Sciences de la vie et de la terre

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Prélever des données de terrain pour comprendre l'influence d'un arbre sur les paramètres physicochimiques d'un milieu et les mettre en commun avec un tableur collaboratif

 

Retour à la page principale du TraAM 2020-2021 sur le filao

 

Sur les coulées de lave du Grand Brûlé dans l'enclos du piton de la fournaise, le filao est l'une des premières plantes colonisatrices. Cet arbre, espèce exotique envahissante, présente une croissance rapide. En quelques années, il forme une couverture arbustive conséquente ce qui modifie les paramètres physico-chimique du milieu.

 

 

 

On se propose ici de mesurer certains changements induits par le filao lors de son développement pour comprendre la dynamique de colonisation d'un milieu.

 

Cette étude pourra être intégrée dans une problématique plus large et être associée à d'autres modules du TraAM (diversité spécifique, influence du type de coulée...)

 

 

 

Sommaire :

 

 

Place dans les programmes

 

En première spécialité SVT

 

Enjeux contemporains de la planète : Les écosystèmes : des interactions dynamiques entre les êtres vivants et entre eux et leur milieu

 

  • Les écosystèmes sont constitués par des communautés d’êtres vivants (biocénose) interagissant au sein de leur milieu de vie (biotope).
  • Même sans l’action de l’Homme, les écosystèmes montrent une dynamique spatio-temporelle avec des perturbations (incendies, maladies) affectant les populations. La complexité du réseau d’interactions et la diversité fonctionnelle favorisent la résilience des écosystèmes, qui jusqu’à un certain seuil de perturbation, est la capacité de retrouver un état initial après perturbation.
  • Extraire et organiser des informations, issues de l’observation directe sur le terrain, pour savoir décrire les éléments et les interactions au sein d’un système. Comprendre l’importance de la reproductibilité des protocoles d’échantillonnage pour suivre la dynamique spatio-temporelle d’un système.

 

Compétences numériques du CRCN

 

 

 

La préparation de la sortie

 

Disposer des capteurs ad hoc

 

Nous avons choisi de mesurer des paramètres simples : humidité (hygromètre), température (thermomètre) et luminosité (luxmètre). En effet, le rôle des arbres dans l'évolution de ces paramètres est simple à comprendre, tout comme leur influence sur la croissance des autres végétaux du milieu.

 

Ces mesures peuvent se faire soit à l'aide de capteurs dédiés, soit en utilisant une station météo qui, parmi de nombreux paramètres, fournit également ces données.

 

Enfin les smartphones comportent de nombreux capteurs (dont un luxmètre et plus rarement un thermomètre ambiant) et peuvent également être connectés à des capteurs annexes.

 

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Préparer le tableur collaboratif

 

De nombreux tableurs collaboratifs existent. Ils sont généralement faciles d'utilisation et utilisent les mêmes fonctions que les tableurs hors-ligne classiques.

 

Il convient en priorité d'utiliser le tableur collaboratif de votre ENT, s'il en propose un.

 

L'espace collaboratif de l'éducation nationale.

 

 

D'autres tableurs collaboratifs peuvent être utilisés mais il convient de vérifier les modalités d'utilisation des données personnelles avant de le faire.

 

Partager le tableur collaboratif

 

Les tableurs collaboratifs peuvent être partagés avec les élèves avec un simple lien. Cependant, celui-ci est généralement très long. Pour un partage plus efficace sur le terrain, on prendra le temps de convertir ce lien en QRCode.

 

Pour cela, l'ENT propose un service de raccourcissement d'url qui propose également un QRCode accessible via metice.

 

 

 

 

Chapril propose un site pour faire cette opération facilement. Ce site présente l'avantage d'être gratuit, sans publicité et sans traçage des données personnelles. Il fait partie des CHATONS (Comité des Hébergeurs Alternatifs, Transparants, Ouverts , Neutres et Solidaires).

 

Pendant la sortie de terrain

 

Deux zones doivent être sélectionnées pour effectuer la comparaison : une zone où la végétation ne s'est que peu développée et une où la forêt de filao commence à être conséquente. La coulée de 2004 offre actuellement une telle variété de paysages.

 

Végétation peu développée sur la coulée de 2004Forêt de Filaos sur la coulée de 2004

 

 

 

 

 

Trois possibilités sont envisageables :

 

  • Sélectionner à l'avance les deux zones et, le jour de la sortie, y mener les élèves pour effectuer les mesures
  • Fournir les coordonnées GPS de ces deux zones pour que les élèves les retrouvent
  • Laisser les élèves choisir les deux zones

 

Une fois sur la zone, le choix de l'organisation des mesures a été laissé aux lycéens (transect ou quadrillage), pour la sortie des collégiens, la méthode des transects a été imposée. Au final, les lycéens ont également choisi de faire des transects mis en place aléatoirement. Un relevé a été effectué tous les mètres le long de la corde utilisée. Toutes les mesures ont été prises au niveau du sol.

 

 

 

Organisation en quadrillage

 		 

 

 

 

Organisation en transect aléatoire

 

 

 

 

Ces mesures peuvent être effectuées en parallèle d'un relevé de biodiversité spécifique.

 

Conclusion

 

Grâce au tableur collaboratif, les élèves peuvent rentrer en direct les données pour chaque point de mesure.

 

Deux modalités de travail ont été proposées aux élèves :

 

  • Rentrer les données au fur et à mesure qu'elles sont prises
  • Noter les données puis les rentrer en bloc à la fin des mesures

 

On constate que les groupes de travail se mettent rapidement d'accord sur une des deux modalités (la majorité préférant noter les données au fur et à mesure) et, dans l'ensemble, les groupes parviennent à jongler avec les différents capteurs et leur smartphone ou ordinateur. Il convient néanmoins de vérifier que l'ensemble des groupes rentre bien leurs données - c'est particulièrement vrai pour les groupes qui ont décidé de les rentrer à la fin : des oublis sont constatés, ce qui supprime l'aspect collaboratif de la prise de mesure.

 

 

 

Une moyenne ainsi qu'une mesure de la dispersion (écart type par exemple) peuvent alors se calculer facilement en utilisant le tableur.

 

 

 

Comme attendu, la forêt de filao présente une luminosité et une température inférieure, tandis que l'hygrométrie est supérieure.

 

On peut également envisager de mesurer ces paramètres dans la litière créée par les épines de filaos (quasi-absentes de la zone à la végétation jeune) pour constater que cette tendance y est encore plus importante. Certains groupes l'ont tenté : ils constatent alors que l'humidité dans la litière est nettement supérieure et la température légèrement inférieure.

 

 

 

Il convient également de faire attention à l'évolution météorologique. Lors d'une de nos sorties, le temps s'est couvert sur la fin des mesures. Elles ne peuvent donc raisonnablement pas être comparées et doivent être éliminées de la comparaison.