L’arlésienne: l’enseignement climatique

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LE MAMOUTH ET LE CLIMAT

En décembre 2018, la climatologue, co-présidente du groupe 1 du GIEC, Valérie Masson-Delmotte lançait un appel sur la quasi absence du climat et de la biodiversité dans les programmes scolaires.

Il est vrai que l’éducation nationale peine à structurer des réformes efficaces, l’enseignement de l’éducation au développement durable étant historiquement délégué aux professeurs d’histoire géographie.

Les questions climatiques et celles liées à la perte de biodiversité ont des impacts sur les plans à la fois social,  économique, éthique, moral, politique. Mais comment aborder ce sujet sans permettre aux élèves de maîtriser les bases du  mécanisme de l’effet de serre, de sa variabilité naturelle et des différents forçages, notamment anthropique conduisant au réchauffement climatique. Le déficit de connaissances des adultes sur les principes physiques, y compris dans le corps enseignant et les matières dédiées est particulièrement éloquent.

Le problème est d’autant plus complexe que les enjeux axiologiques relevant des normes et valeurs de tout un chacun se mêlent aux enjeux épistémologiques.

Pour faire court, en France il est important de questionner la prégnance historique de l’énergie nucléaire. Il est important de questionner la posture de l’enseignant qui doit permettre aux élèves de développer une culture scientifique sur les mécanismes de l’effet de serre, expliciter les grands enjeux liés à l’augmentation des concentrations des gaz à effets de serre, tout en développant une éducation à l’esprit critique et au doute sachant qu’ils sources d’une instrumentalisation de la part des biens nommés « marchands de doute ».

L’enseignant doit être garant de l’esprit démocratique respectant la liberté d’opinion et d’expression aussi bien la sienne que celles des élèves. Il semble donc absolument nécessaire de nourrir une réflexion sur la posture réflexive de l’enseignant et le pouvoir prescriptif qu’il détient. Il doit aussi être le rempart contre le relativisme déraisonné ouvrant comme dit l’expression populaire la porte à toutes les fenêtres et faisant le lit des théories en tout genre intégrant celles du complot.

Le jeu « le réchauffement climatique expliqué à mes parents » constitue un outil pédagogique efficace permettant de lever en grande partie ces interrogations qui est le fruit d’un travail d’innovation pédagogique depuis plus de 15 ans bien avant que ces questions soient à l’agenda politique.

Pour être pleinement réflexif et très clair dans mon propos que je tiens à souligner que le travail que j’ai développé à la fois sur les aspects pédagogiques et didactiques n’a pas été soutenu, porté ou encouragé par ma hiérarchie, mes chers Inspecteurs Pédagogiques Régionaux me renvoyant inlassablement à leurs collègues d’Histoire Géo.

Prix Education « Mon projet scolaire pour l’environnement et le climat » 14° Forum International Météo Climat

Le jeu “le réchauffement climatique climatique” expliqué à mes parents est à l’honneur en tant que finaliste du projet scolaire pour l’environnement et le climat. Deux élèves de 4° ont présenté le jeu dans l’auditorium de la Mairie de Paris et sous l’oeil bienveillant, en autre,  de Jean Jouzel et Valérie Masson-Delmotte.crédit photo Beltran

Quelques éléments d’explication du Jeu

Dans le cadre de l’éducation aux problématiques climatiques le projet “le réchauffement climatique expliqué à mes parents” consiste à construire un jeu sur la base d’un quiz.

Le jeu construit par des élèves de 4° porte sur la compréhension des mécanismes climatiques.

Jeu le réchauffement climatique expliqué à mes parents Version béta Scotto d Apollonia Lionel Collège de l’Assomption février 2017

Ecouter ici le reportage effectué par France Bleue Hérault en novembre 2015

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Une introduction originale de la complexité du pouvoir radiatif des gaz à effet de serre en classe de 4°

Afin d’aborder la complexité des éléments chimiques contenus dans l’air et leur influence ou non sur le mécanisme de l’effet de serre, une séance préalable introductive permet de faciliter l’appropriation de leur rôle.

Situation problème

Chaque équipe possède une carte mystère comme une carte Pokemon, voir ci dessous.

Elle doit la construire à l’aide des modèles moléculaires et s’approprier ses “pouvoirs” ou caractéristiques en vue d’un échange avec le reste de la classe.

