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LES FUSEES A EAU - Site Planète sciences

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LES FUSEES A EAU - Site Planète sciences

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Version 2.3

Avril 2010

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Lombricomposteur d’appartement City Worms® au Meilleur Prix

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Lombricomposteur d’appartement City Worms® au meilleur prix ! Le lombricompostage facile - Vers et livraison compris. 100% Français !

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Tuto Fabrication d'un Lombricomposteur avec des bacs en plastique

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Tuto Fabrication d'un Lombricomposteur avec des bacs en plastique

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Programme de prévention des biodéchets

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Réduire mes déchets, nourrir la Terre | Programme de prévention des biodéchets

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Réduire mes déchets, nourrir la Terre Éducation à l'environnement

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Comprendre l’effet de serre - Carrés de chocolat

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Comprendre l’effet de serre - Carrés de chocolat

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en miniature

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Démarche Fonte glaçon MSGS - Visages cachés

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Défi technologique 2024 PSMS ECOLE J FERRY CHARTRES - visages cachés

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L'effet de serre -  Vidéo de classe commentée : réaliser un jeu de rôle sur l'effet de serre

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L'effet de serre -  Vidéo de classe commentée : réaliser un jeu de rôle sur l'effet de serre

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L' effet de serre - Réaliser en classe un jeu de rôle sur l'effet de serre

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PS/MS ECOLE JULES FERRY CHARTRES

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Jeu d’adresse en électricité - Visages masqués

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Séquence autour des stabiles de Calder.

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SEQUENCE STABILE-MOBILE DE CALDER - Cycle 2et3

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DESCRIPTION

Des cartes de mémory sont utilisées pour ce jeu. Une carte de chaque paire est disposée sur un quadrillage, l’autre mise dans une pile. Dans les cases vides du quadrillage, des images de chenilles sont disposées (les images utilisées ici sont des scans de feuilles d’arbres, et il y a 12 cartes différentes, donc 4 chenilles pour un quadrillage de 16 cases).

A son tour, chaque joueur découvre une carte de la pile et doit programmer son thymio pour qu’il se rende sur la carte similaire du quadrillage, sans passer sur une chenille. S’il y parvient, il gagne la carte. Sinon, il ne la gagne pas et aura une autre chance au tour suivant. Si thymio est passé par une chenille, la carte est définitivement perdue.

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CLÉ DE DÉTERMINATION ANIMAUX DE LA LITIERE

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CLÉ DE DÉTERMINATION ANIMAUX DE LA LITIERE

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PETITS ANIMAUX DE LA LITIÈRE

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Comment construire un Trébuchet en papier ?

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Comment construire un Trébuchet en papier ?

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Tutoriel

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Tutoriel

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Comment faire une catapulte de papier - Mini armes

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​

Préserver la biodiversité domestique de la Région

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Trésors vivants du Centre-Val de Loire - URGC

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Découvrez les races et variétés locales à sauvegarder dans notre région, et rejoignez-nous pour agir pour la biodiversité domestique !

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Portail de la biodiversité en Centre-Val de Loire

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Portail de la biodiversité en Centre-Val de Loire

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Toutes les ressources pour découvrir, comprendre, agir.

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Portail de la biodiversité en Centre-Val de Loire

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Portail de la biodiversité en Centre-Val de Loire

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Quatrième agence en France, l'ARB Centre-Val de Loire renforce le maillage territorial, impulsé par la loi Biodiversité 2016.

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L'écosystème du portail OPEN : observatoires, acteurs et réseaux

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Accédez à l'ensemble des acteurs et observatoires en France ; recherchez ceux qui vous intéressent en fonction du lieu, du thème ou des espèces étudiées

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L’Observatoire de la Biodiversité des Forêts est un programme national de sciences participatives ouvert à tous  !

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L’Observatoire de la Biodiversité des Forêts est un programme national de sciences participatives ouvert à tous  !

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RÉFÉRENT SCIENTIFIQUE : THÈMES : ESPÈCES :

Reptiles & amphibiens

Papillons, pollinisateurs et autres insectes

Gastéropodes & lombrics

Arbres

Plantes

Mousses & sphaignes

Champignons & lichens

MATÉRIEL NÉCESSAIRE : Application mobile "Mission Forêt avec Noé" disponible sous Android et IOS (facultatif)

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Observatoire de la Biodiversité des Forêts - Observer la biodiversité - portail OPEN

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RÉFÉRENT SCIENTIFIQUE : THÈMES : ESPÈCES : Reptiles & amphibiens Papillons, pollinisateurs et autres insectes Gastéropodes & lombrics Arbres Plantes Mousses & sphaignes Champignons & lichens MATÉRIEL NÉCESSAIRE : Application mobile "Mission Forêt avec Noé" disponible sous Android et IOS (facultatif)

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Observer et mesurer les conditions météorologiques

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Observer et mesurer les conditions météorologiques

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Ce livret contient 12 expériences permettant de découvrir l'apesanteur, construire une fusée à ressort, à eau mais aussi de mesurer le temps. En collaboration avec le service Education-Jeunesse du CNES, le programme ESERO et la fondation La main à la pâte.

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Notre système solaire recèle encore bien des mystères que les missions spatiales tentent de résoudre. La série vidéo « En vacances dans le Système solaire » vous invite à en faire un rapide tour d'horizon pour mieux le connaître.

Tour d’horizon du Système solaire

Et si vous pouviez partir en vacances dans le Système solaire, où iriez-vous ? Sur laquelle des 8 planètes ? Mars, Vénus ou encore Jupiter ? En croisière autour du Soleil ? Monsieur et Madame, eux, sont bien décidés à concrétiser leur rêve de toujours avec un séjour touristique dans notre Système solaire qui s'étire sur 15 milliards de kilomètres.

Prêts pour le voyage ?

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Au programme dès l’école primaire, notre système solaire recèle encore bien des mystères que les missions spatiales tentent de résoudre. La série vidéo « En vacances dans le Système solaire » vous invite à en faire un rapide tour d’horizon pour mieux le connaître.

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Dessins "En 4 coups de crayons", memory, mots mêlés, poster et coloriage… Découvrez la forêt autrement !

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Dessins "En 4 coups de crayons", memory, mots mêlés, poster et coloriage... Découvrez la forêt autrement !

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PHOTOS ARBRES DEMARCHE D INVESTIGATION.pdf

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Raconte-moi la forêt

Comprendre la forêt

Vis ma vie de forestier

Nos vidéos pédagogiques

La grande histoire des forêts françaises

Culture F : de l'art grandeur Nature

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Tous en forêt est une opération originale, mise en place par l'ONF depuis 2020, en forêts domaniales, communales et régionales. Une fois par an, les usagers de la forêt sont invités à rencontrer les forestiers et à leur poser toutes leurs questions : réchauffement climatique, accueil du public, protection de la biodiversité, coupes d'arbres, destination des bois... Tous en forêt est le grand rendez-vous annuel des usagers avec les forestiers.

Recommandation : Fermeture RF de Dieppedalle.

Des travaux de réfection de la chaussée sont prévus entre le 11/09 et le 20/09 prochain. la route sera très probablement fermée pendant cette période.

Retrouvez nous le mercredi 25 septembre 2024 à 14h !

Cette année, retrouvez les forestiers dans les forêts d'Île-de-France (en partenariat avec Ile-de-France Nature), de Normandie, des Hauts-de-France, de Centre-Val de Loire, de Nouvelle-Aquitaine des Pays de la Loire et même d' Auvergne-Rhône-Alpes.

Autour de visites commentées, les forestiers échangeront et répondront à vos questions sur les coupes d'arbres, le changement climatique, la biodiversité. Si ces sujets vous questionnent, vous inquiètent, vous passionnent, c'est l'occasion de venir en parler !

En Île-de-France

En Normandie

14 - Calvados

27 - Eure

Forêt domaniale de Lyons (Eure et Seine-Maritime)

carrefour de la Croix Vaubois (lat 49,3743 long 1,4737)

parking du Bord du Bois (lat 49,4342 long 1,6638)

50 - Manche

61 - Orne

76 - Seine-Maritime

Forêt domaniale de Lyons (Seine-Maritime et Eure)

carrefour de la Croix (lat 49,3743 long 1,4737 )

parking du Bord du Bois (lat 49,4342 long 1,6638)

Dans les Hauts-de-France

02 - Aisne

Forêt domaniale de Saint-Gobain

la Croix Saint-Jean, route forestière de Coucy à Crépy, 02380 Fresnes-sous-Coucy (49.547123, 3.396471)

les Roches de l'Ermitage, route de Saint-Nicolas, 02410 Saint-Gobain (49.59646934244392, 3.412722363412712)

59 - Nord

60 - Oise

62 - Pas-de-Calais

80 - Somme

En Centre-Val de Loire

En Nouvelle-Aquitaine

En Pays de la Loire

En Auvergne-Rhône-Alpes

2023 // retour en image sur la 3e édition

Découvrez en vidéo cette 3e édition qui a rassemblé près de 2 500 visiteurs dans 80 forêts domaniales et régionales d'Île-de-France, Normandie, Hauts-de-France, Bretagne, Pays de la Loire, Centre-Val de Loire et Nouvelle-Aquitaine.

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Tous en forêt est une opération originale, mise en place par l'ONF depuis 2020, en forêts domaniales, communales et régionales. Une fois par an, les usagers de la forêt sont invités à rencontrer les forestiers et à leur poser toutes leurs questions : réchauffement climatique, accueil du public, protection de la biodiversité, coupes d'arbres, destination des bois...

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Le grand exode climatique des arbres du projet Giono

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Le grand exode climatique des arbres du projet Giono

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Le grand exode climatique des arbres du projet Giono

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Depuis 2011, l’ONF organise le projet Giono. Son but : assister la migration d’espèces menacées par le réchauffement climatique. Un projet essentiel à découvrir en vidéo.

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Acteur majeur de la filière forêt-bois, l'ONF est présent en métropole et outre-mer. Au quotidien, l'action des forestiers s'articule autour de trois objectifs indissociables : la production de bois, la protection de l'environnement et l'accueil du public. L'Office réalise également des missions de service public dans le domaine de la gestion des risques naturels, et propose des services aux collectivités et aux entreprises.

