Nos synthèses personnelles

Synthèse personnelle XXX 1ereS1

Groupe : XXX, XXX

Série : Scientifique

Thème : Matière et Forme

Sujet: Les Fluide rhéoépaississants

Disciplines concernées : Physique et SVT

Problématique : Comment les fluides rhéoépaississants peuvent-ils être utiles à l'Homme dans le cadre de la protection contre les chocs ?

La formation de notre groupe de travail s'est constituée naturellement par affinité. J'ai collaboré avec deux amis, XXX et XXX.

Ayant tous les trois des centres d'intérêt bien différents, le choix du thème et du sujet n'ayant pas été facile, nous a conduit à déterminer un sujet d'un commun accord.

Dans un premier temps nous étions intéressés par le thème : Agir pour son avenir. De là, l'idée de créer un potager sous-marin a émergé. Cependant, lors de l'étude de faisabilité, il est apparu que nous n'avions pas les moyens et le temps nécessaires pour réaliser ce projet.

C'est dans un second temps, en faisant des recherches sur internet à la médiathèque de Marennes que XXX et moi avons découvert un site présentant des fluides non newtoniens, ce sujet s'inscrivait dans le thème matière et forme. Nous avons donc proposé ce projet à XXX, celui-ci avait déjà quelques notions sur les fluides non newtoniens, ce qui par notre motivation commune nous a conduit au choix définitif de ce sujet.

Nous avons mené des recherches sur les caractéristiques particulières de ces fluides qui nous ont tout de suite captivées. Ce sujet étant vaste et complexe, il nous a fallu identifier une problématique sur un des fluides non newtoniens. Ainsi, séduit par sa particularité de devenir solide lorsqu'on le soumet à une certaine pression, le fluide rhéoépaississant allait devenir le fruit de nos recherches. Par conséquent, nous avons orienté nos recherches sur le changement de viscosité du fluide, cette caractéristique nous a permis de déterminer l'idée maîtresse de notre projet : créer des protections.

De ce fait, notre problématique est apparue : Comment les fluides rhéoépaississants peuvent-ils être utiles à l'Homme dans le cadre de la protection contre les chocs ? 

Tout au long de ces 5 mois nous avons essayé d'apporter une réponse à notre problématique. Nous avons commencé par mener un grand nombre de recherches sur le fluide rhéoépaississant au travers de divers sites internet.

Lors de ces recherches le mélange maïzena et eau s'inscrivant tel un fluide rhéoépaississant nous est apparu comme celui correspondant à nos besoins de par sa facilité d'accès et son moindre coût pour la réalisation de nos futures expériences.

Par la suite nous avons étudié la réaction de notre mélange face à un choc pour envisager une possible protection. C'est après avoir réalisé plusieurs essais que nous avons confirmé que ce fluide protégeait lors d'un impact.

Dès lors, nous pouvions mettre en œuvre la création de protections telle qu'une coque de portable, un gilet par balles et un protège genoux et coudes. En parallèle une longue période d'étude s'est mise en place afin de comprendre le phénomène physique qui s'exercait lors de ces expériences. Ce TPE relève donc de la discipline de Physique pour les propriétés physiques du fluide mais aussi de la matière SVT pour l'analyse microscopique du fluide que nous avons effectué pour expliquer le changement de viscosité.

Lors de la réalisation de nos TPE , nous avons rapidement mis en place une méthode de travail qui fut très efficiente. En effet, à chaque début de séance nous nous fixions à chacun des objectifs à atteindre puis, en fin de séance nous débriefions et les ajustions pour la prochaine séance. Ces objectifs étaient en général des recherches à faire séparément. En revanche, les expériences étaient réalisées en commun.

Nous avons consacré beaucoup de temps au TPE, en plus des deux heures hebdomadaires consacrées aux recherches. En dehors de celles-ci nous avons travaillé pendant les vacances et les week-ends sur ce projet à l'aide de Google docs nous permettant de créer et de modifier notre document en ligne et de travailler en équipe, en temps réel.

Afin de faire une synthèse de notre travail et expériences nous avons choisi de créer un site internet comme support pour notre production finale : celui-ci nous permet de pouvoir ajouter les vidéos que nous avons réalisées auparavant pendant nos expériences ainsi qu'offrir une production originale et esthétique basée sur le principe de l'équité. En effet, internet a été notre principal fournisseur d'informations, il était donc logique de partager notre travail au travers de ce média.

