Annexe P.1 : Montage et matériel - Association pour l ... · 45 17,082 26,002 22,991 50 17,058...

Activité 2 — Expérimentation assistée par ordinateur sur la productivité des algues

Activité réalisée au Collège Ahuntsic par Alice Marcotte du Collège Ahuntsic et par Gilles Sabourin du Collège Gérald-Godin, éditée par le Saut quantique.

1

Annexe P.1 : Montage et matériel

(Figure réalisée par Juan-Andrés Gonzalez, élève en Projet de fin d’études au collège Ahuntsic, hiver 2001)

Expérience sur les algues

Matériel nécessaire pour faire un montage

Pour la manipulation Culture de Chlorella préparées à l’avance 1 Oxymètre 1 Luxmètre 1 Capteur de température 1 Éprouvette 1 Solution de NaHCO3 2 Statifs (un tient la lampe, un autre peut tenir à

la fois l’éprouvette et les capteurs) 1 Lampe de 150 watts 1 Pince universelle à 3 doigts avec noix 1 Plaque agitatrice 2 Barreaux magnétiques (gros et petit) 1 Bécher de 600 mL 2 Petites pinces universelles avec noix 1 Serres pour capteurs (ou support bricolé) 1 Sac noir en plastique Pipettes Pasteur et papier essuie-tout Pour l’entretien de l’oxymètre 1 Solution électrolytique et eau distillée Pour l’étalonnage 1 Bécher de 100 mL

Prise de mesures sur 15 minutes avec une solution de Chlorella (Orphy et ACQ)

t (s) O2 (%) T (°C) E (W/m²)0 16,935 25,611 0,704 Traitement des données avec 5 16,911 25,611 0,782 les pentes indiquées sur l'écran graphique

10 16,935 25,611 0,74315 16,960 25,611 1,017 pente en % O2 E (W/m²) durée (s)20 16,960 25,611 1,212 -0,00477 0 de 300 à 60025 16,984 25,709 1,095 -0,00166 5 de 600à 800 s30 17,033 25,709 11,808 0,00175 10 de 800 à 1000 s35 17,033 25,709 19,159 0,00404 32 de 0 à 30040 17,058 25,709 17,12645 17,082 26,002 22,99150 17,058 26,197 0,54755 17,253 26,100 0,11760 17,107 26,197 0,07865 17,058 26,491 8,40770 16,984 26,100 37,45875 17,058 24,927 0,35280 17,082 25,024 2,03385 17,107 25,318 1,36990 17,082 25,904 1,05695 17,107 26,393 0,821

100 17,131 26,588 0,704105 17,082 27,175 6,725110 17,204 27,175 29,677115 17,473 26,686 33,470120 17,546 26,491 34,174125 17,571 26,393 33,666130 17,620 26,295 34,057135 17,620 26,197 33,587140 17,522 26,197 33,353145 17,449 26,100 33,627150 17,571 26,197 33,666155 17,620 26,100 33,822

Annexe P.2 : Exemple de résultats bruts et traitésDisponible en format Excel dans la section Trésors pédagogiques du site Internet du Saut quantique (www.apsq.org/sautquantique).

Graphe 1 : Résultats bruts Reproduction de l'écran graphique durant la prise de mesures

(essai du 30 novembre 2000)

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

0 50 100 150 200 250

Temps (s)

Température (°C)

Taux d'oxygène (en %)

Luminosité (W/m2)

Activité 2 — Expérimentation assistée par ordinateur sur la productivité des alguesActivité réalisée au Collège Ahuntsic par Alice Marcotte du Collège Ahuntsic

et par Gilles Sabourin du Collège Gérald-Godin, éditée par le Saut quantique.