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Vous trouverez dans ce dossier :

Clé de détermination arbres herbier

ONF - Clé détermination arbres

ONF - Clé détermination empreintes

ONF - Clé détermination rapaces

FICHE_DEFORESTATION

FICHE_GERMINATION

FICHE_LES_5_SENS

FICHE_OBSERVATOIRE_OISEAUX

FICHE_OU_POUSSE_LA_MOUSSE

FICHE_PLANTES_SAUVAGES_DES_RUES

FICHE_RECOLTER_LES_DECOMPOSEURS

FICHE_QUEL_EST_L_AGE_DES_ARBRES

Défi TOUR INFERNALE EN FORET

PROGRAMMATION : THYMIO (ARBRES DE LA FORET)

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L’exploitation d’une ressource naturelle (le bois)

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L’exploitation d’une ressource naturelle (le bois)

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L’exploitation d’une ressource naturelle (le bois) | La Fondation La main à la pâte

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Dans cette séquence, les élèves découvrent que le bois est une ressource naturelle très prisée (pour ses propriétés mais aussi parce qu’il s’agit d’une ressource renouvelable). On retrouve d’ailleurs ce matériau dans de très nombreux objets du quotidien. Gérer durablement une ressource très utilisée est difficile, mais indispensable. Chacun peut y contribuer à son échelle.

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Arbres, matière et énergie - éclairages scientifiques

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Arbres, matière et énergie - éclairages scientifiques

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Arbres, matière et énergie - éclairages scientifiques | La Fondation La main à la pâte

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Les arbres sont des êtres vivants qui fascinent. Ils jouent un rôle clé dans les écosystèmes. Ils rendent de nombreux services à nos sociétés. Le bois, notamment, est un matériau et une forme d'énergie renouvelables dans certaines conditions. Il représente ainsi une alternative aux énergies fossiles, polluantes et limitées.

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Le projet « Arbres, matière et énergie (cycle 3) » se compose de cinq séquences d'activités :

L’organisation d’un végétal

Les besoins des végétaux pour leur croissance

Chaînes alimentaires et interactions entre espèces

Le cycle de vie des végétaux

L’exploitation d’une ressource naturelle (le bois)

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Comment enseigner l’air ? | La Fondation La main à la pâte

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L’apprentissage de certains concepts joue un rôle central. Qualifiés de “concepts intégrateurs” par les didacticiens, ils constituent en quelque sorte le “ciment intellectuel” qui permet l’intégration d’une nouvelle information. L’un des concepts intégrateurs des sciences physiques est celui de “matière”. Sa construction complète suppose de conceptualiser l’état gazeux et, en premier lieu, l’air.

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CLÉ DE DÉTERMINATION DE QUELQUES OISEAUX DE LA COUR D’ÉCOLE, DES JARDINS, DES PARCS ...

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A force de les côtoyer de si près Mathieu et Olma se posent beaucoup de questions sur la vie des arbres qui les entourent.
Comment grandit un arbre ? Quels sont les arbres les plus vieux du monde? Comment se passe la mort d'un arbre ?
Après avoir grimpé à la cime du Moabi Royal qui leur sert de maison, ils admirent la canopée en compagnie de la botaniste Catherine Lenne, qui va partager ses connaissances.

Elle va notamment leur apprendre à définir l'âge d'un arbre à partir des cernes de son tronc...

Un arbre, pendant toute sa vie, va fabriquer du bois sous forme de cercle dans son tronc. Il fait un cercle par an et ajoute le cercle de l'année à tous les cercles précédents. Ça veut dire qu'en comptant ces cercles qu'on appelle des cernes de bois, on est capable de connaître l'âge du tronc, donc l'âge de l'arbre.

Catherine Lenne est botaniste au PIAF le laboratoire Physique et physiologie intégratives de  l'arbre en environnement fluctuant " de l'INRAE /UCA et enseignante chercheuse en biologie végétale à l'université Clermont-Auvergne de Clermont-Ferrand. Elle a publié Dans la peau d'un arbre, secrets et mystères des géants qui vous entourent chez Belin .

L'équipe

Conception / écriture: Mathieu Vidard, Lucie Sarfaty, Romain Weber

Voix Olma: Emilie Blon-Metzinger

Réalisation : Gaëtan Kolly

Sound Design : Hervé Bouley

Mixage: Benjamin Orgeret

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Sais-tu comment on calcule l'âge d'un arbre ? Avec la botaniste Catherine Lenne.

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Le Moabi royal dans lequel vivent Mathieu et Olma est tellement grand que de la plateforme d'observation installée sur la plus haute branche, on surplombe toute la forêt !

Ce paysage de feuillages où tous des arbres se rejoignent, c'est ce qu'on appelle la canopée...

Au sommet du grand arbre, Marie-Ange Ngo-Bieng va leur expliquer comment comprendre la forêt est organisée, les particularités de cette végétation, mais aussi la façon dont les hommes vivent avec la forêt, et les menaces qui pèsent sur elle...
Alors que la forêt est de plus en plus impactées par les activités humaines, la sécheresse et le changement climatique, comment Olma va-t-elle pouvoir agir avec l'énergie qu'elle produit pour la protéger ?
Marie Ange Ngo Bieng est écologue forestière du Cirad, spécialiste des relations entre les humains et les forêts tropicales.

Mes chers amis... Nous nous sommes installés dans le Moabi royal... Et il faut absolument que vous raconte, c'est fantastique ! C'est un immense arbre, avec de très grosses racines qui dépassent du sol et quand on le regarde d'en bas, on se sent vraiment tout petit... Tout en haut il y a une multitude de branches qui s'étirent dans tous les sens et qui sont couvertes de feuilles vertes, ce qui lui donne un peu l'aspect d'un brocoli géant... L'entrée est en bas à la base du Moabi royal. Et lorsqu'on entre à l'intérieur, c'est creux.

L'équipe

Conception / écriture: Mathieu Vidard, Lucie Sarfaty, Romain Weber

Voix Olma: Emilie Blon-Metzinger

Réalisation : Gaëtan Kolly

Sound Design : Hervé Bouley

Mixage: Benjamin Orgerey

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Comment les hommes et les arbres cohabitent-ils au cœur de la forêt tropicale? Avec l'écologue Marie-Ange Ngo-Bieng.

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Clef de détermination des arbres - ONF - feuillus résineux

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Clef de détermination des arbres - ONF - feuillus résineux

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Disponible sur Android et iOS, l'application "Clés de forêt" de l'Office national des forêts (ONF) propose une approche pédagogique pour identifier les empreintes, les arbres et les animaux par soi-même. Téléchargez-la !

Imaginez. Vous êtes en forêt face à l'empreinte d'un animal inconnu. Autre cas fréquent, votre enfant vous demande : "maman, maman ! C'est quoi cet arbre ?" Et tout à coup vous êtes saisi d'un doute... Que faire ? A moins d'avoir sous la main un ami forestier à l'Office national des forêts ( ONF) ou un naturaliste, téléchargez "Clés de forêt".

Cette application mobile répond à une soif de connaissances des promeneurs. "Elle offre des clés de détermination pour les non-initiés. C'est-à-dire qu'en répondant à une série de six questions simples au maximum, l'utilisateur peut identifier l'arbre, l'empreinte ou le rapace qu'il a sous les yeux", explique Nathalie Petrel, en charge de l'application "Clés de forêt" à l'ONF.

L'arbre a-t-il des feuilles ou des aiguilles ? S'agit-il de feuilles simples ou composées ? Sont-elles à bords dentés ou lisses ? L'empreinte présente-t-elle une forme de sabot ou de coussinets ? En six questions maximum, apprenez à identifier une sélection de 82 espèces animales et végétales fréquemment rencontrées dans les forêts métropolitaines, soit 49 arbres, 14 empreintes d'animaux et 19 rapaces.

Des fonctionnalités uniques

Lancée en 2011, mise à jour plusieurs fois, et téléchargée 80 000 fois depuis, l'appli est riche d'un design et de fonctionnalités uniques, parmi lesquelles :

une clé des rapaces pour apprendre à reconnaître une quinzaine d'oiseaux diurnes et nocturnes. L'Espace Rambouillet, parc animalier et forestier de l'ONF, a participé à l'élaboration de cette clé ;

des quiz pour apprendre en s'amusant et tester ses connaissances ;

un mode secret à débloquer avec des points obtenus à chaque réponse ou en consultant les fiches complètes des espèces.

Retrouvez les fiches de près de 82 espèces animales et végétales, les plus fréquentes en forêt métropolitaine. -

Disponible sur Google store et Apple Store, "Clés de forêt" est entièrement embarquée dans le téléphone portable. Une fois en forêt donc, pas besoin de réseau, elle est accessible en permanence. Bien pratique quand la 4G n'arrive pas partout dans les espaces naturels... Et c'est tant mieux !

Clés de forêt s'est enrichie en 2022 avec l'arrivée de quinze autres espèces d'arbres : Calocèdre, Sequoia sempervirens, Chêne vert, Frêne oxyphylle, Sapin d'Espagne... Certaines de ces essences sont plus particulièrement présentes autour du bassin méditerranéen et les forestiers de toutes régions s'y intéressent dans le cadre de l'adaptation des forêts au changement climatique. Alors, à vos smartphones !

Les différentes fonctionnalités de "Clés de forêt"

Et aussi :

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Quiz, enquêtes, secrets... "Clés de forêt", l'appli qui enrichit vos balades

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Disponible sur Android et iOS, l'application "Clés de forêt" de l'Office national des forêts (ONF) propose une approche pédagogique pour identifier les empreintes, les arbres et les animaux par soi-même. Téléchargez-la !

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Le recyclage des déchets organiques : les bio-déchets (cycle 2 et 3)

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Le recyclage des déchets organiques : les bio-déchets (cycle 2 et 3)

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Le projet présenté par Mme Christine Kaczorwski, enseignante à l'École Robert Bresson à Bromont-Lamothe dans le Puy-de-Dôme s'inscrit dans le thème de la pollution des sols et du recyclage des déchets. Il a bénéficié de l'aide de Mme Noëlle Lacourt, responsable de l'École des Sciences de Châteauneuf-les-Bains qui a piloté ce projet dans 9 classes de cycle 3 d'un secteur rural du Puy de Dôme, en partenariat avec l'entreprise locale Aubert et Duval et la Fondation Duval.

