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Fiche mise à jour le 24/01/2012
fiche d'exploitation pédagogique

 
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Recherche scientifique et pratiques agricoles

Niveau : Lycée, Seconde Mise à jour janv. 2012
Discipline : Sciences de la Vie et de la Terre

 La Lettre de Semencemag

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Sous-titre :

Trouver et exploiter des ressources tout en gérant le patrimoine naturel

Chapitres du programme

La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant

Objectifs d’apprentissage visés

Pour aborder le thème des « Enjeux planétaires contemporains », on s’intéresse à certains aspects de la question énergétique ainsi qu’au défi que représente, en matière de ressources en sol, le développement d’une agriculture qui répond aux besoins de l’humanité.

Notions

L’homme a besoin de matière et d’énergie. La croissance démographique place l’humanité face à un enjeu majeur : trouver et exploiter des ressources (énergie, sol) tout en gérant le patrimoine naturel.

Le soleil : une source d’énergie essentielle

  • La lumière solaire permet, dans les parties chlorophylliennes des végétaux, la synthèse de matière organique à partir d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone. Ce processus permet, à l’échelle de la planète, l’entrée de matière minérale et d’énergie dans la biosphère.
  • L’énergie solaire est inégalement reçue à la surface de la planète.
  • La photosynthèse en utilise moins de 1%. Le reste chauffe l’air (par l’intermédiaire du sol) et l’eau (ce qui est à l’origine des vents et courants) et évapore l’eau (ce qui permet le cycle de l’eau).
  • L’augmentation rapide, d’origine humaine, de la concentration du dioxyde de carbone dans l’atmosphère interfère avec le cycle naturel du carbone.
  • Utiliser l’énergie des vents, des courants marins, des barrages hydroélectriques, revient à utiliser indirectement de l’énergie solaire. Ces ressources énergétiques sont rapidement renouvelables.
  • La comparaison de l’énergie reçue par la planète et des besoins humains en énergie permet de discuter de la place actuelle ou future de ces différentes formes d’énergie d’origine solaire.
  • Pour satisfaire les besoins alimentaires de l’humanité, l’Homme utilise à son profit la photosynthèse.

Compétences

  • Recenser, extraire et organiser des informations pour prendre conscience de l’importance planétaire de la photosynthèse.
  • Comprendre la responsabilité humaine en matière d’environnement.
  • Comprendre les éléments d’un débat. Manifester un intérêt pour la vie publique et les grands enjeux de la société à l’échelle planétaire.
  • Modéliser, recenser, extraire et organiser des informations afin de comprendre comment l’homme intervient sur les flux naturels de biomasse et les détourne partiellement à son profit.

Les ressources sélectionnées pour illustrer ce thème : articles, entretiens, vidéos

Articles

Article  1 :
Faudra t-il se délocaliser sur la planète Mars ?
Contenus et intérêts pédagogiques de cet article
  • exploitation des ressources et ses conséquences
  • épuisement des ressources non renouvelables
  • ouverture sur les plantes – ressources renouvelables

A exploiter avec l’article Les plantes, des capteurs solaires très efficaces, pour :
poser clairement les enjeux paradoxaux et les défis à relever : nourrir les hommes, gérer l’environnement en protégeant les ressources, pratiquer une agriculture responsable, subvenir aux besoins d’une population en croissance exponentielle dans un monde aux dimensions non extensibles.

Cet article et l'article Les plantes, des capteurs solaires très efficaces constituent ainsi la base permettant d’entrer dans la recherche de solutions déjà existantes (articles Le biogaz, ça chauffe à Le nouveau visage de nos campagnes).

Les articles Faudra t-il se délocaliser sur la planète Mars à Le nouveau visage de nos campagnes présentent des aspects très concrets de la recherche scientifique, des progrès déjà accomplis et des perspectives de recherches à mener.

Les articles Faudra t-il se délocaliser sur la planète Mars à Adapter les variétés de maïs au changement climatique illustrent des aspects très concrets de la production d’oxygène et de l’absorption de dioxyde de carbone (rôle des ruminants, des prairies y compris du gazon). Ils permettent un questionnement sur le rôle des végétaux dans les équilibres écologiques (puits de carbone et production d’oxygène). Ils peuvent donc constituer une documentation complémentaire aux aspects plus biochimiques du cours.

