Lien entre l'évolution de la concentration de CO2 et les activités humaines

Démarche, activités et  outils

Thématiques

transversales

--> Etude de photographies  sur le développement durable (échangeur autoroutier, glacier, éoliennes) à partir desquelles les élèves réfléchissent.

Les photographies exploitées sont celles de Yann Arthus-Bertrand, il est possible de les consulter à l'adresse :

http://www.ledeveloppementdurable.fr/developpementdurable/

-->  Nous sommes arrivés au lien entre l'utilisation du pétrole et la libération de CO₂ dans l'atmosphère (recherche Internet).

--> La question qui se pose est alors : l'augmentation du taux de CO₂ dans l'atmosphère, une réalité ?

 2 -  Réalité d'une augmentation de la teneur en CO2 atmosphérique

--> Les élèves ont consulté des  banques de données et ont travaillé sur la concentration de CO₂ enregistrée à Mauna Loa entre 1991 et 2001.

adresse de la WDCGG : http://gaw.kishou.go.jp/cgi-bin/wdcgg/map_search.cgi

accès direct aux données de Mauna Loa :

http://gaw.kishou.go.jp/cgi-bin/wdcgg/download.cgi?index=MLO519N00-NOAA&param=200612120057&select=inventory&type=Stationary

--> Les élèves ont ensuite traité ces données sous Excel (moyenne, graphe, tableau). A cette occasion, ils ont réalisé sur leur cahier de bord une fiche technique d'utilisation d'un tableur-grapheur.

voir le résultat de la saisie des données par un groupe d'élèves

--> Se pose alors la question de la corrélation entre l'augmentation du taux de CO₂ atmosphérique et la quantité rejetée par l'Homme.

3 - Lien entre le rejet de CO2 par l'Homme et l'élévation de la teneur en CO2 dans l'atmosphère

-->  Les données du GIEC donnant les valeurs en Gt de C et non en ppmv,  il est nécessaire de transformer les valeurs de ppmv en Gt de C pour comparer et corréler.

Ceci a été fait sous Excel (deux options : 1) le professeur de SVT fournit les équations nécessaires 2) possibilité de faire intervenir un collègue de Physique pour l’explication des conversions).

voir le résultat du traitement des données par un groupe d'élèves
-->   Nous avons travaillé ensuite sur la possibilité de faire une modélisation à compartiment de ces échanges (au départ un compartiment : l'atmosphère  et un flux : le flux anthropique).

-     Nécessité préalable de préparer le modèle « sur papier » : on part du fait que 355 ppm équivalent  à 778 Gt de C (à peu près). Le rapport 355/778 équivaut au rapport CO₂ atm (concentration de CO₂ dans l'atmosphère, notre variable)/Atm (quantité de C). On sait d'autre part que 6,4 Gt de C sont rejetés par an par les activités humaines (données du GIEC entre 1991 et 2001). On peut  alors paramétrer le compartiment « Atm »: valeur initiale= valeur en 1991: 778 GtC ; année n: 778 + (n x 6,4). Le flux est de 6,4 GtC/an. Il est alors possible de paramétrer la variable: CO₂atm = 355/778 Atm

-         Construction du modèle avec le logiciel Vensim : représentation des compartiments, des flux et de la variable. Voir la présentation des fonctionnalités du logiciel Vensim

-         Mise à disposition d’un modèle Vensim préconstruit, que certains élèves « en difficulté »  peuvent consulter pour revenir ensuite au leur.

-   Confrontation des valeurs calculées par le modèle à celles valeurs effectivement mesurées en 1991 et 2001 pour  arriver à la conclusion que tout le carbone d’origine anthropique ne reste pas dans l'atmosphère : il doit exister  un ou plusieurs puits.

-->    conception et réalisation de protocoles expérimentaux : voir une  illustration des protocoles réalisés par un groupe d'élèves et leurs résultats ;

-->      consultation de la banque Fluxnet :

http://cdiac.esd.ornl.gov/programs/ameriflux/data_system/aamer.html#BorNSAOBS.

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