Mission 9 : Recycler la matière sur Mars

Mission 9 : Recycler la matière sur Mars

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Introduction : 

Nous utilisons la matière organique produite par les êtres vivants. Cela génère des déchets qu’il va falloir gérer sur Mars si on ne veut pas polluer notre nouvelle planète.  Comment s’effectue le recyclage de la matière ?

Objectifs de connaissances :

• Découvrir que la matière circule dans les écosystèmes.
• Découvrir le rôle du sol dans le recyclage de la matière organique
• Classer les producteurs de matière
• Découvrir le tri sélectif

Objectifs de capacités de SVT

• C 4.2 Exploiter un document constitué de divers supports : textes, tableau, graphique, dessins
• C 4.3 Utiliser différents modes de représentation formalisés : dessin, schéma, tableau
•  S’investir et coopérer

Étape 1 : Comprendre le recyclage naturel de la matière organique sur Terre

Des élèves du collège s'interrogent : « Que va-t-on faire des déchets sur Mars ? » Un élève indique qu’il faudra enterrer les déchets comme on le fait parfois sur Terre car le sol participe au recyclage de la matière. Une élève pense qu’enterrer les déchets c’est polluer le sol et que tous les déchets doivent être traités dans un centre de recyclage. Qui a raison ?  

Réalise les activités afin de comprendre comment la matière utilisée par l’Homme peut être recyclée (présentés en ateliers tournants en classe).

Activité 1a : Le devenir d’un déchet dans la nature

On qualifie de biodégradable, un déchet qui peut être entièrement dégradé dans la nature au contact du sol. Dans une expérience, on dépose des déchets sur le sol et puis on observe au bout d’un mois. 

1. À l’aide des photographies précédentes, dans ton cahier, trace un tableau pour classer les éléments selon qu’ils sont biodégradables ou pas.  Liste des déchets déposés au sol : carton, pelure d’orange, feuille d’arbre, bouchon plastique, écorce d’arbre, mouchoir en papier, trognon d’ananas, pierres.
2. En ce moment avec l’épidémie de coronavirus, on retrouve de plus en plus de masques dans la nature parce que beaucoup de gens les jettent par terre par peur de ramener le virus chez eux alors qu’il suffit de les mettre dans un petit sac, fermer celui-ci et de jeter le tout à la poubelle. Ces déchets constituent une pollution visuelle mais aussi une source de pollution pour la nature. Explique pourquoi en donnant un exemple.

Site https://www.covidlitter.com/

Pour aller plus loin : voici le temps de dégradation des déchets dans la nature, sur terre et dans la mer.

Source : https://naturealsacebossue.over-blog.com/2015/12/la-duree-de-vie-des-dechets-dans-la-nature.html

Source : https://www.health.belgium.be/fr/flyer-combien-de-temps-pour-se-degrader-en-mer

Activité 1b : À la découverte du sol

Le sol est constitué de 3 couches principales :

• La litière : située en surface, elle est constituée de feuilles mortes, de restes d'êtres vivants...
• L'humus : situé sous la litière, cette couche sombre contient une grande quantité de matière organique.
• La couche minérale : située sous l'humus, on y trouve des blocs de roches de différentes tailles qui sont mélangés à de la terre.

Le sous-sol est constitué de la roche qui est à l’origine des blocs de la couche minérale du sol.

1. Sur la coupe de sol suivante, complète les légendes manquantes.

Les êtres vivants que l'on trouve dans le sol sont très divers. Pour capturer les petits animaux qui vivent dans le sol, on peut utiliser l'appareil de Berlèse. Les êtres vivants du sol fuient la lumière : ils sont lucifuges. La lampe a donc pour rôle de faire fuir les êtres vivants du sol en direction du récipient contenant de l’alcool situé à l’opposé de la lumière. Pour identifier ces êtres vivants on peut utiliser une clef de détermination. Cet outil permet de donner un nom aux animaux récoltés.