Deux classes (de CE2-CM1 et de CM2) de l'école ont travaillé en coopération pour explorer les questions relatives à la pollution des sols : qu'est-ce qu'un sol, comment peut-il être pollué, quelles en sont les conséquences, comment limiter cette pollution ? Partant des représentations des élèves, l'enseignante les a amenés à observer différents types de sols (en forêt, en prairie) ; à en prélever des échantillons pour les rapporter en classe et en analyser les divers constituants ; à y prélever des êtres vivants et établir " leur carte d'identité ". Dans le cadre des activités pour la maîtrise de la langue française, les élèves ont eu à analyser des documents écrits et vidéo et à réaliser des schémas ainsi qu'un jeu de rôle sur les décomposeurs.

Lors d'une sortie à l'École des Sciences, les élèves ont travaillé sur le rôle filtrant du sol. Ils ont observé et goûté de l'eau de source de Chateauneuf, une découverte sensorielle (Pourquoi certaines sont chaudes ? Pourquoi ont-elles des couleurs, des goûts et des odeurs différents ?) mais suscitant aussi un questionnement sur les mystères des sources : Comment se forment-elles ? Comment l'eau peut remonter à la surface? Comment ces sources peuvent-elles être polluées ?... autant de questions mais aussi de mystères qui ont été abordés sans cependant toujours trouver leurs solutions.

La classe de CM2 a choisi un travail sur des déchets non organiques et celle de CE2-CM1 sur le recyclage des déchets organiques accumulés notamment à la cantine. Ils ont fabriqué des mini-composteurs, puis mis en place un protocole expérimental visant à définir les éléments pour obtenir un bon compost : la terre, la lumière, l'air, la chaleur, mais pas trop, et l'eau.

Le 12 mai 2016, la classe a présenté le résultat de ses investigations devant des représentants du monde scientifique et des partenaires du projet. La classe de CE2-CM1 a choisi une restitution sous forme d'un diaporama avec enregistrement des voix des élèves (enregistreur numérique), manipulation du logiciel " Audacity ", insertion des voix dans le diaporama.

Au total ce travail, mené avec le partenariat de l'Éducation nationale, des élus et de l'entreprise Duval, va déboucher sur la mise en place d'outils permettant une meilleure gestion des déchets à l'école. Les enfants se sont investis très vite dans ce projet. Ils se sentent beaucoup plus concernés par le problème et souhaitent aller plus loin, en mettant en place un composteur pour recycler les déchets organiques de l'école. La commune est partie prenante et souhaite étendre l'usage de ce composteur aux habitants du lotissement voisin. Enfin les enfants souhaiteraient aussi aller plus loin dans la lutte contre le gaspillage alimentaire à la cantine aux côtés de l'Association " Mille et un repas " et ce pourrait être le départ d'un prochain projet scientifique.

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Le recyclage des déchets organiques : les bio-déchets

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Ce travail se place dans le cadre d'un projet sur le thème de la pollution des sols et du recyclage des déchets réunissant 9 classes, en partenariat avec l'Ecole des sciences de Châteauneuf-les-Bains (centre pilote La main à la pâte), l'entreprise locale Aubert et Duval et la fondation Jean Duval.

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Des petites bêtes pas si bêtes (cycle 2)

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Des petites bêtes pas si bêtes (cycle 2)

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Travail réalisé par la classe de CE de Mme Nathalie GOUGET de l'école Jean Mermoz 1 de Sarcelles (Val-d'Oise)

L'utilisation de la loupe binoculaire permet d'observer finement les cétoines récoltées et de dégager des critères généraux de reconnaissance des insectes pour les différencier des autres " petites bêtes ".
Les expérimentations portent essentiellement sur le mode d'alimentation.
L'observation d'un élevage de phasmes, fait dans une autre classe, et d'insectes sociaux comme les fourmis, amènent les élèves à restituer les connaissances acquises à partir d'une espèce, à les compléter à l'aide de documents recherchés sur internet ou de films, de sorties à la Cité des Sciences ou de rencontres avec des spécialistes. Ils se questionnent sur l'organisation et le rôle de chacun dans la société des fourmis, leur cycle de vie ainsi que sur leur façon de communiquer.
Ce projet développe parallèlement un travail sur la langue orale et écrite pour transmettre ce que les élèves ont appris sur le sujet à leurs pairs, lors d'une exposition montée pour la semaine des sciences.

> Télécharger l'intégralité du dossier (695 Ko)
> Voir le diaporama (2.86 Mo)

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Collecter des " petites bêtes " dans la forêt ? D'abord comment s'y prendre ? De retour en classe, comment les identifier, comment les conserver vivantes pour les observer le plus longtemps possible ? Comment communiquer à d'autres ces connaissances sur les insectes ?

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Le monde du vivant : la biodiversité végétale (cycle 2)

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Le monde du vivant : la biodiversité végétale (cycle 2)

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Travailler sur la démarche d'investigation, l'observation et la réalisation de croquis. Appuyer sur le besoin de vocabulaire précis pour décrire ses observations. Découvrir la méthode de classification qu'est l'herbier ainsi que des techniques utilisées pour le concevoir. Travailler sur de nouveaux thèmes artistiques.

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Le monde du vivant : la biodiversité végétale

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Lors de leur travail sur le thème vivant/non-vivant, les deux classes de CP se sont laissées emporter dans leur élan et se sont lancées dans la découverte de la flore. Les élèves sont allés observer les arbres dans la forêt pour réaliser des croquis et ont ensuite visité un jardin botanique dans le but de réaliser un herbier numérique.

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Ecosystèmes : les organismes dépendent les uns des autres (cycle 3)

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Ecosystèmes : les organismes dépendent les uns des autres (cycle 3)

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Notions et connaissances travaillées : Unité, diversité des organismes vivants; Caractériser les conditions de la vie terrestre; Mettre en évidence l'interdépendance des différents êtres vivants dans un réseau trophique; Identifier la nature des interactions entre les êtres vivants et leur importance dans le peuplement des milieux.

Disciplines (Collège) : SVT

Message à emporter : Un écosystème est caractérisé par l'ensemble des êtres vivants d'un milieu donné et leurs interactions : entre eux et avec le milieu (exemples : prairie, forêt, récif corallien, écosystèmes cultivés, écosystèmes urbains...). Au sein des écosystèmes, les espèces dépendent les unes des autres, notamment pour se nourrir : si certaines disparaissent ou se trouvent déséquilibrées, c'est tout l'écosystème qui est menacé d'effondrement.

Activité : Les organismes dépendent les uns des autres : milieux de vie
Objectifs :

Observer les constituants d'un milieu de vie.

S'interroger sur les relations entre ces différents constituants.

Approcher la notion d'écosystème.

Activité : Les organismes dépendent les uns des autres : chaînes alimentaires
Objectifs :

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Ecosystèmes : les organismes dépendent les uns des autres

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Par une recherche documentaire, les élèves explorent les constituants de différents milieux de vie et débattent des relations qui existent entre eux. Par un jeu de manipulation de vignettes, ils explorent ensuite les relations particulières qui s'établissent entre les êtres vivants dans les chaînes et réseaux alimentaires.

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Classer des animaux de la forêt tempérée (cycle 3)

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Classer des animaux de la forêt tempérée (cycle 3)

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Classer des animaux de la forêt tempérée | La Fondation La main à la pâte

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Un échantillon d’espèces est proposé. Les élèves recherchent les caractères communs entre les organismes, en observant une planche photographique des animaux d’un même milieu ainsi que des informations complémentaires données par une planche anatomique . Le tableau des caractères communs sert ensuite de base à la réflexion.

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Quelle quantité de bois y a-t-il dans cette forêt ? (cycle 3)

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Quelle quantité de bois y a-t-il dans cette forêt ? (cycle 3)

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Quelle quantité de bois y a-t-il dans cette forêt ? | La Fondation La main à la pâte

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Imaginez que vous souhaitiez acheter une parcelle de forêt, peut-être pour le plaisir d’avoir un tel terrain ou peut-être pour ensuite faire du bois de chauffe. Vous avez donc besoin d’évaluer la quantité de bois dans cette parcelle. Comment faire ?

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Milieu de vie et environnement (cycle 1-2-3)

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Milieu de vie et environnement (cycle 1-2-3)

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La forêt est le milieu naturel le plus apprécié des français et le plus facile d'accès en région tempérée. Elle se prête donc bien aux sorties scolaires, ce qui donne l'occasion de sensibiliser les enfants à la fragilité de ce milieu complexe. En effet, si la richesse de la forêt en termes de biodiversité floristique et faunistique dépend notamment de divers facteurs physicochimiques comme le climat ou la nature du sol, son évolution est largement conditionnée par l'action de l'homme.

L'écosystème forêt

Qu'appelle-t-on écosystème ?

Comme l'écrivait Louis Figuier (1819-1894), scientifique et vulgarisateur célèbre à son époque : " Mais que serait notre globe sans les plantes qui le décorent ? Un aride désert, une solitude immense, asile du silence et de la mort. " En réalité, c'est toute la biosphère (c'est à dire la totalité des êtres vivants et l'ensemble des milieux qu'ils occupent) qui donne vie à notre planète. Les êtres vivants ont colonisé la plupart des milieux de la planète, y compris les plus hostiles, comme les déserts, les sources d'eau bouillante ou les eaux extrêmement salées. Pour survivre et perpétuer l'espèce, chaque être vivant dépend d'une multitude d'interactions établies avec d'autres êtres vivants ainsi qu'avec son environnement inanimé, qu'il s'agisse du sol, de l'eau, de la lumière, de la température, etc. Les êtres vivants d'un milieu donné constituent ainsi avec lui un ensemble fonctionnel correspondant à l'unité écologique de base, que le botaniste anglais Arthur Tansley a proposé, en 1935, d'appeler écosystème. Pour qualifier un milieu et les conditions physicochimiques qui le caractérisent, Tansley a également inventé le terme de biotope (du grec, bios, vie et topos, lieu). Enfin, l'ensemble des êtres vivants qui peuplent un biotope donné est appelé biocénose (du grec, bios, vie et koinos, commun). On peut ainsi écrire :

écosystème = biotope + biocénose.

