrique des transports urbains et ferroviaires.
Une partie essentielle du travail consiste à déterminer le dimensionnement du réseau électrique : en courant alternatif (15kV, 25 kV) ou courant continu (750V, 1,5 kV).
Il étudie aussi le courant de retour et la compatibilité électrique des interfaces.
Semaine 27
                                                          Convertir l’énergie et économiser les ressources
                                                      CHAPITRE 27 : LA RÉACTION D’OXYDORÉDUCTION
Notions et Contenus                                                                       Compétences attendues
Oxydant, réducteur, couple oxydant / réducteur.                                           Reconnaître l’oxydant et le réducteur dans un couple.
Réaction d’oxydoréduction.                                                                Écrire l’équation d’une réaction d’oxydoréduction en utilisant les demi-équations rédox.
Modèle par transfert d’électrons.
                                                                                    ACTVITÉS




Étude de document : « La corrosion des agrafes métalliques dans les parements de façade en maçonnerie»
                                                                       par A.H.P. Maurenbrecher




                                                                       TECHNICIEN DE FABRICATION

Le technicien de fabrication assure les tâches au sein d’un atelier de production industrielle. Ses objectifs sont divers : il s’occupe de la fabrication des produits chimiques
dans les bons délais, et en accord avec la qualité fixée au préalable. Il est également de son ressort : la responsabilité de la bonne marche des appareils et de l’installation
des nouveaux équipements.
Semaine 28
                                                              Convertir l’énergie et économiser les ressources
                 CHAPITRE 28 : L’ÉNERGIE CHIMIQUE : STOCKAGE ET CONVERSION DANS LES PILES ET ACCUMULATEURS
Notions et Contenus                                                                      Compétences attendues
Piles salines, piles alcalines, piles à combustible.                                     Pratiquer une démarche expérimentale pour réaliser pour réaliser une pile et modéliser son
Accumulateurs.                                                                           fonctionnement. Relier la polarité de la pile aux réactions mises en jeu aux électrodes.
Polarité des électrodes, réactions aux électrodes.                                       Recueillir et exploiter des informations sur les piles ou les accumulateurs dans la perspective du défi
                                                                                         énergétique.
                                                                                    ACTVITÉS

TP20 : Étude du fonctionnement d’une pile électrochimique
Objectifs : Réaliser une pile et modéliser son fonctionnement.

Situation déclenchante :




                                                                Pourra-t-on consommer l’orange après ?

Étude de document : « Gestion de l’alimentation de la batterie d’un ordinateur portable »
                                                       (extrait du site windows.microsoft.com)



                                                                        INGÉNIEUR EN ÉNERGIE SOLAIRE
Les ingénieurs en photovoltaïque travaillent sur la transformation la lumière du soleil en électricité. Ils font de la recherche et du développement pour alimenter en
électricité (grâce à des panneaux composés de matériaux semi-conducteurs tel le silicium) des chalets isolés, des parcmètres et des balises.
Il rédige un devis, commande et réceptionne les matériaux, gère le planning des différents intervenants, coordonne les étapes, et suit le chantier.
Semaine 29
                                                                          Convertir l’énergie et économiser les ressources
                CHAPITRE 29 : L’ÉNERGIE CHIMIQUE : STOCKAGE ET CONVERSION PAR COMBUSTION DANS LES MOLÉCULES ORGANIQUES

Notions et Contenus                                                                              Compétences attendues
Stockage et conversion de l’énergie chimique.                                                    Recueillir et exploiter des informations sur le stockage et la conversion d’énergie chimique.
Énergie libérée lors de la combustion d’un hydrocarbure ou d’un alcool.                          Écrire une équation de combustion. Argumenter sur l’impact environnemental des transformations mises
                                                                                                 en jeu. Déterminer l’ordre de grandeur de la masse de CO2 produit lors du déplacement d’un véhicule.
                                                                                             ACTVITÉS




Étude de document :
« La combustion du charbon dans le quotidien »

« Pollution du chauffage au bois »