Article 2 :
Adapter le blé au changement climatique

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article

Pour nourrir les populations croissantes, il faut gagner en rendement.
Analyse des problèmes posés par le réchauffement climatique et présentation des directions de recherche : rôle du C02, besoins en eau, améliorations génétiques des variétés de blé.

Article 3 :
Terrains de sport : gazon naturel ou pelouse synthétique ?

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article

Présentation des aspects positifs du gazon naturel pour les terrains de sport :

  • environnement et santé des sportifs
  • risques plus faibles de blessures
  • captation des polluants et du C02
  • isolation thermique et phonique
  • aspects financiers
Article 4 :
La Camargue nous nourrit... en riz

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article
  • présentation des conditions de culture du riz
  • qualités nutritionnelles liées à sa composition
  • variation de la composition en fibres et en glucides en fonction des variétés cultivées
  • impact des conditions de culture sur la richesse en protéines
  • spécificités du riz de Camargue qui représente 98% de la production de riz français
Article 5 :
Le biogaz : ça chauffe

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article
  • fabrication de chaleur, gaz et électricité à partir des déchets de culture – économies de ressources, recyclage

Cet article et les articles Adapter les variétés de maïs au changement climatique, Plantes et réchauffement climatique, une solution en Afrique ? et Légumineuses : pour des menus équilibrés et durables illustrent l’adaptation des plantes cultivées au manque d’eau et anticipation sur les causes probables du réchauffement climatique.

Cet article et les articles Quelles plantes peut-on transformer en biocarburants ?, Biogaz : les raffineries végétales ont de l'avenir !, Des plantes à fleurs dans nos moteurs s’intéressent à la notion de biomasse végétale produite par l’agriculture comme une source de nourriture mais aussi une source de combustibles ou d’agro carburants. Ces deux productions entrent en concurrence.

Article 6 :
Les plantes : des capteurs solaires très efficaces

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article
  • notions de base sur la photosynthèse, aspects historiques
  • adaptation de l’espèce maïs à l’efficacité photosynthétique (nombre de feuilles, surface foliaire, disposition des feuilles…

A exploiter avec l’article Faudra t-il se délocaliser sur la planète Mars et compléter par la vidéo Maïs et photosynthèse, une efficience remarquable.

Article 7 :
Adapter les variétés de maïs au changement climatique

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article

adaptation, grâce à la sélection, dans le sens des économies d’eau notamment

Article 8 :
Plantes et réchauffement climatique, une solution en Afrique ?

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article

adaptation au manque d’eau et à la sécheresse , sélection à favoriser

Article 9 :
Légumineuses : pour des menus équilibrés et durables

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article

économies d’énergie, bilan énergétique favorable, nappes d’eau préservées

Article 10 :
Le grand défi du XXIème siècle : nourrir et respecter

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article
  • économies des ressources – protection de l’environnement, notamment des sols

Cet article et les articles Quelles plantes peut-on transformer en biocarburants, Ruminants, prairies et effet de serre et Le grand bol d’air des cultures présentent des exemples précis de végétaux (légumineuses, luzerne) et de leurs qualités écologiques.

Article 11 :
Quelles plantes peut-on transformer en biocarburants ?

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article

origine de la production de diester (colza, tournesol, soja) et de bioéthanol (plantes riches en amidon comme la pomme de terre)

Article 12 :
Ruminants, prairies et effet de serre

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article
  • rôle bioénergétique des ruminants et des prairies (production de méthane, fixation de carbone)

Cet article et les articles Le grand défi du 21ème siècle : nourrir et respecter, Le grand bol d’air des cultures et Le nouveau visage de nos campagnes montrent la prise en compte des économies d’énergie et des ressources.

Article 13 :
Le grand bol d'air des grandes cultures

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article

les végétaux constituent des pompes à carbone, ils produisent de l’oxygène

Article 14 :
Le nouveau visage de nos campagnes
Contenus et intérêts pédagogiques de cet article

économies des ressources et respect de l’environnement

Article 15 :
La luzerne, plante écologique

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article
  • richesse de ses utilisations (biomasse)
  • favorable à la biodiversité
  • enrichissement du sol en azote
  • protection des sols
Article 16 :
Biogaz : les raffineries végétales ont de l'avenir !

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article

production de biogaz à partir des plantes cultivées (maïs, luzerne) et de leurs déchets

Article 17 :
Gazon : le naturel s'enracine

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article

rôle oxygénateur et de filtre à eau du gazon

Article 18 :
Des plantes à fleurs dans nos moteurs

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article
  • production de diester (tournesol, colza), données chiffrées

A exploiter avec la vidéo Biocarburants à base d'éthanol : que peut-on trouver à la pompe ?