Cette simple définition recouvre cependant des réalités complexes et extrêmement variées. D'une part, les limites géographiques d'un écosystème sont parfois difficiles à tracer et elles sont souvent variables dans le temps. D'autre part, un écosystème donné fait souvent partie d'un ensemble plus vaste comportant plusieurs écosystèmes différents, qualifié de complexe écologique. En outre, en dehors des variations liées aux saisons, les écosystèmes peuvent être affectés par diverses fluctuations temporelles (hauteur d'eau liée aux marées, cours d'eau et mares temporaires, inondations, etc.) qui modifient la répartition des êtres vivants. Enfin, si les écosystèmes évoluent au cours du temps jusqu'à atteindre un état d'équilibre appelé " climax ", ce dernier peut être aisément rompu si le fonctionnement de l'écosystème est perturbé, en particulier par les activités humaines.

Des réseaux trophiques traversés par des flux de matière et d'énergie

Les écosystèmes sont caractérisés notamment par leurs réseaux trophiques, c'est-à-dire par les réseaux complexes de relations alimentaires établies entre les êtres vivants. Ces réseaux sont traversés par un flux de matière, chaque espèce pouvant servir de nourriture à une ou plusieurs autres espèces. En dehors de quelques cas très particuliers et extrêmement minoritaires, comme les sources hydrothermales du fond des océans, tous les écosystèmes dépendent fondamentalement d'une même source d'énergie, la lumière du Soleil, car c'est la photosynthèse qui est à l'origine de toute la matière organique circulant d'un organisme à l'autre au sein d'un écosystème. La photosynthèse, réalisée exclusivement par les organismes chlorophylliens (plantes, algues, phytoplancton), utilise l'énergie lumineuse émise par le Soleil pour produire de la matière organique à partir du gaz carbonique et de l'eau. Cette matière organique est la source de l'énergie chimique utilisée par tous les organismes pour leur fonctionnement.

Parce qu'ils sont capables de produire leur matière organique à partir de molécules d'origine minérale, les organismes chlorophylliens sont qualifiés d'autotrophes (du grec autos, soi-même et - trophê, nourriture). Comme ils sont à l'origine de la matière organique qui circule dans les écosystèmes, on les qualifie également de producteurs primaires. Tous les autres êtres vivants sont des hétérotrophes (du grec heteros, autre et - trophê, nourriture) et sont qualifiés de consommateurs. Ils élaborent néanmoins eux aussi de la matière organique qui peut servir de nourriture à d'autres consommateurs, ce qui conduit à les considérer également comme des producteurs. Il s'agit alors de producteurs secondaires lorsqu'ils se nourrissent de producteurs primaires, de producteurs tertiaires s'ils se nourrissent de producteurs secondaires, etc. Enfin, certains microorganismes permettent le recyclage de la matière organique en transformant les déchets (feuilles mortes, cadavres d'animaux, déjections, etc.) en matières minérales ; ils sont donc qualifiés de décomposeurs. Les substances résultant de la minéralisation de la matière organique, comme le dioxyde de carbone, les nitrates ou l'ammoniaque, sont recyclées en étant absorbées puis utilisées par les producteurs primaires.

L'écosystème forêt

En France, les forêts couvrent une surface de plus de 15 millions d'hectares, soit 25 % du territoire et, contrairement à une idée reçue, la surface des forêts est en augmentation constante (quelques 30 000 hectares de plus chaque année). En revanche, le couvert forestier mondial se réduit chaque année de plusieurs millions d'hectares.

La forêt est le milieu naturel le plus apprécié des français et le plus facile d'accès en région tempérée. Elle se prête donc bien aux sorties scolaires, ce qui donne l'occasion de sensibiliser les enfants à la fragilité de ce milieu complexe. En effet, si la richesse de la forêt en termes de biodiversité floristique et faunistique dépend notamment de divers facteurs physicochimiques comme le climat ou la nature du sol, son évolution est largement conditionnée par l'action de l'homme.

La forêt française compte environ deux tiers de feuillus (arbres à feuilles caduques, c'est-à-dire arbres perdant leurs feuilles chaque année) et un tiers de résineux (arbres à feuilles persistantes, à l'exception notable du mélèze qui perd ses aiguilles chaque année), représentant au total plus de 130 essences différentes.

Une forêt, par exemple une hêtraie-chênaie (dont les essences dominantes sont les hêtres et les chênes), se présente comme un peuplement étagé dans lequel on distingue une strate arborescente (les arbres), une strate arbustive (les arbustes et arbrisseaux), une strate herbacée (les plantes herbacées) et une strate muscinale (mousses et champignons).

L'organisation est cependant plus complexe car il faut aussi tenir compte des plantes qui en utilisent d'autres comme support, par exemple le chèvrefeuille ou la clématite qui se fixent au tronc des arbres et présentent l'aspect de lianes, mais aussi des mousses, des algues, des champignons et des lichens susceptibles de se développer sur les troncs ou les branches des arbres et arbustes.

On appelle formation végétale un groupement végétal de physionomie homogène, comme la forêt caducifoliée de l'exemple précédent (on parle de forêt caducifoliée lorsqu'elle est formée majoritairement d'arbres à feuilles caduques). Sa composition floristique reflète son adaptation au climat et aux autres conditions locales. Les forêts caducifoliées sont, avec les forêts mixtes (arbres à feuilles caduques mélangés à des résineux), les formations végétales naturelles les plus communes en France.

La masse de matière vivante présente dans un écosystème porte le nom de biomasse, mais la masse de matière organique morte y joue aussi un rôle important. La biomasse varie dans de larges limites selon les écosystèmes, essentiellement en fonction des conditions du biotope. On l'évalue ainsi de quelque 20 tonnes par hectare dans les déserts à quelque 500 t/ha dans les forêts équatoriales. Dans un écosystème en équilibre, la biomasse des trois catégories d'organismes, producteurs primaires, consommateurs et décomposeurs, reste sensiblement constante au cours du temps. Tous les êtres vivants appartenant à un même écosystème sont interdépendants : les consommateurs dépendent des producteurs primaires, mais l'approvisionnement des producteurs primaires en substances minérales dépend aussi de la minéralisation des substances organiques provenant de tous les êtres vivants par les décomposeurs. L'entretien de ce cycle vital, dont chaque maillon a son importance, nécessite, comme on l'a vu plus haut, un apport d'énergie assuré par le Soleil.

Cependant, les êtres vivants qui peuplent la forêt ne sont pas reliés uniquement par des relations alimentaires. Par exemple, les hautes branches des arbres offrent une protection aux oiseaux qui y construisent leur nid en le mettant hors de portée de la plupart des prédateurs ; divers animaux creusent des terriers dans le sol, comme les mulots, les musaraignes ou les sangliers ; diverses plantes servent d'abri à des insectes ou araignées, etc.

Le sol forestier

Les sols interviennent dans tous les cycles biogéochimiques (cycles du carbone, de l'azote, du soufre, etc.) et dans le cycle de l'eau. Ils déterminent ainsi en partie la qualité des eaux, la productivité végétale, mais aussi la biodiversité des écosystèmes terrestres. Il en est de même des sols forestiers : ils reçoivent les feuilles et les branches mortes, des fruits, des graines, des déjections d'animaux et leurs cadavres, etc., constituant la litière et contribuant à la formation de l'humus. La décomposition et la minéralisation de cette matière organique par les décomposeurs du sol permet d'alimenter les plantes en certains éléments minéraux indispensables à leur croissance. La vitesse de ce processus est un indicateur de la qualité du sol. Ce travail de recyclage est rendu possible par l'activité des innombrables microorganismes (bactéries et champignons) qui le peuplent (jusqu'à un milliard par gramme de sol) et par des légions d'animaux de dimensions variées, depuis des tailles microscopiques, comme certains acariens invisibles à l'œil nu, jusqu'à plusieurs centimètres, comme les taupes. Le sol est un milieu vivant où les processus physiques, chimiques et biologiques interagissent sans cesse. La décomposition de la matière organique se fait sous l'action de la faune (vers de terre), de la microfaune du sol (vers minuscules, comme les nématodes, arthropodes divers, comme les acariens ou les collemboles), des champignons et des bactéries. Une feuille morte posée sur le sol va subir les attaques de tous ces organismes décomposeurs qui se mangent aussi les uns les autres, constituant une des composantes du réseau de chaînes alimentaires de la forêt. Le niveau d'activité de ces organismes décomposeurs dépend de la température, de l'humidité et de l'aération du sol, mais aussi du type de sol (texture et structure, type d'argiles, acidité, etc.). Les sols les plus actifs sont capables de recycler en moins d'une année 90 % de la masse des feuilles tombées.

Le sol

Lors d'une promenade en forêt, dans la campagne ou dans les champs d'une exploitation agricole, les enfants s'extasient devant les arbres, les fleurs, les oiseaux, les épis de blé... mais cette chose sombre, salissante sous leurs pieds reste mystérieuse... " Mais ne mets pas tes mains dans la boue tu vas te salir ! Ça y est, tu en as partout ! ". Alors qu'il y a autant de microorganismes dans une poignée de terre que d'hommes sur la planète, que les sols sont les supports des plantes et qu'ils assurent de nombreuses autres fonctions utiles aux sociétés humaines, ils restent peu connus. Mais que sont les sols, comment les définit-on, que contiennent-ils, que nous apportent-ils, pourquoi sont-ils une ressource à préserver ?