Des cartons en format A3 sont cachés dans la classe et chaque équipe peut découvrir et noter les “pouvoirs” des autres équipes.

Une battle est ensuite organiser en suivant différents critères: (1) quels sont les molécules majoritairement présentes? (2) Quelles sont celles ayant la durée de vie la plus importante? (3) Quelles sont celles ayant le fameux pouvoir radiatif le plus important?

Une discussion (conflit sociocognitif est ensuite mené) afin de comprendre pourquoi le dioxyde de carbone donné perdant le plus souvent est celui qui a un rôle majeur.

Cette approche permet d’aborder de front (sans pour autant les dépasser) plusieurs obstacles épistémologiques relatifs par exemple au dénombrement aux ordres de grandeurs etc.

Sur le plan didactique, le dispositif expérimental ne bénéficie pas encore d’un protocole permettant sa pleine évaluation sur les plans cognitifs et comportementaux.

Éléments de réponses aux premières questions du jeu

Dans la mesure du possible j’ai essayé d’enrichir les réponses en renvoyant vers différentes ressources permettant de nourrir les réflexions autours des activités éducatives et de construire des corpus d’enseignement.

Question 1: L’effet de serre est-il dangereux ?

L’effet de serre n’est pas dangereux mais au contraire il est vital. En effet en l’absence d’effet de serre la température moyenne de l’atmosphère terrestre serait environ de -18°C.

“L’effet de Serre est défini comme le processus naturel de réchauffement de l’atmosphère des basses couches. Par analogie avec les faces transparentes des serres agricoles, les gaz à effets de serre contenus dans l’atmosphère laissent passer le rayonnement solaire incident et “retiennent ensuite à l’intérieur” la chaleur induite. C’est le piégeage des rayonnements infrarouges émis par la surface de terrestre et les basses couches atmosphériques alors chauffées qui entraîne l’augmentation de température.”  (Jeandel; Mosseri, 2011)

Un gaz à effet de serre (GES) est un gaz qui absorbe et émet un rayonnement aux longueurs d’onde infrarouges tout en restant transparent dans le domaine visible.

Il s’agit en général de molécules composées d’au moins trois atomes.

Question 2: Le climat de la terre a-t-il changé depuis la création de la terre ?

Le climat de la Terre a beaucoup changé depuis la création de la Terre (âgée d’environ 4,5 milliards d’années) car l’atmosphère terrestre a une histoire et a considérablement évolué. Le dioxygène est apparu dans l’atmosphère grâce à l’action de cyanobactérie vivant dans les océans il y a environ 2,5 milliards d’années.

Question 3: Qu’est-ce que le pouvoir radiatif d’un gaz?

Le pouvoir radiatif peut être perçu comme le pouvoir de réchauffement global de ce gaz, c’est-à-dire le “forçage radiatif” ou la puissance radiative que le Gaz à effet de serre renvoie vers le sol. 

Le GIEC (2001, résumé technique du groupe de travail 1, p. 48) définit le potentiel de réchauffement global (PRG) comme la mesure de l’effet radiatif relatif d’une substance donnée par rapport au CO2, pour une période de temps déterminée.

Cette valeur dépend du spectre d’absorption du gaz et de son temps de vie dans l’atmosphère.

Question 4: Le dioxygène est-il un gaz à effet de serre ?

Le dioxygène n’est pas un gaz à effet de serre car il a pouvoir radiatif quasi nul.

“L’absorption du rayonnement infrarouge dépend de la structure de la molécule. Les molécules bi-atomiques et symétriques (O2, N2, H2…) sont très peu absorbantes dans le domaine infrarouge lointain (4 à 40 μm, domaine du spectre IR terrestre).”

Question 5: Quel est le principal gaz à effet de serre ?

Le principal  gaz à effet de serre est la vapeur d’eau H2O car c’est le plus abondant. Cependant contrairement aux autres gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone CO2, le méthane CH4 , le protoxyde d’azote N2O qui ont des durées de vie très longues dans l’atmosphère la vapeur d’eau se recycle en quelques jours.

Bibliographie

JEANDEL, C., R. MOSSERI (2011). Le climat à découvert. Outils et méthodes en recherche climatique, Paris : CNRS EDITIONS.

 


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