Article 19 :
Peut-on réduire les déchets verts ?

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article

économies d’énergie dans la sélection des gazons

Article 20 :
Les débats sont ouverts !

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article
  • envisage les différents aspects du problème, notamment la concurrence avec les cultures alimentaires et les espoirs d’amélioration des rendements énergétiques

La biomasse peut être considérée comme une des sources d’énergie renouvelable à l’échelle humaine (utilisation indirecte de l’énergie solaire).
L’épuisement des énergies fossiles et les conséquences de leur utilisation sur l’environnement ont conduit à l’émergence d’autres sources d’énergie, renouvelables. Le questionnement sur les plantes et les sources d’énergie renouvelables permet d’envisager l’avenir avec des alternatives possibles au pétrole. L’article pose clairement les problèmes actuels et illustre la nécessité de continuer les recherches sur ce sujet.

Article 21 :
Bioéthanol : variétés et rendement énergétique

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article
  • bioéthanol, agriculture et environnement
  • les marges de progrès en matière de rendement
  • bilan énergétique au champ
Article 22 :
La biomasse mobilise l'énergie... des chercheurs

Contenus et intérêts pédagogiques de cet article
  • présentation des espèces végétales actuellement utilisées pour la production de biomasse
  • des voies de recherches actuelles et des espoirs dans la sélection de variétés plus efficaces

A exploiter avec la vidéo Des graminées sélectionnées pour leur biomasse.


Entretiens

Entretien  1 :
Apporter des informations objectives aux élus pour le choix des gazons
Contenus et intérêts pédagogiques de cet entretien

La Société Française des gazons conseille les collectivités dans leur choix pour les espaces engazonnés :

  • les besoins en eau sont très variables selon la composition du tapis végétal
  • le choix des espèces et des variétés constituant le gazon naturel s’avère primordial
  • on dispose d’un très grand nombre de variétés, aux qualités très variables
  • les terrains synthétiques ne sont pas sans entretien
  • on se trouve actuellement dans une logique de développement durable, qui associe des notions sociales, économiques et environnementales
Entretien  2 :
Le gazon naturel préserve une certaine biodiversité
Contenus et intérêts pédagogiques de cet entretien

Un exemple concret dans une petite commune du Nord Pas de Calais, comparaison pelouse synthétique / pelouse naturelle.

Entretien  3 :
Les agriculteurs peuvent infléchir l’impact du changement climatique
Contenus et intérêts pédagogiques de cet entretien

Conséquences positives et négatives du changement climatique sur les cultures.

Entretien  4 :
Je cultive ces semences par conviction
Contenus et intérêts pédagogiques de cet entretien
  • conditions de culture du riz en Camargue
  • problèmes rencontrés pour pratiquer la rotation des cultures
  • critères de sélection et d’adaptation des variétés de riz  cultivées en Camargue

Vidéos

Vidéo  1 :
Maïs et photosynthèse, une efficience remarquable

Contenus et intérêts pédagogiques de cette vidéo
  • adaptation de l’espèce maïs à l’efficacité photosynthétique (nombre de feuilles, surface foliaire, disposition des feuilles…

A exploiter avec l’article Les plantes, des capteurs solaires très efficaces.

Vidéo  2 :
Biogaz : des milliers d'installations en Allemagne

Contenus et intérêts pédagogiques de cette vidéo
  • Bon descriptif des principes de fabrication du biogaz à partir des cultures (maïs), des déchets de culture et d’élevage (lisier).

A exploiter avec l’article Le biogaz, ça chauffe.

Vidéo  3 :
Des graminées sélectionnées pour leur biomasse

Contenus et intérêts pédagogiques de cette vidéo
  • présentation du miscanthus, graminée forte productrice de biomasse

A exploiter avec l’article La biomasse mobilise l’énergie… des chercheurs.

Vidéo  4 :
Biocarburants à base d'éthanol : que peut-on trouver à la pompe ?

Contenus et intérêts pédagogiques de cette vidéo
  • présentation rapide des « carburants verts » actuellement disponibles le super éthanol 85 et le SP95 E10 comportant 10% d’éthanol

A exploiter avec l’article Des plantes à fleurs dans nos moteurs.

 

 

 

 

 

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