Trois lycéens de terminale S du lycée Jean Puy ont été sélectionnés pour la finale nationale des Olympiades de physique à Paris.
Le mercredi 10 décembre 2008 avait lieu à l’université Joseph Fourier à Grenoble les sélections inter - académiques des Olympiades de physique 2009. Venant des académies de Grenoble et de Lyon, 30 élèves, accompagnés de leurs professeurs, ont exposé leurs travaux devant un jury composé de chercheurs, d’ingénieurs et d’inspecteurs. Seuls représentants de la Loire, trois élèves de Terminale S du lycée Jean Puy, ont défendu leur projet qui concernait l’étude d’un ballon stratosphérique ouvert. Pourquoi et comment vole t-il ? Leur objectif a été d’apporter des éléments de réponse à cette question à l’aide de modélisations et d’expériences. Ce projet a vu le jour il y a un an et demi dans le cadre de leur TPE (épreuve anticipée du baccalauréat) qui était encadré par Stéphane Rochefeuille. Ce dernier enseignant désormais au collège Michel Servet à Charlieu, Anne Peyré les a accompagnés dans leur souhait de concourir aux Olympiades de physique. Depuis la rentrée, élèves et professeurs ont dû coordonner au mieux leurs emplois du temps afin de se retrouver pour faire le point chaque semaine sur les manipulations et les calculs.
Lors de l’épreuve de sélection, nos trois représentants ont présenté au jury durant vingt minutes leur démarche scientifique avant de répondre durant vingt minutes supplémentaires aux questions du jury.
Nos trois physiciens lors des derniers préparatifs avant l’arrivée du jury, de gauche à droite :
Lucie V., Elodie G. et Etienne V. (crédit photo : S.Rochefeuille).
A l’issue d’une longue journée enneigée, la joie du groupe était intense lorsque le jury déclina les noms des quatre groupes Rhône-alpins pour la finale nationale à Paris.
Une première étape a été franchie et gageons que nos brillants physiciens auront à cœur de briller également les 30 et 31 janvier 2009 au Palais de la Découverte afin d’obtenir le meilleur résultat possible. Ils pourront s’appuyer sur les remarques constructives formulées par le jury à Grenoble.
L’ensemble du groupe représentant le Lycée Jean Puy, de gauche à droite : Anne Peyré (enseignante au lycée Jean Puy), Elodie G., Etienne V., Lucie V. et Stéphane Rochefeuille (enseignant au collège Michel Servet) (crédit photo : S.Rochefeuille).
Trois lycéens de terminale S du lycée Jean Puy de Roanne (42) ont été récompensés de leurs efforts par le 1er prix « Jules Verne » lors de la finale nationale des Olympiades de Physique à Paris.
Durant le dernier week-end de janvier, une centaine de lycéens s’étaient donné rendez-vous au Palais de la Découverte à Paris afin de défendre leurs chances devant le jury national des Olympiades de Physique. Seuls représentants de la Loire, trois élèves de terminale S du lycée Jean Puy ont défendu leur projet qui concernait l’étude d’un ballon stratosphérique ouvert gonflé à l’hélium. Pourquoi et comment vole t-il ? Telle est la problématique qui a guidé leurs travaux depuis plus d’un an et demi.
Pour répondre à cette question, les élèves ont étudié les variations avec l’altitude de la température, de la pression et de la masse volumique de la troposphère et de la stratosphère, couches dans lesquelles un ballon stratosphérique ouvert est amené à évoluer.
Par une expérience, les élèves ont démontré que c’est la poussée d’Archimède qui joue le rôle de moteur pour l’ascension du ballon. Ils ont ensuite décrit les différentes phases de vol du ballon (ascension, vol au plafond et redescente) et les ont modélisées numériquement après avoir vérifié toutes les hypothèses de la modélisation (variation de g avec l’altitude, force de traînée en v2 et mesure du Cx).
Les résultats de la modélisation numérique ont ensuite été confrontés à une modélisation expérimentale à échelle réduite. Pour cela, les élèves ont construit une colonne d’air, chauffée en bas et refroidie dans sa partie supérieure afin de simuler la troposphère et la stratosphère. Un ballon de baudruche rempli à l’hélium a été lâché dans la colonne et son ascension a été comparée aux résultats de la simulation numérique.
Enfin, les élèves ont construit un véritable ballon ouvert qu’ils ont gonflé à l’hélium puis lâché. La vitesse ascensionnelle a été mesurée sur les 200 premiers mètres puis comparée aux différentes modélisations.
Arrivés à Paris vendredi 30 janvier dans la journée, nos représentants en ont profité pour déposer leur matériel et prendre leurs repères au sein de ce lieu magique qu’est le Palais de la Découverte. Après avoir profité d’un après midi de détente consacré à une promenade dans Paris, les dernières répétitions permettaient de se rassurer et de peaufiner les réponses aux éventuelles questions du jury. Samedi 31 janvier, les visages étaient un peu plus tendus à l’approche de l’échéance mais, durant la mise en place, les sollicitations de la radio, des photographes de l’organisation ou du public de passage ont paradoxalement permis aux élèves de se concentrer.
L’ensemble du groupe représentant le Lycée Jean Puy, détendus avant l’arrivée du jury.
De gauche à droite : Stéphane Rochefeuille (enseignant au collège Michel Servet), Anne Peyré (enseignante au lycée Jean Puy), Elodie G., Lucie V. et Etienne V.
(Crédit photo : S.Rochefeuille).
Lors de l’arrivée du jury à 11 heures, la présentation de 20 minutes pouvait alors commencer. Comme à Grenoble lors des sélections régionales, les élèves ont su faire preuve de rigueur et de conviction dans leurs propos afin d’exposer clairement au jury leur démarche scientifique. A l’issue de cette présentation, le jury s’est dit séduit par la qualité de leur rapport et pointait les difficultés du sujet auxquelles ils s’étaient attaqués. Des améliorations et des approfondissements avaient été insérés, à la suite des remarques constructives du jury de Grenoble. Le niveau très élevé des questions laissaient présager le meilleur.
Nos trois physiciens après leur prestation, lors de la discussion informelle avec un jury avide de questions. Au fond, le ballon stratosphérique ouvert. (Crédit photo : S.Rochefeuille).
Une longue attente commençait alors mais nos trois lycéens n’avaient pas fini car ils devaient exposer leurs travaux au grand public. Dans l’après-midi ils ont pu profiter de deux conférences en astronomie et sur l’électrostatique avant de rejoindre la salle de conférences pour la proclamation des résultats. La présidente du jury a d’abord décerné tous les 4ème, 3ème et 2ème prix. Lorsque nos représentants ont réalisé qu’ils faisaient partie des quatre derniers lycées lauréats d’un premier prix l’émotion a été très forte pour tout le groupe. Le jury a donc décerné un 1er prix Jules Verne pour ces travaux, 1200 euros aux élèves, des livres scientifiques, une visite du laboratoire des Champs Magnétiques Intenses à Grenoble et enfin un équipement du lycée en logiciel d’acquisition de données pour douze postes informatiques. Depuis samedi soir 19 heures les messages de félicitations des familles et amis n’arrêtent pas d’affluer sur les portables !
Ce 1er prix vient récompenser une belle aventure humaine et scientifique et, en cette période de choix d’orientation pour nos bacheliers, leur donne beaucoup de motivation pour la suite.
Professeurs et élèves ont tout de suite exprimé le désir d’essayer d’aller plus loin et ils n’excluent pas de participer au concours « C. Génial » afin d’accéder, qui sait, à une finale européenne.