t (s) O2 (%) T (°C) E (W/m²)160 17,571 26,100 33,666165 17,620 26,100 32,102170 17,595 26,100 30,225175 17,595 26,100 31,437180 17,595 26,197 32,063185 17,351 26,197 30,811190 17,644 26,100 30,186195 17,644 26,197 30,342200 17,644 26,295 31,632205 17,620 26,197 31,945210 17,669 26,197 32,493215 17,644 26,295 32,414220 17,717 26,295 32,414225 17,644 26,295 32,571230 17,669 26,393 31,750235 17,766 26,393 31,163240 17,840 26,393 31,281245 17,840 26,393 31,906250 17,840 26,491 32,766255 18,353 26,491 32,805260 17,815 26,393 32,454265 17,840 26,588 32,962270 17,889 26,491 31,476275 17,962 26,588 30,890280 18,035 26,588 31,241285 18,060 26,588 31,750290 18,133 26,588 31,593295 18,133 26,686 30,968300 18,133 26,686 31,398305 18,182 26,686 32,805310 18,206 26,784 32,532315 18,255 26,686 28,974320 18,231 26,784 27,175325 18,280 26,784 25,494330 18,231 26,784 24,790335 18,328 26,784 0,156340 18,500 26,686 0,156345 18,500 26,588 0,156

Graphe 2 : Résultats traités Productivité nette des algues en fonction de la

luminosité

-0,006-0,005-0,004-0,003-0,002-0,0010,0000,0010,0020,0030,0040,005

0 10 20 30 40

Taux

d'o

xygè

ne (%

02/s

)

Luminosité (W/m2)



t (s) O2 (%) T (°C) E (W/m²)350 18,524 26,491 0,235355 18,475 26,491 0,235360 18,451 26,393 0,156365 18,451 26,393 0,235370 18,451 26,393 0,235375 18,402 26,393 0,274380 18,353 26,393 0,196385 18,304 26,393 0,156390 18,255 26,393 0,156395 18,231 26,393 0,156400 18,182 26,295 0,156405 18,133 26,295 0,196410 18,133 26,295 0,196415 18,109 26,295 0,274420 18,084 26,295 0,196425 18,035 26,295 0,156430 18,035 26,295 0,235435 17,986 26,295 0,235440 17,937 26,295 0,235445 17,913 26,295 0,196450 17,864 26,197 0,196455 17,840 26,295 0,235460 17,815 26,295 0,235465 17,791 26,197 0,235470 17,766 26,295 0,196475 17,717 26,197 0,235480 17,717 26,295 0,156485 17,693 26,295 0,196490 17,669 26,197 0,196495 17,644 26,197 0,196500 17,620 26,197 0,235505 17,571 26,295 0,235510 17,546 26,295 0,274515 17,522 26,197 0,235520 17,473 26,197 0,196525 17,449 26,197 0,156530 17,449 26,197 0,156535 17,400 26,197 0,156



t (s) O2 (%) T (°C) E (W/m²)540 17,400 26,197 0,196545 17,351 26,197 0,274550 17,326 26,197 0,196555 17,302 26,197 0,156560 17,278 26,197 0,196565 17,253 26,197 0,196570 17,204 26,197 0,156575 17,204 26,197 0,156580 17,180 26,197 0,156585 17,131 26,197 0,156590 17,107 26,197 0,196595 17,107 26,197 0,235600 17,058 26,197 0,235605 17,033 26,197 0,235610 16,984 26,197 0,274615 17,033 26,197 5,279620 16,887 26,197 4,809625 16,618 26,295 5,396630 16,887 26,295 5,279635 16,862 26,295 5,161640 16,789 26,393 5,044645 16,862 26,393 5,044650 16,862 26,393 5,044655 16,960 26,393 5,044660 16,862 26,393 4,966665 16,862 26,393 4,848670 16,862 26,393 4,809675 16,935 26,393 4,770680 16,862 26,393 4,770685 16,740 26,491 4,770690 16,960 26,393 4,770695 16,789 26,393 4,770700 16,789 26,393 4,848705 16,813 26,393 4,809710 16,716 26,393 4,770715 16,789 26,393 4,966720 16,789 26,393 4,888725 16,740 26,393 4,809