2. À l’aide de la clé de détermination, complète les légendes en indiquant le nom des êtres vivants du sol qui ont été récoltés.

Sur le schéma de la coupe de sol, passe au fluo jaune la couche abritant les êtres vivants. 

Activité 1c : Le rôle des êtres vivants dans la décomposition de la matière organique

A/  Le rôle des champignons

Belin cycle3 2016

 

Consigne : Choisis la bonne proposition.

On constate qu’une feuille morte, après 3 mois de décomposition par les champignons est 10 /100 fois plus légère / lourde qu’au départ. Elle a donc gagné /perdu de la matière organique. Celle-ci a été consommée/ produite par les champignons du sol. Ce dernier l’a transformée en matière organique / minérale.

B/ le rôle des vers de terre

Les lombrics se nourrissent de feuilles mortes mais également de la matière organique en décomposition qui se trouve dans la terre qu’ils avalent en creusant leurs galeries. La terre avalée est ensuite rejetée en surface sous forme de « turricules ». 

Belin cycle 3 2016 et je ne sais plus sorry

On compare la composition du sol en surface et celle des turricules :

Consigne : Analyse les graphiques en camembert indiquant la composition du sol en surface et des turricules puis complète les phrases à l’aide des mots suivants : recyclage, décomposeurs, matière organique, sol, matière minérale, feuilles mortes.

On constate que les turricules sont beaucoup plus riches en ……………………..  ………………………….., que le ………………...

On sait que les vers de terre se nourrissent de ……………………..  …………………………….

On en déduit que les vers de terre décomposent la ……………………..  ……………………………. en ……………………  ……………………………..: on les appelle des …………………………………..

Activité 1d : Le devenir de la matière minérale du sol

Dans le sol, la matière minérale se présente soit sous une forme solide (gravier, sable…) soit sous la forme d’éléments chimiques dissouts dans l’eau du sol et appelés « sels minéraux » (calcium, magnésium, potassium, nitrates etc…).

Pour comprendre l’importance des sels minéraux du sol, des recherches ont été réalisées. Dans l’expérience n°1, une plante reçoit de l’eau minéralisée (contenant des sels minéraux) et l’autre reçoit de l’eau déminéralisée (de laquelle on a enlevé les sels minéraux). 

L’expérience témoin est le montage qui recrée les conditions naturelles et qui permet, par comparaison, d’expliquer ce qu’il se passe dans le test.

L’expérience test, est l’expérience où l’on fait varier un élément afin d’en déterminer son rôle.

1. Concernant les expériences, entoure la bonne proposition :
   1. Dans cette expérience on cherche à tester l’importance de l’eau / des sels minéraux dans la croissance de la plante.
   2. L’expérience témoin est l’expérience 1/2 car elle possède/ne possède pas de sels minéraux.
   3. L’expérience test est l’expérience 1/2 car elle possède/ne possède pas de sels minéraux

2. La croissance des plantes est observée au bout de 2 semaines. Entoure la bonne proposition.
   1. On constate que dans l’expérience témoin la plante produit / ne produit pas de la matière (feuilles, tiges etc…).
   2. On constate que dans l’expérience test la plante produit / ne produit pas de la matière (feuilles, tiges etc…).
   3. Or seule l’expérience témoin / test possède des sels minéraux.
   4. On en déduit que la matière minérale / organique permet à la plante de produire de la matière minérale / organique.
3. Dessine l’expérience que tu devrais faire si tu devais tester l’importance de l’eau. Dessine le résultat que tu penses obtenir.

Recopie le bilan dans ton cahier en le complétant avec les mots suivants : décomposeurs, décomposition, minérale, organique, recyclage

BILAN 1 : Le sol abrite des êtres vivants dont l’activité assure la ………………………………

de la matière ………………………………………….en matière …………………………….…………. : ce sont les ……………………………………………………………………………... Ils assurent un ………………………… de la matière organique en matière minérale.

