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Sciences : «  Freyss in Space  »

En pleine ascension ! (1)

Lycée professionnel de Verdun et centre national d’études spatiales

22 décembre 2014

Chaque année, le CNES, centre national d’études spatiales, lance un concours destiné de tous les établissements français. «  Parabole  » : ce projet propose aux lycéens et à leurs professeurs d’imaginer des expériences à réaliser en apesanteur. Stéphane Beringue, enseignant de maths et sciences physiques au lycée professionnel Freyssinet de Verdun, s’est jeté par-dessus bord et il a bien fait : ses élèves de 1re Bac Pro maintenance des véhicules automobiles ont été sélectionnés par le CNES. Et ensemble, ils ont proposé aux Cahiers pédagogiques de raconter leur année d’exception, qui va les amener la tête dans les nuages en mai à Mérignac.


Septembre 2014
Proposé depuis une quinzaine d’année, le projet Parabole permet à trois lycées d’aller effectuer des expériences scientifiques à bord d’un Airbus A310-0G réalisant des paraboles, ce qui annule la gravité, car on se retrouve en chute libre dans un objet lui même en chute libre…

Il est d’ailleurs possible de vérifier cette loi scientifique en sautant d’une table en portant des poids très lourds… Pendant la chute, les poids ne pèsent plus ! Notre professeur nous a d’ailleurs expliqué le principe d’équivalence d’Einstein (1907) qui imaginait l’expérience suivante : il est dans un ascenseur dont le câble vient de céder ! Que voit-il ? Que ressent-il ? Il semble flotter dans cet ascenseur comme il le ferait dans le vide loin de toutes forces. Il sort alors de sa poche une pomme, la lâche… et stupeur ! Einstein la voit restant obstinément à côté de lui, immobile comme en lévitation (la pomme, tout comme Einstein, chutent à la même vitesse et ils sont donc immobiles l’un par rapport à l’autre). Un peu étonné, Einstein la pousse légèrement et la voilà maintenant décrivant une parfaite ligne droite. Tout se passe donc comme si cette dangereuse expérience se passait calmement dans l’espace loin de tout, comme si soudainement la gravité n’existait plus ! Tiens tiens… La gravité que l’on croyait absolue, universelle, ne serait-elle qu’une illusion ? Einstein vient de comprendre : la gravitation peut être supprimée par un choix judicieux du référentiel. La gravité est relative au référentiel.

Et cette année, notre enseignant en mathématiques et sciences physiques, Monsieur Béringue, a décidé de proposer notre candidature…
Nous proposons ainsi deux expériences : la première est balistique et consiste à étudier, à l’aide d’une acquisition vidéo, la trajectoire d’un projectile lancé toujours de la même façon mais à des valeurs d’intensité de pesanteur différentes… La seconde consiste à étudier l’influence de la gravité sur la pression dans un liquide. Expériences anodines sur Terre, mais que se passe-t-il lorsque la gravité sera double ou nulle ? Et nous conseillons à tout le monde ce petit exercice mental : observer n’importe quel phénomène et l’imaginer sans gravité… Qu’est ce qui va changer ?

Après avoir rédigé et déposé notre candidature, nous tentons de nous concentrer sur nos cours en attendant le 30 septembre 2014, date à laquelle nous saurions si un petit lycée professionnel meusien pouvait remporter un tel concours.
Et le jour J, monsieur Béringue est venu nous annoncer l’heureuse nouvelle en cours de dessin industriel !

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Octobre et novembre 2014
Après sa première réunion de travail auprès des ingénieurs de Novespace, entreprise chargée du vol par le CNES, notre enseignant nous a fixé un cahier des charges et des critères de sélection précis…
Seuls dix élèves motivés et aux connaissances scientifiques suffisantes pour assurer la mise en œuvre des expériences pourront être sélectionnés, et un seul élève majeur sera expérimentateur à bord de l’avion.
Une semaine plus tard, nous présentons notre projet à la presse locale (l’Est républicain) et nous faisons la Une de l’édition du dimanche 19 octobre. Quelle fierté pour nous et nos parents !

Pendant notre stage en entreprise en novembre, nous gardons contact avec notre projet via un compte facebook que nous avons créé où M. Béringue nous tient au courant des avancées de notre aventure… C’est là que nous apprenons que des médias vont parler de nous, et que des revues scientifiques ou pédagogiques veulent faire des reportages sur cette extraordinaire expérience de vie.
Notre enseignant en profite pour établir un partenariat avec la société Jeulin, qui va nous prêter tout le matériel nécessaire à la réalisation de nos expériences. Nous disposerons donc d’une technologie de pointe pour expérimenter et traiter les résultats obtenus, ce qui va nous changer du matériel disponible dans notre lycée !

Décembre 2014
Dès notre retour de stage en entreprise début décembre, les choses sérieuses ont repris : préparation de la visite d’un responsable du CNES, découverte et utilisation du matériel prêté, et familiarisation avec le Formulaire Expérimental (Experiment Safety Data Package ou ESDP) qui est l’outil d’échange technique entre les expérimentateurs et Novespace. Ce document prend en compte la sécurité en vol, l’utilisation des équipements au sol, les procédures au sol, mais aussi les produits nous utiliserons, ce qui implique une partie analyse de risques.

Et le 3 décembre 2014, première utilisation du matériel fourni par la société Jeulin. La mesure d’une pression devient «  high tech  » et beaucoup plus rapide ! L’équation simplifiée de Bernoulli est vérifiée en 5 minutes : La différence de pression dans un liquide est proportionnelle à la profondeur, la densité et la valeur de l’intensité de pesanteur.

Lundi 15 décembre 2014, nous recevons au lycée Monsieur Martinuzzi, le responsable de cette aventure. Auréolé du succès de la sonde Rosetta, il vient nous présenter le Centre National d’Etude Spatiale, le CNES, l’équivalent de la NASA en France, et surtout ce que nous allons accomplir fin mai 2015.

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Notre prochaine échéance est fin février, où nous devrons rendre cet ESDP en version définitive. Pour cela, il nous faudra détailler chaque expérience, le poids du matériel embarqué et son mode de fixation dans l’avion, le rôle de chacun à chaque phase de vol (l’avion réalisera 31 paraboles en 3 heures)… un travail digne d’un ingénieur en aérospatial !

En attendant, notre professeur d’EPS, Monsieur Demoisson, nous prépare un programme de préparation physique spécifique afin de mieux appréhender l’apesanteur : test VMA, initiation à l’escalade, confrontation différente à la pesanteur, évolution dans un espace vertical en sécurité… et sera d’ailleurs sur place avec nous lors de la campagne de vol pour nous préparer et au besoin nous soutenir. Bref, nous serons bien encadrés !

Rendez-vous en mars pour la suite de nos aventures…

Les élèves de 1re maintenance des véhicules automobiles du Lycée Professionnel Eugène Freyssinet de Verdun et du projet «  Freyss in Space  »