Voyage des TS3 au Centre d'Astronomie de Saint Michel l'Observatoire. Janvier 2014

Pour la troisième année consécutive le lycée Jean Moulin a bénéficié du projet APERLA qui, grâce à la DRRT permet à des lycéens de bénéficier d'animations scientifiques en lien avec les enseignements.

Le financement de ce voyage a été permis grâce à la région PACA et à la DRRT. Le lycée a aussi participé. Merci aux familles pourle financement complémentaire.

Cette année (comme l'an dernier), a été décidé d'emmener les élèves de la classe de spécialité physique des terminales scientifiques au centre d'astronomie de Saint Michel l'observatoire afin de faire de la spectroscopie. La spectroscopie permet, en analysant la lumière qui nous parvient des étoiles, de connaître la composition de leurs atmosphère ainsi que leur mouvement.

La météo a été assez décevante et les observations ont étées réduites. Les élèves ont tout de même pu voir Jupiter le premier soir.

• Lundi matin, les élèves ont 3 h de cours avant de partir. Chacun dépose son gros sac dans une petite salle du lycée.

11h00 : c'est le départ... tous les sacs disparaissent un à un de la salle en direction du bus... mais il reste un sac... à qui peut-il bien être ???

Petite pause après Montmeyan dans la forêt pour le pique-nique

Nous arrivons à Saint Michel l'Observatoire vers 14h et après installation rapide dans les chambres nous commençons les activités.

Présentation des différents détecteurs en astronomie (en lien avec le programme de fin d'année : pixel, capteur CCD etc...)

et séance de planétarium pour découvrir le ciel que nous verrons le soir

Les élèves profitent aussi d'une petite séance de découverte des télescopes Dobson

Le repas permet à chacun de prendre les forces avant la longue nuit d'observations qui s'annonce... hum...

La météo nous joue des tours et tout se bouche de plus en plus.

Les intervenants organisent alors une conférence-diaporama pour expliquer aux élèves les différentes méthodes utilisées pour découvrir les exoplanètes.

Nous réussissons tout de même à voir Jupiter.

Malgré la météo capricieuseuse, les physiciens ne s'avouent pas vaincus !

Nous réalisons alors des spectres... des lampes de Mane, le petit village situé à quelques kms de là.

Nous pouvons alors voir très nettement la diffférence entre les lampes à vapeur de mercure

Et celles à vapeur de sodium.

Plus tard dans la nuit, le ciel se découvre un peu et nous parvenons à faire un spectre de Jupiter

Puis de quelques étoiles.

Sur ces spectres, l'image de gauche est l'ordre 0, c'est à dire l'image brute de l'objet (plus ou moins nette) et à droite, le spectre d'ordre 1.C'est sur ce spectre que l'on distingue les raies noires d'absorption dues aux éléments chimiques présents dans l'atmosphère de l'étoile.

23h tout le monde rentre dans les chambres et une longue nuit de repos s'annonce...

• Mardi 7 Janvier

Petit déjeuner à 8h30.

Les activités démarrent à 10h.

Un groupe d'élèves exploite le spectre de Jupiter fait par l'intervenant par le passé.

C'est un spectre haute résolution fait par un spectroscope à fente. Ce qu'on voit sur l'image, c'est l'image de la fente à toutes les longueurs d'ondes.

Les deux bandes noires au milieu correspondent au doublet de l'élément sodium. (lambda = 589 nm). Ce sont ces deux raies qui sont responsables de la couleur jaune/orange du sel jeté dans la flamme de la gazinière par exemple.

Après une besogneuse séance de cosmétique, nous obtenons un spectre exploitable par un logiciel d'analyse physique.

En utilisant le logiciel Visual Spec, les élèves étalonnent le spectre en longueur d'onde. Cette étape est très importante, c'est elle qui transforme l'image en document scientifique exploitable.

Grâce à cette image les élèves peuvent voir que les raies du spectre de Jupiter sont inclinées : cette inclinaison est due à la rotation de la planète sur elle même. (C'est l'effet Doppler Fizeau vu en physique un mois auparavant qui permet d'expliquer ceci). Les élèvent effecturont alors une mesure de la vitesse de rotation de Jupiter... ou du moins un ordre de grandeur.

• Mardi après midi 13h : nous partons faire une heure de marche pour rejoindre l'observatoire de Haute Provence.

Après 1 km de montée, nous arrivons au centre de recherche

Nous assistons à un film de présentation

Puis nous rencontrons un chercheur qui nous fait visiter la grande coupole.

Les élèves peuvent alors dialoguer avec le chercheur pour en savoir plus sur son métier passionnant.

Lors de la visite, les élèves comprennent alors comment la première exoplanète fut découverte.

Nous allons alors voir le spectroscope qui a vu passé la lumière de 51 Pégase en 1995 et qui a permis de découvrir cette première exoplanète.

Le schéma éclaté du spectroscope permet de comprendre un peu mieux le trajet de la lumière.

Avant de repartir, nous prenons le temps de nourrir nos chères têtes blondes à grand renfort de chocos BN !

Le retour pourra donc se faire en mode course à pied pour les plus sportifs. Les sportives suivront de près !

20h : La soirée d'observation est bien impossible à cause des nuages qui recouvrent Saint Michel...

Nous organisons alors le plan B. Cosmographie (pour comprendre les mouvements des astres ainsi que le positionnement sur une carte) sur Stellarium et planétarium.

Après le 25e passage à la salle de bain, le 12e brossage de dents de la journée, nos élèves propres comme des sous neufs vont pouvoir enfin rejoindre leur chambre. Ah... non il reste encore les cheveux à laver, à sêcher... il n'est que 1h du matin...

• Mercredi matin : 9h. Séance de chimie pour tout le monde. Afin de préserver les parents aux âmes sensibles des images chocantes, aucune photo de ce moment ne sera réalisée. Peut-être aussi que le photographe était occupé à autre chose...

10h30 : c'est la récré ! Football ave les enfants de primaire.

Après le repas, les élèves échangent un moment de détente avec les enfants de l'école primaire qui partagent le centre avec nous pendant ces 3 jours.

Mer calme, mer agitée... euh... il faut être initié.

• Mercredi après midi : une dernière séance de travail permet aux groupes d'échanger sur les atelier de la veille. Tout le monde aura ainsi traité un spectre et fait l'activité sur les satellites de Jupiter pour peser Jupiter. Les élèves prennent alors une petite avance sur le programme de mécanique)

Après 3 ours bien remplis malgré l'absence d'observation, les élèves peuvent rentrer à Draguignan.

Lors de ce séjour, nous aurons vu comment :

• observer le ciel avec quels outils et quels détecteurs.
• positionner les étoiles sur une carte et dans le ciel qui tourne...
• utiliser un télescope Dobson
• faire un spectre avec un réseau blazé
• faire la différence entre un spectre de lampe au sodium et un spectre de lampe au mercure
• détecter une exoplanète
• courir 25 minutes sans faiblir, même avec un gros sac à dos...
• devenir astronome
• peser Jupiter
• déterminer la vitesse de rotation de Jupiter
• animer une séance de jeu avec des enfants...

Je remercie tous les personnels du lycée qui ont permis la réalisation de ce séjour ainsi que les parents sans qui rien n'est possible.

L'album photo complet ici.

Nous donnons rendez-vous aux élèves de première S qui choisiront la spécialité physique l'an prochain.

Dans les semaines qui viennent les élèves se verront proposer des soirées d'observation à proximité du lycée pour réaliser les observations qui n'ont pas pu se faire à cause des nuages.

Ghislain Bernard

Nathalie Soave

(Professeurs encadrants)