Pour conclure, j'ai beaucoup apprécié ce travail, c'est avec plaisir et dans une très bonne ambiance que nous avons conçu ce projet. Outre les quelques difficultés rencontrées pour le choix du sujet et l'élaboration du plan qui nous ont fait perdre du temps, ce temps que nous avons mis pour trouver le sujet était mérité et j'ai compris par la suite que cette phase est indispensable dans tout travail de recherche. Ce projet fut aussi très enrichissant pour moi sur le plan personnel ; j'ai pu gagner en confiance, mais j'ai aussi surtout beaucoup appris en terme d'autonomie, efficacité et organisation. Ces TPE m'ont amené à mettre en forme un site internet et un plan qui nous ont beaucoup aidé par la suite dans l'élaboration de ce site. Ce projet m'a permis d'approfondir mes connaissances en physique sur les fluides rhéoépaississants en particulier sur le mélange maïzena et eau. Je sais à présent pourquoi ce mélange change de viscosité lorsqu'on exerce une force sur lui. Je pense avoir réussi à mener ce travail jusqu'au bout en répondant à notre problématique mais surtout grâce l'aboutissement de notre protection : une coque de portable. Cependant avec du temps et des moyens supplémentaires nous pourrions mettre en œuvre une deuxième étape qui serait une suite logique de ce projet : poursuivre la conception d'une autre protection comme la réalisation d'un protège coude et genoux.  

Synthèse personnelle de XXX 1S1

Durant les premières semaines de recherche,nous avons été d'abord intéressé par un thème sur "les potagers sous l'eau". Mais le projet nous semblait assez compliqué à mettre en oeuvre et nous avons eu peur de ne pas avoir assez de temps pour arriver à faire pousser des plantes. Cependant, au bout de 3 à 4 semaines, mes coéquipiers sont arrivé sur des pages Internet sur lesquelles figuraient des recherches et des expériences sur les fluides non newtoniens. A partir de ce moment, ils m'en ont parlé et je leur ai dit que moi aussi j'avais déjà vu des vidéos scientifiques sur Internet (par le biais de Youtube) sur ce thème précis et que cela m'intéressait également. Puis, au fil de nos recherches nous nous sommes aperçus qu'il existait plusieurs fluides non newtoniens. Nous en avons donc gardé qu'un, car comprendre leur fonctionnement reste assez compliqué. Nous avons ainsi opté pour le fluide rhéoépaississant car nous n'avions besoin que de fécule de maïs ou de pomme de terre et d'eau ,et en plus ses réactions sont assez impressionnantes. Nous nous sommes demandés à quoi pourrait nous servir ce fluide de manière concrète et nous avons immédiatement pensé à des protections pour les téléphones, des genouillères, des coudières ou bien un gilet pare-balles. Toutes ces utilisations sont des protections utilisées en cas de choc. Notre problématique est donc la suivante : Comment les fluides rhéoépaississants peuvent-ils être utile à l'homme dans le cadre de la protection aux chocs 

Au début des TPE, nous avons effectué nos informations séparément, chacun de notre côté ce qui nous faisait perdre du temps car nous arrivions tous les trois aux mêmes résultats. Mais au fur et à mesure du temps, nous avons compris qu'il fallait faire des recherches pour chacun sur un domaine en particulier. Je me suis donc tout d'abord penché sur tous les fluides newtoniens qui existent puis je me suis intéressé plus en particulier à l'explication du fonctionnement du fluide. Dès le début des TPE j'ai proposé à mes coéquipiers de travailler sur "Google doc". Nous pouvons, de cette manière, travailler sur le même document en même temps et ne pas avoir à s'échanger de clé USB avec les documents (donc pas de risque de perte ou d'oubli). Ensuite, dans le cadre de nos tests, ayant une imprimante 3D et ayant déjà souvent fait de la modélisation 3D (sur le logiciel Fusion 360) , j'ai donc modélisé et imprimé la coque de protection pour téléphone portable, que j'ai ensuite testé.J'ai également réalisé l'expérience qui consiste à tester les conséquences que la température peut avoir sur les fluides non newtoniens.

Pendant cette période de TPE j'ai ainsi compris comment un simple mélange comme de la fécule de maïs et de l'eau fonctionne malgré un comportement très complexe pour notre niveau. J'ai appris à rechercher des informations sur Internet et à savoir les sélectionner (car certaines étaient fausses).J'ai apprécié faire un vrai travail de groupe pendant plusieurs mois, ce qui est bien différent de ce qui nous ai demandé en groupe lorsque nous sommes en cours, où nous avançons beaucoup moins vite. Enfin j'ai beaucoup aimé cette année de TPE car nous avons tous les 3 travaillé entre amis sur un sujet vraiment intéressant. Nous avons pu mener à bout nos recherches et réflexions. Et peut être que dans l'avenir nous utiliserons ces fluides pour protéger certains chocs.