t (s) O2 (%) T (°C) E (W/m²)730 16,691 26,393 4,966735 16,716 26,491 4,927740 16,691 26,393 4,927745 16,691 26,393 4,927750 16,691 26,393 4,848755 16,642 26,393 4,731760 16,691 26,393 4,770765 16,716 26,393 4,848770 16,691 26,393 4,848775 16,667 26,393 4,770780 16,691 26,393 4,575785 16,642 26,393 4,731790 16,691 26,393 4,692795 16,642 26,393 4,848800 16,642 26,393 7,820805 16,593 26,393 7,586810 16,618 26,393 9,110815 16,667 26,393 9,150820 16,691 26,393 9,071825 16,716 26,393 9,150830 16,740 26,491 9,345835 16,716 26,393 9,462840 16,716 26,393 9,501845 16,716 26,393 9,384850 16,716 26,393 9,228855 16,716 26,491 9,032860 16,691 26,393 9,150865 16,667 26,491 9,267870 16,740 26,491 9,306875 16,764 26,491 9,384880 16,740 26,491 9,267885 16,740 26,491 9,228890 16,740 26,393 9,071895 16,764 26,393 8,993900 16,764 26,491 9,071905 16,813 26,491 9,267910 16,764 26,491 9,423915 16,789 26,491 9,306



t (s) O2 (%) T (°C) E (W/m²)920 16,716 26,491 9,423925 16,764 26,491 9,384930 16,764 26,491 9,150935 16,813 26,491 9,071940 16,813 26,491 9,071945 16,862 26,588 9,071950 16,838 26,491 8,993955 16,862 26,491 8,368960 16,911 26,588 8,446965 16,887 26,491 8,524970 17,131 26,588 8,680975 16,911 26,588 8,680980 16,911 26,491 8,837985 17,033 26,491 8,837990 16,960 26,491 8,798995 16,887 26,588 8,524

1000 17,107 26,491 2,854





1

Annexe P.3 : Étalonnage de l’oxymètre L'oxymètre vous donne des valeurs en pourcentage d’oxygène dissous. Il sera possible de transformer ces taux en mg d’O2/L d’eau en tenant compte de la solubilité de l’oxygène qui varie selon la température de l’eau. Ainsi, une eau à 10 °C saturée en oxygène (taux : 25 %) contient 11,3 mg d’O2/L, alors qu’à 25 °C, une eau saturée en oxygène ne contient que 8,4 mg d’O2/L. L’oxymètre doit être étalonné à la même température que la solution dont vous désirez mesurer le taux d’oxygène dissous. Pour ce faire, nous avons laissé reposer à la température de la pièce un bécher d’eau distillée, ainsi que la solution à analyser. Ouvrez le programme ACQ qui pilote l’interface. Branchez l’oxymètre à l’interface en fonctionnement 10 minutes avant de l’utiliser (position de l’interrupteur en marche). Pendant ce temps, grâce à un barreau aimanté et une plaque agitatrice magnétique, agitez fortement de façon soutenue un échantillon d’eau distillée (environ 200 mL) pour le saturer en oxygène. Avant d’utiliser l’oxymètre, vérifiez qu’il n’y ait pas de bulles d’air sous la membrane. Si c’est le cas, il faut remettre du liquide électrolytique dans la sonde. Après 10 minutes, diminuez l’agitation de l’eau (agitation légère), déposez l’oxymètre et le capteur de température dans le bécher sans qu’ils ne touchent le barreau. Pour étalonner, utilisez le programme ACQ en mode Vu-mètre. Le bouton d’étalonnage de l’oxymètre est situé au lieu du branchement du capteur à l’interface; ajustez-le à une valeur légèrement inférieure à 25 % (le plus près possible sans l’atteindre ni la dépasser). Pour mesurer le taux d’oxygène de votre échantillon inconnu d’eau, il suffit maintenant de le placer sur la plaque magnétique, de l’agiter doucement à l’aide du barreau magnétique, de noter la valeur indiquée par l’oxymètre ainsi que la température de l’échantillon. Après utilisation, il faudra ranger la sonde oxymétrique dans l’eau distillée, car la membrane doit toujours être maintenue humide lorsqu’elle contient du liquide électrolytique. NOTE : Remplissez la feuille de contrôle du matériel informatique ci-jointe et remettez-la aussitôt aux personnes-ressources.