On peut définir un sol comme la couche superficielle de l'écorce terrestre, celle qui est colonisée par les racines des végétaux quand il y en a. Albert Demolon, un pédologue du siècle dernier (1881-1954), définissait le sol comme " une formation naturelle de surface à structure meuble et d'épaisseur variable, résultant de la transformation de la roche mère sous jacente sous l'influence de divers processus physiques, chimiques et biologiques au contact de l'atmosphère et des êtres vivants ". En effet, le sol n'est qu'une fine couche à l'échelle de la planète, de l'ordre de 80 cm à 1 mètre en moyenne, mais situé à l'interface entre la lithosphère, l'atmosphère et l'hydrosphère, il est un élément clef de tous les écosystèmes terrestres.

Les sols interviennent dans tous les cycles biogéochimiques (cycles du carbone, de l'azote, du soufre, etc.) et dans le cycle de l'eau. Connaître leur formation, leur évolution et leur fonctionnement est essentiel car ils déterminent en partie la qualité des eaux, la productivité végétale mais aussi la biodiversité des écosystèmes terrestres.

Les sols sont des milieux vivants avec une biomasse (masse des êtres vivants qui s'y trouvent) exceptionnelle. Ils abritent en effet d'innombrables microorganismes (jusqu'à un milliard par gramme de sol) et des légions d'animaux de dimensions variées, depuis des tailles microscopiques, comme certains acariens invisibles à l'œil nu, jusqu'à plusieurs centimètres, comme les taupes. On trouve en moyenne 260 millions d'animaux soit environ 150 g de biomasse sous une surface de 1 m 2 de prairie tempérée. En fait, la plus grande biodiversité terrestre vit sous la surface du sol et non au dessus ! C'est un milieu vivant où les processus physiques, chimiques et biologiques interagissent sans cesse et rendent l'étude de ce milieu complexe passionnante.

Les sols diffèrent selon la roche mère, la topographie, le climat, les êtres vivants et leur occupation par les hommes. Ces différences se repèrent surtout dans le paysage par des couleurs de sol variées (noir, marron, rouge, jaune et même vert ou bleu !).

Lorsqu'une tranchée est creusée dans un sol, on peut observer qu'il est structuré en couches horizontales superposées, souvent de différentes couleurs. On donne à ces couches le nom d' horizons, l'ensemble des horizons est appelé profil du sol. Si l'épaisseur et la constitution des horizons varie selon les types de sols, on s'accorde à reconnaître trois horizons principaux, appelés A, B et C, dans tous les sols. L'horizon A est le plus superficiel. La où se trouve de la végétation, il est recouvert d'une couche de débris organiques, essentiellement des feuilles mortes, appelée litière (parfois horizon O pour Organique). Cet horizon est souvent le plus riche en matière organique car il contient la majeure partie des racines. L'horizon B, sous jacent, est une couche où s'accumulent diverses substances minérales et organiques. Enfin, l'horizon C, le plus profond, est constitué principalement par les produits d'altération de la roche mère. Selon les sols, les horizons peuvent être eux-mêmes subdivisés en couches plus ou moins nombreuses différant par leurs propriétés.

Le sol est constitué globalement de 50 % de vides plus ou moins remplis d'eau qui correspondent à la porosité. Les 50 % restant sont pour 45 % les particules minérales (cailloux, sables, limons et argiles) et pour 5 % les matières organiques.

Les particules minérales sont les produits de la fragmentation et de l'altération des roches mères. On les classe selon leur taille :

cailloux et graviers : supérieure à 2 mm ;

sables : entre 50 µm et 2 mm ;

limons : entre 2 et 50 µm ;

argiles : inférieure à 2 µm.

Les grains de sable sont visibles à l'œil nu et sont rugueux au toucher. Les particules de limon ne sont observables individuellement qu'au microscope et laissent une trace semblable à de la farine quand on écrase entre les doigts un échantillon de sol qui en contient. Les particules d'argile sont elles aussi invisibles à l'œil nu mais s'agglutinent en une masse collante quand elles sont mouillées. L'argile humide permet ainsi de façonner des briques ou des tuiles que la cuisson va durcir.

La texture d'un sol, c'est à dire la proportion des différentes particules minérales qui le constituent, peut s'apprécier grossièrement par l'observation et surtout par le toucher. Ces particules sont constituées majoritairement de silice mais on peut aussi y trouver des carbonates dans les sols calcaires, des sels d'aluminium, comme la gibbsite (trihydroxyde d'aluminium), et de fer, comme la goethite (oxy-hydroxyde de fer), qui donnent la couleur rouge de certains sols tropicaux.

La structure du sol est le mode d'assemblage des particules minérales (formation de motte ou d'agrégat plus ou moins gros, plus ou moins anguleux). Avec la texture, elle est responsable de la porosité du sol, c'est-à-dire du réseau des vides à l'intérieur du sol, et commandent donc la circulation de l'eau et de l'air dans le sol.
Les espaces vides contiennent de l'air et de l'eau, deux éléments indispensables au maintien de la vie dans les sols et au développement des plantes. Selon l'épaisseur des sols et leur capacité à retenir l'eau (selon la nature et les arrangements des constituants organiques et minéraux et la forme du réseau de pores), la pluie qui s'infiltre est plus ou moins retenue dans le sol. Le sol est un réservoir d'eau à la disposition des plantes et des organismes vivants du sol. L'eau non retenue draine vers les nappes phréatiques. Le sol filtre et fixe certains des éléments en solution dans l'eau. Une partie des éléments fixés seront dégradés par les microorganismes du sol. Certains éléments du sol en revanche peuvent être emportés dans les eaux de drainage ou de ruissellement conduisant éventuellement à l'eutrophisation des cours d'eau (enrichissement des eaux en phosphates et nitrates). Les sols puis la roche mère sous le sol garantissent une épuration mécanique, chimique et biologique des eaux souterraines. Mais l'épuration peut s'avérer insuffisante lorsque les sols sont pollués.

Les ions minéraux essentiels à la nutrition des plantes (éléments minéraux sous forme d'ions nitrates, NO 3-, ammonium, NH 4+, phosphate, PO 4-, calcium, Ca 2+, potassium, K+, etc.) s'associent aux argiles et aux matières organiques. Les argiles (kaolinite, montmorillonite) servent ainsi de réserve de nutriments pour les plantes.

La matière organique des sols représente en moyenne 5 % du sol, mais ceci n'est qu'une moyenne, elle peut ne constituer que 0,5 % dans les sols arides et jusqu'à 95 % dans les tourbières. Cette matière organique comprend de la matière vivante (bactéries, champignons, microfaune, macrofaune et racines des plantes) et de la matière morte issue de la décomposition de la matière vivante. Selon son état de décomposition, la matière organique est plus ou moins reconnaissable à l'œil nu, à la loupe, voire au microscope (débris de racines, de feuilles...). Lorsque l'on ne reconnaît plus l'organisme dont est issue la matière organique, même au microscope, on parle de matière organique amorphe, d'humus. La matière organique s'associe aux particules minérales en agrégats qui sont un mélange de particules minérales et organiques. Cette association évite une décomposition trop rapide.
La décomposition de la matière organique se fait sous l'action de la faune (vers de terre), de la microfaune du sol (nématodes, arthropodes), des champignons et des bactéries. Une feuille morte posée sur le sol va subir les attaques de tous ces organismes décomposeurs qui se mangent aussi les uns les autres, c'est une chaîne alimentaire. Le niveau d'activité de ces organismes décomposeurs dépend de la température, de l'humidité et de l'aération du sol, mais aussi du type de sol (texture et structure, type d'argiles, acidité, etc.). Tous ces organismes utilisent la matière organique pour leurs besoins nutritifs. Les produits finaux de la décomposition sont des molécules minérales indispensables au développement des plantes comme les ions (NO 3-, NH 4+, PO 4-, Ca 2+, K+, etc.). Les êtres vivants du sol produisent aussi du CO 2 qui est libéré dans l'atmosphère, bouclant ainsi le cycle du carbone. On parle aussi de minéralisation de la matière organique ou de respiration hétérotrophe du sol.
Avec la préoccupation actuelle du changement climatique et du taux de CO 2 atmosphérique, les scientifiques se sont intéressés à la capacité des sols à stocker du carbone. En effet, les stocks globaux de carbone dans les sols représentent 1 500 à 2 000 Gigatonnes (Gt, milliards de tonnes) de carbone alors que les stocks dans la végétation ne sont que de 600 Gt. Dans l'atmosphère on compte 760 Gt de carbone. Le sol est donc, avec les océans (35 000 à 40 000 Gt de carbone), ce qu'il est convenu d'appeler un " puits " de carbone, c'est-à-dire un réservoir susceptible de stocker le carbone. Cependant ce chiffre global recouvre une diversité de cas. Selon leur mode de gestion et leur type, les sols peuvent en effet être des puits, mais ils peuvent aussi émettre du CO 2 et constituer alors ce qu'il est convenu d'appeler une " source " de carbone plus ou moins importante. De nombreuses études essaient actuellement de quantifier ces puits et de connaître leurs évolutions selon différents scénarios climatiques et de gestion des sols.

Les sols sont une ressource naturelle vivante et fragile et assurent plusieurs fonctions :

support de la production végétale et donc alimentaire ;

cycle de l'eau (propriété de filtre) ;

puits de carbone ;

biodiversité ;

matériau de construction (briques, tuiles, poteries, etc.) ;

support des animaux et des constructions.

Plusieurs menaces pèsent sur les sols :

La consommation excessive de surfaces avec l'utilisation des sols pour la construction, l'urbanisation. En Europe l'équivalent d'un département français est consommé tous les ans par l'urbanisation. Certains pays, comme la Suisse, commencent à limiter la consommation d'espace.

Une baisse de fertilité (appauvrissement en éléments nutritifs, dégradation de la structure des sols) causée par des systèmes de cultures intensives limitant la restitution au sol de matières organiques après récolte et provoquant la rupture des cycles biogéochimiques. On parle dans certains cas de " soil mining ".

L'érosion des sols qui peut aussi être accentuée par des occupations de sol et des techniques de cultures non appropriées. L'érosion est la perte de la couche superficielle du sol riche en éléments nutritifs et la sédimentation de produits érodés dans des endroits où on n'a pas envie de les trouver : fleuves, côtes, ports et barrages. Dans certains cas, l'érosion passée a des conséquences aujourd'hui bénéfiques, comme la constitution des deltas fertiles et des plaines alluviales où l'on trouve les sols les plus fertiles.