                                                                    INGENIEUR DE RECHERCHE EN COMBUSTION MOTEURS

Pour répondre aux défis technologiques dans les secteurs des transports automobiles, l'ingénieur de recherche en combustion apporte des réponses concrètes à l’industrie
en développant des travaux avancés sur les véhicules hybrides et les biocarburants. Au sein d'équipes pluridisciplinaires, il analyse et comprend le fonctionnement des
systèmes de combustion, il développe et utilise des codes de calcul pour la modélisation et la simulation moteur et véhicule, il conçoit et met au point des systèmes de
combustion innovants.
Semaine 30
                                                            Synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux
                                                                  CHAPITRE 30 : COMPOSÉS ORGANIQUES OXYGÉNÉS
Notions et Contenus                                                                         Compétences attendues
Alcools, aldéhydes, cétones : nomenclature, oxydations.                                     Nommer des alcools, aldéhydes, cétones et acides carboxyliques.
Acides carboxyliques : nomenclature, caractère acide, solubilité et pH.                     Reconnaître la classe d’un alcool.
                                                                                            Écrire l’équation de la réaction d’oxydation d’un alcool et d’un aldéhyde.
                                                                                            Pratiquer une démarche expérimentale pour :
                                                                                            - extraire un acide carboxylique d’un mélange ;
                                                                                            - oxyder un alcool ou un aldéhyde ;
                                                                                            - mettre en évidence par des tests caractéristiques ou une CCM un ou des produits issus de l’oxydation
                                                                                            d’un alcool ;
                                                                                            - déterminer la valeur du rendement d’une synthèse.
                                                                                            Réaliser une extraction par solvant, un chauffage à reflux, une filtration sous vide, une CCM, une
                                                                                            distillation en justifiant du choix du matériel à utiliser.
                                                                                            Argumenter à propos d’une synthèse en utilisant des données physico-chimiques et de sécurité.
                                                                                        ACTVITÉS

TP21 : Synthèse de l’acide benzoïque
Objectifs : Mettre en œuvre différentes techniques au cours de la synthèse d’une espèce chimique.

Situation déclenchante :




                                                                          Il ya jus d’orange… et jus d’orange.


                                                                                 CREATEUR DE PARFUM
Le créateur de parfum est appelé 'nez'. A partir de milliers d'essences naturelles ou de synthèse, il compose des senteurs ou fragrances nouvelles. Du gel douche aux
détergents, en passant par les eaux de toilettes et les produits de beauté les plus raffinés, aucune senteur n'est le fruit du hasard. Pour composer la meilleure des flaveurs,
les aromaticiens doivent posséder, outre des compétences chimiques et techniques, d'importantes capacités à distinguer parfaitement les odeurs et les goûts.
Semaine 31
                                                       Synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux
                              CHAPITRE 31 : NANOCHIMIE – MOLÉCULES COMPLEXES ET BIOLOGIQUEMENT ACTIVES
Notions et Contenus                                                                            Compétences attendues
Nanochimie.
Synthèse ou hémisynthèse de molécules complexes, biologiquement actives.
                                                                                        ACTVITÉS


Étude de document : « Les nanomédicaments s’attaquent au cancer » (extrait du site les echos.fr).




Étude de document : « De la synthèse d’alcaloïdes à la préparation d’ynamides avec un peu de cuivre (I) »
                                               Dr. Gwilherm EVANO,(Institut Lavoisier de Versailles, Université de Versailles St-Quentin)




                                                                           INGENIEUR EN BIOTECHNOLOGIE

L'ingénieur en biotechnologie utilise de façon industrielle les micro-organismes pour réaliser des transformations organiques. Son métier consiste à créer de nouvelles
matières, de nouvelles énergies ou de nouvelles bactéries, qui serviront aux industries chimiques, pharmaceutiques ou encore agroalimentaires.
Il doit pouvoir mettre au point les techniques permettant d'exploiter à des fins industrielles, les potentialités des micro-organismes (bactéries, levures, champignons...) et
des cellules animales et végétales (la fermentation, le génie enzymatique, le génie génétique, les cultures cellulaires et tissulaires).
Semaine 32
                                                           Synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux
                                     CHAPITRE 32 : CHIMIE DES MATÉRIAUX AMORPHES, ORGANISÉS ET PLASTIQUES
Notions et Contenus                                                                                        Compétences attendues
Synthèses et propriétés de matériaux amorphes (verres), de matériaux organisés (solides cristallins,       Recueillir et exploiter des informations pour relier les propriétés physiques d’un matériau à sa structure
céramiques) et de matières plastiques.                                                                     microscopique.
                                                                                                       ACTVITÉS




Étude de document :
« Quelle est la différence entre un verre et un cristal ? » Fabien LOND

« Les secrets du cristal Swarovski » (extrait du site boiteamalice.over.fr)




                                                                                           INGENIEUR MATERIAUX

L’ingénieur matériaux, expert dans l’élaboration et la caractérisation des matériaux, élabore et effectue les choix appropriés pour obtenir la fonction envisagée. Il possède
une culture matériaux lui permettant de couvrir des secteurs très variés (métaux, semi-conducteurs, biomatériaux ; matériaux hybrides pour le photovoltaïque…). Il est
apte à assurer la responsabilité, l’animation et la gestion d’une équipe spécialisée dans l’élaboration et la production de matériaux ayant des fonctions bien définies.

								
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