Étape 2 : Comprendre la circulation de la matière sur Terre

Activité 2a : Les végétaux, points de départ de la circulation de la matière.

On sait que les plantes ont besoin d’eau et de sels minéraux pour produire leur matière organique et se développer. L’eau et les sels minéraux sont de la matière minérale. On peut de demander si les plantes ont besoin d’autres éléments pour se développer.  Des expériences sont réalisées pour tester d’autres facteurs. On prive une plante d’un facteur et on observe le développement de celle-ci :

• si la plante se développe correctement, elle n’a pas besoin de ce facteur
• si la plante ne se développe pas correctement, elle en a besoin. 

Voici le résultat de 3 expériences :

Précisions : 

• CO2 ou dioxyde de carbone : c’est un gaz présent dans l’air
• Potasse : produit chimique qui absorbe le dioxyde de carbone

Consignes :

1. Étudie chaque expérience et détermine quel facteur est testé. Indique tes réponses dans le tableau ci-dessous dans la colonne « Facteur testé » puis complète les phrases de constatation. 

Tableau d’analyse des expériences :

2. Parmi les 3 facteurs testés, un seul correspond à de la matière minérale. Lequel ?

3. Fais la liste des éléments minéraux dont la plante a besoin pour produire sa matière organique.

Activité 2b : Le devenir de la matière organique produite par les végétaux

Le chêne liège est un chêne qui produit une écorce particulière : elle est légère et souple, isolante et hermétique. C’est pour cette raison que l’Homme l’exploite pour produire des panneaux ou des bouchons de bouteilles de vin. À chaque printemps, le chêne liège produit au bout de ses branches, des fleurs qui donneront des fruits appelés glands. Quand l’arbre possède un tronc dont le diamètre est assez épais, il est abattu pour produire des planches de bois. Une fois l’arbre coupé, il est possible de déterminer son âge exact en comptant les cernes de croissance visibles sur la coupe du tronc.

Document 1 : Récolte de l’écorce du chêne liège 

Source : Quercus fg01.jpg, par Fritz Geller-Grimm and Felix Grimm via Wikimédia Commons,  CC-BY-SA-2.5, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Quercus_fg01.jpg

IAPH Saca del corcho.jpg, Cazalla Montijano, Juan Carlos via Wikimédia Commons, CC-BY-SA-3.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:IAPH_Saca_del_corcho.jpg

Vidéo :

France 5 silence ça pousse, découverte : les bouchons de liège, histoire, récolte et fabrication.

Jusqu’à 3’17

 Document 2 : Le gland, fruit du chêne

Source : 640px-Quercus_suber_g4, par Giancarlo Dessì (Posted by --gian_d 19:45, 7 November 2006 (UTC)) via wikimedia commons, CC-BY-SA-3.0-migrated, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Quercus_suber_g4.jpg

Document 3 : Coupe de tronc d’un arbre abattu

Complète avec la bonne proposition : protection, croissance, reproduction 

Le chêne liège produit de la matière dans son tronc (du bois) pour sa …………………. et sur son tronc (liège) pour sa ……………………………………………….  Il produit de la matière sur ses branches pour sa …………………………………………….. 

Activité 2c : La matière organique végétale et la chaîne alimentaire 

La chaîne alimentaire représente le trajet de la matière dans la nature. Une chaîne alimentaire est représentée par des cases dans lesquelles on inscrit le nom d’êtres vivants et de flèches qui signifient « est mangé par ». La pointe de la flèche montre l’être vivant qui mange.

1. Un élève a dessiné une chaîne alimentaire mais ne l’a pas complétée. Le professeur lui avait donné les noms d’être vivants suivants : renard, escargot, hérisson, feuille, fruits rouges. 