La pollution des sols par des métaux lourds, tels que le mercure, le plomb, le cadmium, etc., dans les sites industriels et par des molécules organiques (micropolluants organiques) provenant de dépôts atmosphériques et de l'épandage intensif de boues, lisiers, engrais, pesticides. Le devenir de ces polluants est complexe. Ils peuvent se volatiliser dans l'atmosphère, être dégradés entièrement ou seulement partiellement par les microorganismes du sol, être entrainés dans les eaux souterraines, être prélevés par des plantes...

La désertification et la salinisation dans les régions arides. Ces dégradations du sol peuvent être d'origine naturelle mais peuvent être accentuées par une mauvaise gestion des sols et des eaux dans des régions où les équilibres sont fragiles et les pressions alimentaire et foncière fortes.

Les plantes et l'environnement

Les êtres vivants sont étroitement soumis aux conditions de leur environnement et ces dernières déterminent leur répartition dans les divers écosystèmes de la planète. C'est particulièrement le cas des plantes qui, contrairement à la plupart des animaux, ne peuvent se déplacer pour changer de milieu, même si l'aire de répartition d'une espèce peut se modifier sous l'action de changements climatiques, comme on l'observe actuellement.

En dehors de l'influence de l'homme, qui a été décisive au cours des temps historiques dans le modelage des paysages, les principaux facteurs influençant la répartition des végétaux sont la disponibilité de l'eau, la température, la lumière, la nature du sol et l'action des autres êtres vivants (bactéries, champignons, animaux herbivores, etc.). D'autres facteurs moins importants, comme le vent, peuvent aussi intervenir.

Si tous ces facteurs agissent en même temps, il suffit que l'un d'eux sorte de la zone de tolérance d'une espèce pour que cette espèce soit éliminée. On définit la zone de tolérance, pour un facteur écologique donné, comme la zone comprise entre la valeur minimale et la valeur maximale compatibles avec la survie de l'organisme considéré. Les végétaux constituent ainsi des groupements naturels caractérisés par un ensemble d'espèces, ensemble différent selon les climats, les régions (altitude et latitude), la nature du sol, etc.

La disponibilité de l'eau est un des facteurs essentiels de la répartition des végétaux. Deux exemples extrêmes, celui des milieux aquatiques et celui des milieux secs, vont nous permettre de souligner l'importance de l'environnement pour la vie et la répartition des plantes.

Les milieux aquatiques
Les milieux aquatiques présentent des caractéristiques physiques très différentes de celles des milieux aériens : la densité de l'eau est très supérieure à celle de l'air, sa capacité calorifique et son inertie thermique sont plus élevées, les gaz, en particulier l'oxygène et le gaz carbonique, s'y trouvent sous forme dissoute et leur concentration dans l'eau dépend de la température. En outre, l'eau absorbe la lumière visible, plus ou moins fortement selon la longueur d'onde, et la lumière solaire ne pénètre pas au-delà de 100 m de profondeur. Enfin, l'eau de mer contient une quantité importante de sels dissous, généralement comprise entre 30 et 35 g par litre, ce qui confère au milieu marin des propriétés particulières.

Les plantes vivant dans l'eau peuvent être totalement immergées, comme l'élodée, une plante originaire du Canada qui a envahi la plupart des ruisseaux de France.

Elles peuvent aussi être en partie flottantes, comme le nénuphar ou simplement enracinées sur le fond, les feuilles restant aériennes, comme les roseaux.

Les plantes aquatiques sont généralement dépourvues de bois, un matériau fibreux et dur qui assure la rigidité du tronc et des branches. En revanche, elles possèdent souvent des lacunes remplies d'air qui leur permettent d'avoir un port dressé dans l'eau.

Peu de plantes occupent le milieu marin où les végétaux majoritaires sont des algues. Mais les espèces les plus courantes, comme les zostères et les posidonies, qui forment des herbiers à faible profondeur dans les zones côtières sableuses, jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement des écosystèmes littoraux. Ces herbiers contribuent à la fixation des fonds et au piégeage des sédiments et du CO 2 atmosphérique, ils constituent des zones de frai, de développement des jeunes animaux marins et des lieux propices à l'alimentation de nombreux animaux marins.

Les milieux secs

Un milieu peut être physiquement sec, c'est-à-dire être dépourvu d'eau, comme c'est le cas pour les déserts, les étendues de sable ou encore les calcaires fissurés. Un milieu peut aussi être physiologiquement sec, c'est-à-dire que l'eau qui y est présente n'est pas disponible pour les plantes. Ce peut être en raison de l'état physique de l'eau (glace, neige) ou de la présence d'une importante quantité de sels dans le sol. Outre la toxicité directe du sel pour de nombreuses plantes, les milieux salés (dunes côtières, plages, etc.) sont physiologiquement secs car l'eau y est retenue fortement en raison de la présence de sels. Les plantes caractéristiques de ces milieux sont appelées halophytes (du grec halos, sel).

Les plantes vivaces qui occupent des milieux secs présentent divers dispositifs permettant de minimiser les besoins en eau. On les appelle xérophytes (du grec xeros, sec et phuton, plante). Elles possèdent généralement des feuilles recouvertes d'une cuticule imperméable et portant un nombre réduit de stomates (les orifices à travers lesquels se produisent les échanges d'oxygène, de gaz carbonique et de vapeur d'eau) ou d'autres dispositifs limitant la transpiration et donc les pertes d'eau (feuilles réduites ou enroulées sur elles-mêmes, poils épidermiques, feuilles transformées en épines, voire absentes). Elles sont le plus souvent munies de racines très étendues ou de rhizomes très longs, ce qui permet, soit de couvrir une surface très étendue, soit d'atteindre de l'eau en profondeur. D'autres sont dotées de bulbes ou de tubercules qui stockent l'eau à la moindre pluie.

Une autre stratégie existe chez les plantes appelées éphémérophytes, que l'on trouve essentiellement dans les déserts. Elles poussent très rapidement à partir des graines à la moindre pluie et ont un cycle vital très bref qui se termine par la production de nombreuses graines capables de conserver longtemps leur pouvoir germinatif. D'autres possèdent des organes souterrains, comme des rhizomes ou des tubercules, qui restent en vie ralentie pendant les années de sécheresse et redonnent les parties aériennes, tiges et feuilles, dès qu'il pleut.

Enfin, on appelle plantes succulentes (du latin sucus, suc) ou plantes grasses, des plantes dont les feuilles, les tiges ou les racines sont charnues et qui stockent de l'eau en cas de pluie et la consomment pendant les périodes de sécheresse, comme les cactées ou les euphorbes.

Qu'appelle-t-on écosystème ?

Les espèces vivantes, en nombre considérable, ont colonisé la plupart des milieux de la planète, y compris ceux qui semblent les plus hostiles, comme les déserts, les sources d'eau très chaudes ou les eaux extrêmement salées. Pour survivre et perpétuer l'espèce, chaque être vivant dépend d'une multitude d'interactions établies avec d'autres êtres vivants ainsi qu'avec son environnement inanimé, qu'il s'agisse du sol, de l'eau, de la lumière, du climat, etc.

L'ensemble des êtres vivants d'un milieu donné constitue ainsi avec lui un ensemble fonctionnel. Pour qualifier cet ensemble, le botaniste anglais Arthur Tansley a proposé en 1935 le terme d'écosystème qui correspond à l'unité écologique de base. Pour qualifier un milieu et les conditions qui le caractérisent, Tansley a également inventé le terme de biotope. Enfin, l'ensemble des êtres vivants qui peuplent un biotope donné est appelé biocénose. On peut ainsi écrire : écosystème = biotope + biocénose.

Cette simple définition recouvre cependant des réalités complexes et extrêmement variées. D'une part, les limites géographiques d'un écosystème sont parfois difficiles à tracer et elles peuvent aussi varier dans le temps. D'autre part, un écosystème donné fait souvent partie d'un ensemble plus vaste comportant plusieurs écosystèmes différents, qualifié de complexe écologique. En outre, en dehors des variations liées aux saisons, les écosystèmes peuvent être affectés par diverses fluctuations temporelles (hauteur d'eau liée aux marées, cours d'eau et mares temporaires, inondations, etc.) qui modifient la répartition des êtres vivants. Enfin, si les écosystèmes évoluent au cours du temps jusqu'à atteindre un état d'équilibre appelé " climax ", ce dernier peut être aisément rompu si le fonctionnement de l'écosystème est perturbé, en particulier par les activités humaines.

La lumière du Soleil est la source d'énergie à la base des écosystèmes

Les écosystèmes sont caractérisés notamment par leurs réseaux trophiques, c'est-à-dire par les réseaux complexes de relations alimentaires établies entre les êtres vivants. Ces réseaux sont traversés par un flux de matière, chaque espèce pouvant servir de nourriture à une ou plusieurs autres espèces. En dehors de quelques cas très particuliers et extrêmement minoritaires, comme les sources hydrothermales du fond des océans, tous les écosystèmes dépendent fondamentalement d'une même source d'énergie, la lumière du Soleil, car c'est la photosynthèse qui est à l'origine de la matière organique circulant d'un organisme à l'autre. La photosynthèse, réalisée exclusivement par les organismes chlorophylliens (plantes, algues, phytoplancton), utilise l'énergie lumineuse émise par le Soleil pour produire de l'énergie chimique sous forme de matière organique à partir du gaz carbonique et de l'eau.

Parce qu'ils sont capables de produire leur matière organique à partir de précurseurs d'origine minérale, les organismes chlorophylliens sont qualifiés d'autotrophes (du grec autos, soi-même et - trophê, nourriture). Comme ils sont à l'origine de la matière organique qui circule dans les écosystèmes, on les qualifie également de producteurs primaires. Tous les autres êtres vivants sont des hétérotrophes (du grec heteros, autre et - trophê, nourriture) et sont qualifiés de consommateurs. Ils élaborent néanmoins eux aussi de la matière organique qui peut servir de nourriture à d'autres consommateurs, ce qui conduit à les considérer également comme des producteurs. Il s'agit de producteurs secondaires lorsqu'ils se nourrissent de producteurs primaires, de producteurs tertiaires s'ils se nourrissent de producteurs secondaires, etc. Enfin, certains microorganismes permettent le recyclage de la matière organique en transformant les déchets ou les cadavres en matières minérales et sont donc qualifiés de décomposeurs. Les substances résultant de la minéralisation de la matière organique, comme le dioxyde de carbone, les nitrates ou l'ammoniaque, sont recyclées lorsqu'elles sont absorbées par les producteurs primaires.