2

Feuille de contrôle du matériel informatique Nom de l’utilisateur : ______________________________ Date : Heure : Signature : ________________ Numéro de l’Orphy : ________ Numéro de l’ordinateur

Numéro du câble

Numéro du transformateur

Remarque (reconnu? non? instable?)

Identification de la source du problème, s’il y a lieu? ________________________________________________________________ Inscrivez le numéro de la sonde sous l’emplacement correspondant :

Sondes utilisées Emplacement 1 Emplacement 2 Emplacement 3 Emplacement 4

thermomètre

oxymètre pression absolue

pression relative

Utilisation du mode : ❏ balade ❏ f(x) ❏ f(t) Utilisation du logiciel : ❏Portable ❏Visuel Orphy ❏ACQ Autre logiciel : ________________ Placez l’interrupteur à (A) arrêt ou O (off) quand vous avez terminé.

Disponible en format Excel dans la section Trésors pédagogiques du site Internet du Saut quantique

(www.apsq.org/sautquantique).

T(°C) Solubilité de O2 (mg/L)17,0 9,718,0 9,519,0 9,420,0 9,221,0 9,022,0 8,823,0 8,724,0 8,525,0 8,426,0 8,227,0 8,1

Température de l'échantillon (°C) 18,00Val. Oxygène dissous mesurée en % 21,20

Taux d'oxygène à saturation à cette temp. 9,5Oxygène dissous dans l'échantillon (mg/L) 8,07

Ce tableau présente le taux maximal d'oxygène dissous dans un échantillon d'eau distillée saturée en oxygène à différentes températures.

Pour obtenir le taux d'oxygène contenu dans votre échantillon (en mg/L):Inscrivez dans la case D20 la valeur en % indiquée par l'oxymètre.Inscrivez en D19 la température de votre échantillon lors de la prise de mesure.Le taux correspondant d'oxygène en mg/L apparaîtra en D22.

Annexe P.4 : Conversion du % d'oxygène dissous en mg/L



Activité 2 — Expérimentation assistée par ordinateur sur la productivité des algues Activité réalisée au Collège Ahuntsic par Alice Marcotte du Collège Ahuntsic


Annexe P. 5 : Grille de correction du rapport de laboratoire

Effet de la lumière sur la chlorophylle Résultats :

Tableau : Titre adéquat, clarté et propreté ( /10) Interprétation

Extraction récente : fluorescence et infra-rouge ( /2) Épuisement : explication du phénomène d’oxydation ( /3) Raison pour l’absence de ces phénomènes dans le chloroplaste ( /5)

/20

Chromatographie Résultats

Titre correct et identification des bandes et des Rf ( /10) Interprétation

Pigments sont hydrophobes et, par conséquent, enchâssés dans la membrane lipidique ( /5)

/15

Production de sucres dans la feuille de Géranium Résultats :

Dessin de la feuille de Géranium montrant avant et après traitement ( /5) Interprétation

Épuisement des réserves d’amidon après 36 heures d’obscurité ( /5) Résultats démontrent que les C(H2O)n sont les produits finaux de la photosynthèse (référence au test lugol) ( /5) et que la lumière est responsable de la photosynthèse (réf. absence de C(H2O)n sous masque) ( /5)

/20

Productivité primaire Dessin annoté du montage ( /7) Résultats

Tableau avec un titre et une légende clairs ( /7) Graphique avec axes et titre clairement identifiés + abscisse à l’origine ( /7)

Format de la discussion Retour sur l’hypothèse et les résultats ( /8) Démonstration d’une bonne compréhension de la manipulation et de la théorie ( /8) Théorie pertinente : rappel du rôle de l’O2 dans la photosynthèse et la respiration cellulaire ( /8)

/45

TOTAL /100 (Manseau, Maryse, 2002)



1

Annexe P.6 : Photosynthèse et respiration chez les algues

(Spectre, mai 1999, n° 28 thématique, p. 40-43)



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