Fiche de Synthèse TPE : XXX

Membres du groupe : XXX, XXX

Série : Scientifique

Thème : Matière et forme

Matière : Physique / SVT

Sujet : Les fluides rhéoépaississants

     Lors de la première séance de TPE, notre groupe s'est formé par affinités, pour des raisons de confiance : notre sérieux était l'assurance d'un travail qualitatif. XXX, XXX et moi-même avons donc recherché un thème commun. Tous les trois différents, le choix du sujet a été compliqué à effectuer. Cependant, nous étions d'accord sur la nécessité de réalisations d'expériences, et nous avons fait un tri à partir de là. Les premiers sujets trouvés, le parfum, les maladies ou encore les odeurs ne nous représentaient pas tellement. Puis, le temps d'une séance, nous nous sommes intéressés à la création d'un potager sous-marin, mais ce projet nécessitait trop de temps. Après deux semaines sans idée, assez inquiets, XXX et moi-même avons recherché des pistes à la médiathèque de Marennes et avons enfin trouvé un sujet : les fluides non-newtoniens, qui changent de viscosités en fonction de la force exercée. Cependant, ce champ de recherches vaste et compliqué, nous a invité à restreindre notre travail aux fluides rhéoépaississants, sans aborder la mécanique des fluides, à cause de sa complexité.

Notre problématique « Comment les fluides rhéoépaississants peuvent-ils être utiles à l'homme dans le cadre de la protection contre les chocs ? » est apparue comme une évidence après quelques semaines lors de la découverte de vertus protectrices qui permettra alors d'en exploiter au maximum ces capacités. Notre étude s'est donc centrée sur cette problématique, nous permettant de créer un plan justifiant cette propriété et nous facilitant son application dans le cadre d'une protection.

     Les fluides rhéoépaississants, sujet très ample, nous avons dû nous fixer des objectifs à chaque début et à chaque fin de séance pour permettre une efficacité plus importante et pour limiter la perte de temps.

Puis, très vite, en nous renseignant, nous avons eu envie d'expérimenter nous-même le fluide, avec de la Maïzena et de l'eau. Cette expérience très simple à réaliser, a été le point de base de toutes nos recherches et réflexions, car celles-ci se sont affinées et ont conduit à la réalisation d'autres expérimentations avec pour objectif de démontrer l'efficacité en matière de protections du fluide rhéoépaississant.

Ma contribution au sein du groupe consistait surtout à de la recherche documentaire pouvant enrichir nos connaissances et à l'imagination d'idées de créations pour la production finale. Ensuite, j'ai aussi beaucoup rédigé pour alimenter notre production finale, d'une part, j'aime bien rédiger, et d'autre part, écrire m'aide à mieux comprendre. Malgré des objectifs individuels à chaque début de séances, l'entraide primer. Ainsi, lorsqu'un membre du groupe nécessité de l'aide ou des explications, les autres personnes venaient l'aider et tout notre travail reposait sur cette complicité. La production finale prend la forme d'un site internet, avec comme complément une coque de portable. Nous avons choisi ce format étant donné que nous avions beaucoup d'aspects à traiter et à développer cela permet alors d'organiser nos idées et de les mettre en évidence à l'aide d'une organisation particulière. De plus, notre principale source d'information étant internet, la création de ce site serait tel un hommage et une potentielle aide aux futurs élèves de premières voulant expérimenter les fluides rhéoépaississants à leur tour.

Peu de problèmes ont gêné le bon déroulement des séances hormis la difficulté du sujet, la recherche d'informations parfois compliquée et le manque de matériel. Effectivement, les fluides sont très complexes , et les formules y faisant référence ne sont pas adaptées à un élève de première. De plus, les fluides rhéoépaississants ne sont pas beaucoup traités, seulement certains sites internet sont intéressants et nous n'avons réussi à trouver des livres au CDI abordant ce sujet. Enfin, le Lycée ne disposant pas de rhéomètre, la partie concernant le calcul du changement de viscosité à dû être écartée car il était donc impossible d'expérimenter ce domaine.

      Pour conclure, nous pouvons admettre que notre travail est concluant, car nous avons trouvé une réponse à la problématique initialement posée malgré certaines zones d'ombre et malgré certaines expériences non abouties. Les fluides rhéoépaississants peuvent donc être utile à l'Homme grâce à presque toutes sortes de protections, mais son utilisation reste tout de même limitée de par un grand nombre d'inconvénients et de problèmes liés justement à ces fluides.

Je conclurais par dire que les TPE ont pour moi été une vraie satisfaction. J'ai pris du plaisir à faire des recherches, à travailler avec des amis sur un sujet commun, à apprendre en même temps qu'eux à découvrir ce sujet à la fois mystérieux et amusant par son changement d'état lorsqu'un force s'applique. Les TPE m'ont appris à travailler en autonomie, à découvrir une nouvelle façon d'œuvrer mais ils m'ont surtout permis de m'investir pleinement dans un projet, à me montrer que nous sommes capables de produire un ouvrage seuls, redonnant confiance en soi et permettant d'acquérir des connaissances différentes des autres lycéens. Si l'expérience des TPE était à refaire, alors je la referais en recherchant davantage d'efficacité : en créant un plan nous guidant dès le début des séances.

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