La masse de matière vivante porte le nom de biomasse, mais il faut également prendre en compte la masse de matière organique morte dont le rôle est important. La biomasse varie dans de larges limites selon les écosystèmes, essentiellement en fonction des conditions du biotope. On l'évalue ainsi de quelque 20 tonnes par hectare dans les déserts à quelque 500 t/ha dans les forêts équatoriales. Dans un écosystème en équilibre, la biomasse des trois catégories d'organismes, producteurs primaires, consommateurs et décomposeurs, reste sensiblement constante au cours du temps.

La nourriture consommée par un être vivant est diversement utilisée par son organisme. Une partie sert de matériaux de construction pour la croissance et le renouvellement de l'organisme, une partie sert de source d'énergie chimique assurant le fonctionnement de l'organisme (fermentations, respiration, maintien d'une température constante chez les oiseaux et les mammifères), une partie enfin n'est pas utilisable et constitue des déchets. Enfin, comme dans toute transformation énergétique, les diverses transformations chimiques qui se produisent chez un être vivant s'accompagnent de pertes sous forme de chaleur. Finalement, seule une faible fraction de la matière organique consommée se retrouve incorporée dans les molécules organiques d'un organisme consommateur : les transferts de matière organique qui s'effectuent entre un être vivant et celui qui le mange s'accompagnent donc de pertes importantes liées au fonctionnement même des êtres vivants. Étant donné que la matière organique transférée représente l'énergie chimique potentielle utilisable par un consommateur, le flux d'énergie au sein d'un réseau trophique s'accompagne de pertes considérables. Par exemple, lorsque une vache consomme une quantité d'herbe dont l'énergie potentielle est de 3 000 kJ, on évalue l'énergie utilisée pour le fonctionnement de l'organisme et perdue sous forme de chaleur à 1 000 kJ, celle correspondant à la matière non assimilée (excréments) à 1 900 kJ et celle utilisée à l'élaboration de matière disponible pour la croissance à seulement 100 kJ.

Toutefois, dans un écosystème, si l'énergie perdue sous forme de chaleur est irrécupérable, il n'en est pas de même des déchets matériels. Le dioxyde de carbone produit par la respiration et certaines fermentations redevient disponible pour les organismes chlorophylliens, de même que les substances issues de la minéralisation des déchets organiques par les microorganismes décomposeurs. Les cadavres subissent le même sort que les déchets organiques lorsqu'ils ne servent pas de nourriture aux nombreux animaux nécrophages. Ainsi, si le flux énergétique dans un écosystème est unidirectionnel, les flux de matière constituent en revanche des cycles (cycles du carbone, de l'azote, du soufre, etc.).

Finalement, tous les êtres vivants sont interdépendants : les consommateurs dépendent des producteurs primaires, mais l'approvisionnement des producteurs primaires en substances minérales dépend aussi de la minéralisation des substances organiques provenant de tous les êtres vivants. L'entretien de ce cycle vital, dont chaque maillon a son importance, nécessite un apport d'énergie assuré par le Soleil.

Les relations entre les différents êtres vivants d'un écosystème sont de nature variée

Dans un écosystème, chaque espèce vivante a une place et un rôle déterminés. Elle y trouve notamment ses ressources alimentaires et son habitat, a son propre rythme d'activité et entretient des relations variées avec d'autres espèces de l'écosystème. On parle de niche écologique pour qualifier la place et le rôle uniques d'une espèce donnée dans un écosystème. Deux espèces différentes ne peuvent occuper une même niche écologique : lorsque deux espèces entrent en compétition pour une même niche, l'une des deux finit par en être éliminée. C'est pourquoi l'introduction dans un écosystème d'espèces étrangères est à proscrire : lorsqu'elles entrent en compétition avec des espèces locales occupant la même niche écologique, ces dernières risquent d'être éliminées. Ainsi, l'introduction en France d'espèces américaines d'écrevisse a conduit à la quasi disparition des espèces autochtones. De la même façon, les tortues de Floride relâchées dans la nature entrent en compétition avec la cistude, une tortue aquatique d'Europe, dont l'espèce est désormais menacée de disparition.

Les relations trophiques (alimentaires) entre les divers organismes d'un écosystème sont extrêmement complexes : le nombre d'espèces différentes constituant une biocénose peut être très important, un même être vivant peut se nourrir de différentes espèces et une même espèce peut servir de nourriture à de nombreuses espèces différentes. En outre, toutes les espèces sont susceptibles d'héberger des parasites variés qui en exploitent la matière organique et se multiplient à leurs dépens. Cependant, les relations contractées entre les espèces constituant une biocénose ne sont pas uniquement de nature alimentaire. Il peut s'agir de relations concernant la protection, le transport ou la reproduction.
Elles peuvent être facultatives, comme dans le commensalisme où une espèce profite d'une autre sans lui nuire, par exemple les moineaux et l'homme.
Dans le mutualisme l'association procure des avantages aux deux partenaires. C'est par exemple le cas entre les anémones de mer et les poissons-clowns, rendus célèbres par un dessin animé à succès. Le poisson trouve une protection au milieu des tentacules de l'anémone qu'il nettoie en retour et défend contre certains prédateurs. Des crustacés (crevettes, crabes) peuvent aussi établir le même type de relations avec l'anémone.
Les relations peuvent être beaucoup plus étroites, comme dans les symbioses qui sont également à bénéfice mutuel mais sont le plus souvent obligatoires et impliquent aussi des échanges nutritifs. Ainsi, les coraux vivent en symbiose avec des algues unicellulaires sans lesquelles leur croissance est très faible. Les lichens sont constitués de l'association symbiotique entre un champignon et une algue ou une cyanobactérie.

La reproduction de diverses espèces animales nécessite que les œufs soient pondus sur ou dans un organisme d'une autre espèce, plante ou animal. Ainsi, les galles, excroissances arrondies observées à la surface de feuilles, résultent de la réaction de la feuille à la ponte de divers insectes et contiennent une ou plusieurs larves. D'autres insectes déposent leurs œufs dans le corps d'un autre animal où ils vont se développer à ses dépens. Quant à la reproduction de la majorité des plantes à fleur, elle dépend de leur pollinisation par des animaux qui se nourrissent du nectar et/ou du pollen des fleurs.

La dissémination des semences de nombreuses espèces de plantes dépend aussi des animaux sur lesquels elles s'accrochent ou qu'ils avalent. Comme le montrent ces quelques exemples, les relations entre les espèces peuplant un écosystème peuvent être extrêmement complexes.

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Les êtres vivants entretiennent des relations complexes avec leur milieu : l'environnement agit sur les êtres vivants, mais ces derniers ont également une action sur leur milieu. Ainsi, par exemple, depuis l'apparition de la vie sur Terre il y a quelque 3,5 milliards d'années, l'activité biologique des êtres vivants (photosynthèse, fermentations, respiration) a profondément modifié l'atmosphère primitive de la planète, notamment en l'enrichissant progressivement en oxygène.

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La forêt a toujours joué un rôle important dans le réel et l'imaginaire de l'homme. Tour à tour lieu sacré ou lieu maudit, source de vie ou de perdition, réserve de nourriture ou espace à défricher, elle ne laisse jamais indifférent. Le scientifique lui aussi s'intéresse à la forêt, sa composition, son rôle, son histoire...

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Découvrir un écosystème : la forêt (cycle 3)

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Découvrir un écosystème : la forêt (cycle 3)

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Notions et connaissances travaillées : Unité, diversité des organismes vivants; Mettre en évidence l'interdépendance des différents êtres vivants dans un réseau trophique.

Disciplines ( Collège) : SVT

Déroulé : Après avoir recueilli les idées des élèves et introduit le sujet, la classe organise une sortie en forêt : observations et échantillons (notamment de litière) sont collectés et rapportés en classe où ils sont étudiés. Autour de ces observations et de la question "qui mange quoi", les élèves approchent progressivement le concept d'écosystème. Les élèves décrivent également le processus de dégradation des feuilles mortes et introduisent la notion de cycle de la matière.

Message à emporter : Un écosystème comprend tous les êtres vivants d'un même milieu, qui interagissent ensemble et avec ce milieu. Tous dépendent les uns des autres. La forêt est un exemple d'écosystème, proche de notre école.
Sommaire des séances et objectifs généraux

Séance 4 : Découverte des plantes Séance 4 bis : Comment reconnaît-on un arbre ?

Découvrir la diversité des plantes et leur organisation en strates ; mettre en évidence que ces strates sont des niches écologiques pour les animaux de la forêt.

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Cette séquence d'activités propose aux élèves de découvrir et décrire un milieu proche de l'école, en l'occurrence une forêt. Progressivement, les élèves mettent en évidence les relations qui existent entre les êtres vivants et leur milieu, dont ils étudient les caractéristiques propres, en comprenant les liens de dépendance qui unissent les êtres vivants à leur milieu ; ils construisent la notion d'écosystème.

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Dans les serres, il y a plein de pucerons. Ils empêchent les plantes de grandir ! Comment se débarrasser de ces pucerons, sans tout polluer avec des produits chimiques ? On répand des larves de coccinelles, plus gloutonnes que les adultes. Les pucerons sont mangés : c'est la " lutte biologique ". Mais ce n'est pas si simple. Des coccinelles très voraces ont été importées d'Asie, pour tuer les pucerons. Ces coccinelles sont aujourd'hui nombreuses dans la nature... où elles tuent aussi d'autres espèces de coccinelles !