On appelle producteur primaire tout être vivant qui produit sa matière organique à partir de matière minérale. Les producteurs primaires n’utilisent donc jamais de matière organique déjà fabriquée. Un être vivant qui utilise de la matière déjà fabriquée pour produire sa propre matière organique est appelé producteur secondaire. 

2. Sur le schéma précédent, entoure en vert les producteurs primaires et en rouge les producteurs secondaires.

Complète le bilan à l’aide des mots suivants : 

Croissance, organique, êtres vivants du sol, eau, reproduction, cycle de la matière, primaires, secondaires, dioxyde de carbone, minérale, sels minéraux, recyclée, énergie lumineuse, protection. 

BILAN 2 : Les végétaux fabriquent de la matière ……………………………………à partir de matière minérale : de l’…………, des ……………………………………et du gaz ………………………………………………………………………… (CO₂) grâce à …………………………………………………………………………. Cette matière est utilisée pour la ……………………………………, la …………………………………… et la ……………………………………. Les végétaux sont des producteurs …………………………………… car ce sont les premiers à fabriquer de la matière organique dans la chaine alimentaire. Leur matière organique va être utilisée par les producteurs ……………………………………pour produire leur propre matière organique. À la mort des êtres vivants, leur matière organique est …………………………………… en matière …………………………………… par les …………………………………………………………………………. La matière revient donc à son point de départ : on parle de ………………………………………………………………………….

Étape 3 : Limiter le volume de nos déchets 

Activité 3a : Composter les déchets organiques

Voici un bac à compost installé depuis 2 ans par un particulier dans son jardin. 

Sources : 

Bac à compost vide : https://www.siced-bresse-nord.fr/collecte-dechet/commune-tri-assainissement-bresse-7/

Composteur domestique et couches de maturation.jpg par Pierre.hamelin via Wikimédia Commons,  CC-BY-SA-4.0

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Composteur_domestique_et_couches_de_m%C3%A2turation.jpg

1. Observe les couches visibles à l’intérieur de celui-ci. Peux-tu expliquer comment le bac à compost fonctionne ?
2. Voici une série de déchets. Barre les déchets que tu ne dois pas mettre dans un bac à compost et explique ton choix.

Sources : 

http://ufrlonslesaunier.free.fr/GTD2013/PARTIEL_AUBERGER_Magali/pascomposter.html

https://www.cc-kaysersberg.fr/dechets/tri-selectif/compostage.htm

https://www.evodia.org/wp-content/uploads/2022/04/cest-aps-complique.jpg

vidéo : 

2’30 grand Lyon

3. Que dois-tu faire des déchets qui ne vont pas dans le bac à compost ?

Activité 3b : Pratiquer le tri sélectif et le recyclage

https://lepetitquotidien.playbacpresse.fr/exposes-detail/lepq/tout-savoir-sur-le-recyclage-1

https://www.thomery.fr/votre-commune-au-quotidien/environnement-cadre-de-vie/proprete-et-gestion-des-dechets

Consigne : À l’aide de tes connaissances et du document précédent, complète le schéma bilan du circuit de la matière à l’aide des mots suivants : producteurs primaires, producteurs secondaires, Homme, décomposeurs, compostage, recyclage, matière organique animale, matière organique végétale, matière minérale.

Bilan 3 : Une fois sur Mars, il faudra mettre un place un système de tri sélectif afin d’orienter les déchets organiques vers du compostage et les déchets non- organiques vers du recyclage.

Mission 9 : Fiche Contrat 

Connaissances évaluées :

• Matière organique et la matière minérale 
• Producteurs primaires et secondaire
• Les besoins des producteurs primaires pour leur matière organique
• Donner l’âge d’un arbre
• Nommer quelques décomposeurs
• Connaitre des matières biodégradables et non biodégradables                                         

                                          Capacités évaluées :

• C 4.2 Exploiter un document constitué de divers supports : textes, graphique en camembert, dessins
• C 4. 3 Utiliser différents modes de représentation formalisés :