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Dans les serres, il y a plein de pucerons. Ils empêchent les plantes de grandir ! Comment se débarrasser de ces pucerons, sans tout polluer avec des produits chimiques ? On répand des larves de coccinelles, plus gloutonnes que les adultes. Les pucerons sont mangés : c'est la " lutte biologique ".

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Un élevage de coccinelles en classe ?

La coccinelle est une grande amie des jardiniers et un redoutable prédateur. Bienvenue dans son petit monde...

Carte d'identité de la coccinelle :

Mise en place d'un élevage en classe :

Les larves sont livrées dans une boîte contenant des copeaux de bois.

Elles sont déposées dans un bac d'élevage.

Les larves sont déposées à l'aide d'un pinceau pour ne pas les blesser.

Le kit d'élevage comprend environ une dizaine de larves.

Elles parviennent au deuxième ou troisième stade larvaire.

Les stades de développement de la coccinelle

1. Les oeufs

2. La larve

3. La nymphe

4. La sortie

5. La coccinelle

6. Les stades de développement de la coccinelle

Liens :
Des pistes de travail sur les insectes (site "La main à la pâte")

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Cette page propose des informations et diverses pistes de travail sur le thème des élevages en classe. ---- Un élevage de coccinelles en classe ? (...)

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Ressources pédagogiques des disciplines d'enseignement du second degré et des sp...

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Séquence en PS/MS

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LES PROTOCOLES ET EXPERIENCES

CLASSE DE CM1 - ECOLE JULES FERRY LUCE

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Démarche d'investigation en cycle 3

Croissance du Haricot Rouge de Chartres

HRC Time lapse Avril 2024-CM1-EEJulesFerryLucé

Classe de CM1

Hervé LAVOT

PEMF - Ecole Jules Ferry Lucé

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Titre

#ElèveTonBlob : tuto pour la prise de vue avec Audrey Dussutour

Résumé

Audrey Dussutour, directrice de recherche au CNRS, explique comment réaliser un time-lapse dans le cadre de l'expérience éducative #ElèveTonBlob à l'aide d'un simple smartphone et d'une application gratuite (Framelapse).

Dossier

Archives années 2020', Archives vols habités, Jeunesse

Chapeau export

Audrey Dussutour, directrice de recherche au CNRS, explique comment réaliser des photos satisfaisantes dans le cadre de notre expérience éducative #ElèveTonBlob à l'aide d'un simple smartphone et d'une application gratuite. Crédits : CNRS.

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#ElèveTonBlob : tuto pour la prise de vue avec Audrey Dussutour

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Titre #ElèveTonBlob : tuto pour la prise de vue avec Audrey Dussutour Résumé Audrey Dussutour, directrice de recherche au CNRS, explique comment réaliser un time-lapse dans le cadre de l'expérience éducative #ElèveTonBlob à l'aide d'un simple smartphone et d'une application gratuite (Framelapse).

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Démarche d'investigation en cycle 3

Croissance du Haricot Rouge de Chartres

HRC Time lapse Mars 2023-CM1-EEJulesFerryLucé

Classe de CM1

Hervé LAVOT

PEMF - Ecole Jules Ferry Lucé

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Démarche d'investigation en maternelle

Haricots Rouges de Chartres et les « mini » serres

Classe de MS

Gwénaëlle BOURGOUIN

PEMF - École l’Eveil de Sours

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LAMAP - Transmission du mouvement et engrenages

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LAMAP - Transmission du mouvement et engrenages

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Cette séquence a été réalisée par l'Ecole des Mines de Nantes, des enseignants du primaire et coordonné par Ludovic Klein.

Dans le cadre d'un accompagnement scientifique de l'opération La main à la pâte, auprès des écoles primaires de Loire-Atlantique, l'Ecole des Mines de Nantes, depuis la rentrée 1996, a mis au point, en collaboration avec des enseignants, des mallettes contenant tout le matériel nécessaire pour réaliser des expériences dans la classe, ainsi qu'un document d'accompagnement.
Pour chaque thème abordé, ce document décrit un ensemble d'expériences et propose une progression générale, une liste du matériel utilisé et les fiches de connaissances de l'Inspection générale se rapportant au thème étudié. Il peut constituer une base de travail pour mettre en place des activités scientifiques selon l'approche de La main à la pâte et la progression générale n'est qu'indicative. Volontairement, l'approche pédagogique n'y est pas développée et est légitimement laissée à l'initiative de l'enseignant qui en est le spécialiste.

Etape 1 : Questionnement initial sur les engrenages

Discussion collective durant laquelle l'enseignant note au tableau les réponses proposées par les élèves aux questions :
- Qu'est-ce que un mouvement ? À quoi ça sert ? Citer des phénomènes mettant en jeu des mouvements. Quels sont les différents éléments qui interviennent ? Citer différents types de mouvement. Qu'est-ce que ça veut dire "un objet en mouvement" ?
- On devrait voir apparaître les termes bouger, se déplacer, aller vite, courir, etc.
Découverte du matériel, puis utilisation des roues dentées (ou engrenages) pour transmettre un mouvement.
Application concrète : étude d'objets usuels utilisant des roues dentées.
Reproduction du fonctionnement de ces objets avec le matériel (2 séances).

Etape 2 : Utilisation de roues dentées (en deux séances)

Objectif : Découvrir une fonction des roues dentées comme moyen de transmission du mouvement. Inventer des appareils à engrenages, en décrire le mode d'action et les différents organes.

Matériel
Par groupe : tout le matériel Celda nécessaire.
Déroulement
Les élèves sont répartis en groupes.
Dans un premier temps, ils font des essais avec du matériel qu'ils ont choisi et l'enseignant les laisse manipuler librement. C'est la phase de découverte du matériel (environ 10 min)
Ensuite, pour les orienter, l'enseignant leur lance le défi suivant : vous disposez maintenant de deux roues dentées ; faites tourner les deux roues sachant que vous n'avez le droit d'en toucher qu'une seule.
Ils doivent observer et énoncer de la façon la plus exacte possible ce qu'ils ont construit.
Enfin, l'enseignant propose un résumé commun à toute la classe afin que tous les élèves acquièrent une culture scientifique commune.
Ils doivent acquérir un vocabulaire spécifique à la transmission du mouvement : roue dentée, dent, manivelle, transmettre le mouvement, entraîner, engrenage, s'engrener, tourner dans un sens, etc.
À la fin de cette séance, on propose aux élèves d'apporter de chez eux, pour la prochaine fois, des objets de leur environnement qui utilisent des engrenages.
Application concrète
Objectif : Réinvestir les acquis de la séance précédente. Comprendre le mode de fonctionnement d'objets usuels utilisant des roues dentées ou des engrenages.

Matériel Par groupe :
le matériel Celda,
les objets ramenés par les élèves.
Déroulement
On peut s'attendre à ce que les élèves ramènent : un fouet à main, une boîte à musique, une essoreuse à salade, un engrenage de montre ou un appareil photo démontable.
L'enseignant suggère aux enfants d'observer ces différents objets, dénoncer de façon précise leur fonctionnement (faire un dessin si possible) et de les classer selon qu'ils possèdent vraiment ou non un système d'engrenages (en effet, il arrive que certains objets ramenés ne fonctionnent pas de la sorte). L'enseignant demande alors aux élèves d'essayer de reproduire avec le matériel Celda les mouvements de ces différents objets qui fonctionnent avec des engrenages.
On commentera les différentes tentatives et vérifiera si elles correspondent bien au fonctionnement des objets étudiés.
Le mot de La main à la pâte : si des élèves apportent des objets ne comportant pas d'engrenage, il sera aussi intéressant d'en débattre.
Etape 3 : première approche de la rotation
Objectifs
Étudier les engrenages à travers un manège simple.
Repérer les axes de rotation :
- un axe de rotation est vertical quand la rotation se fait dans un plan horizontal.
- un axe de rotation est horizontal quand la rotation se fait dans un plan vertical.

Matériel
Par groupe :le matériel Celda, en particulier les roues dentées, les supports et les barres.
Déroulement
L'enseignant demande aux élèves s'ils connaissent des jeux ou des jouets comportant des engrenages.
Puis il leur annonce qu'ils vont construire un manège (un manège par groupe).
Tout d'abord les laisser réfléchir à la manière dont ils vont construire leur manège, avec quel matériel.
Ensuite, leur imposer quelques contraintes :
- se servir d'une manivelle pour faire tourner la grande roue
- imposer le sens de rotation de la grande roue
- placer plusieurs roues dentées

Exemple de proposition :

Etape 4 : le manège

Objectif
Repérer les axes de rotation :
- un axe de rotation est vertical quand la rotation se fait dans un plan horizontal.
- un axe de rotation est horizontal quand la rotation se fait dans un plan vertical.

Matériel
Par groupe : le matériel Celda.
Déroulement
Ils reprennent le manège qu'ils ont fait à la séance précédente.
L'enseignant impose une nouvelle contrainte : la manivelle doit être dans un plan horizontal, et la grande roue dans un plan vertical.
Enfin, les élèves peuvent décorer le manège (avec des animaux sur la grande roue, et un dôme par exemple).

Exemple d'un manège réalisable :

À la fin de cette séance, l'enseignant demande aux élèves s'ils connaissent des moyens pour faire tourner le manège sans l'aide de la manivelle. Par exemple : le vent, l'eau et l'électricité.

Pour aller plus loin : utilisation d'une source d'énergie

On pourra améliorer le manège en utilisant une source d'énergie (eau, électricité). L'enseignant pourra proposer l'utilisation d'un moteur ou d'une roue à eau pour faire tourner le manège.
avec le moteur
Suivant le niveau des élèves, on peut leur demander de placer le moteur eux-mêmes dans le montage. Puis, on leur demande de faire tourner le manège dans le sens contraire.
avec l'eau
Les élèves construisent des aubes avec les plaques en bois, qui remplaceront la manivelle. Il faut étudier ensuite le dispositif à mettre en place pour faire tourner l'aube.

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Etudier la transmission de mouvements avec des engrenages. En utilisant des roues dentées, les élèves apprennent à repérer les axes et les plans de rotation. L'objectif est de connaître quelques mécanismes qui permettent de transmettre un mouvement.