- enseignement Catholique

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HPT
Formation scientifique
UAA18
AUTEUR : Brigitte Janssens
Fiche d’expérience 8
Simulation de la transmission d’un agent infectieux, avec et sans
vaccination
1. Enoncé de l’activité
Les élèves vont procéder à une simulation de la transmission de l’agent infectieux d’une maladie
moyennement contagieuse (une seule personne infectée/jour par chaque personne contagieuse) et
d’évolution rapidement favorable (2 jours). Cette simulation se fait à l’aide de cartes de différentes
couleurs. La simulation se réalisera sous différentes conditions, liées à l’absence ou la présence de
l’immunisation par vaccination.
2. Objectifs d’apprentissage
Grâce à une activité de simulation, l’élève découvre
-
la vitesse de propagation d’une maladie moyennement contagieuse au sein d’une population,
ainsi que la propagation de l’immunisation au sein de cette même population ;
-
l’impact de la vaccination sur la propagation de cette même maladie.
3. Matériel et produits
Des cartons plastifiés de différentes couleurs (voir en annexe) :
-
Cartes rouges pour « Infecté et contagieux » ;
-
Cartes blanches pour « Immunisé » ;
-
Cartes bleues pour « Convalescent mais toujours contagieux » ;
-
Cartes jaunes pour « Vacciné » ;
-
Cartes violettes pour « Sensible ».
1
Document1
4. Procédure
a) Simulation de la transmission de l’infection et de l’immunité naturelle
Avant de commencer l’activité, distribuer à chaque élève une carte rouge (infecté et contagieux),
une carte blanche (immunisé) et une carte bleue (convalescent mais toujours contagieux).
1) Identifier un élève (élève 1) au milieu de la classe et lui demander de lever sa carte rouge ;
cet élève est maintenant infecté par une maladie. Cet élève touche quelqu’un autour de lui.
Cet autre élève (élève 2) est maintenant infecté et doit lever sa carte rouge. Ceci marque la
fin du premier jour car c’est le temps nécessaire à l’incubation avant que les premiers
symptômes ne se manifestent.
2) Au bout de quelques secondes, on passe au deuxième jour. L’élève 1 doit maintenant lever
sa carte bleue indiquant qu’il est convalescent mais toujours contagieux. L’élève 2 doit
maintenir levée sa carte rouge. Demander aux élèves 1 et 2 de toucher quelqu’un d’autre
autour d’eux. Ces deux élèves (élèves 3 et 4) sont maintenant infectés et doivent lever leur
carte rouge. Ceci marque la fin du deuxième jour.
3) Au bout de quelques secondes, on passe au troisième jour.
-
L’élève 1 doit maintenant lever sa carte blanche : il est à présent immunisé (il est en bonne
santé avec un système immunitaire performant ; par conséquent, il a pu lutter contre la
maladie et développer une immunité).
-
L’élève 2 doit maintenant tenir sa carte bleue car il est convalescent mais toujours
contagieux.
-
Les élèves 3 et 4 doivent tenir leur carte rouge : ils sont maintenant infectés.
4) Poursuivre les étapes 1) à 3) pendant 7 jours et demander aux élèves de compléter un tableau
où sont repris, pour chaque jour, le nombre d’élèves infectés, le nombre d’élèves
convalescents mais contagieux et le nombre d’élèves immunisés.
b) Simulation de la transmission de l’infection et de l’immunité par la vaccination
S’assurer que chaque élève dispose de toutes les cartes de l’exercice précédent. Le déroulement
sera le même, mais cette fois-ci, certains élèves seront vaccinés (immunisés). Distribuer à
chaque élève soit une carte jaune (Vacciné) soit une carte violette (Réceptif). Ces cartes ne
peuvent pas être montrées aux autres élèves.
1) 25% vaccinés - 75% réceptifs
Donner à 25% des élèves une carte jaune (Vacciné) et au reste de la classe la carte violette
(Réceptif). Répéter les étapes 1 à 4 du premier scénario. Cependant, lorsqu’un élève vacciné
est exposé à l’infection, il doit lever sa carte jaune et ne transmettra pas l’infection à qui que
ce soit d’autre.
2) 50% vaccinés - 50% réceptifs
Procéder comme ci-dessus, mais donner à 50% des élèves une carte jaune (Vacciné) et au
reste de la classe la carte violette (Réceptif).
3) 75% vaccinés - 25% réceptifs
Procéder comme ci-dessus, mais donner à 75% des élèves une carte jaune (Vacciné) et au
reste de la classe la carte violette (Réceptif).
4) Au fur et à mesure de l’avancée de la simulation, les élèves complètent un tableau où sont
repris, pour chaque jour, le nombre d’élèves infectés et le nombre d’élèves immunisés suivant
le pourcentage d’élèves vaccinés.
2
Document1
5. Notes pour le professeur
a) Simulation de la transmission de l’infection et de l’immunité naturelle
Ci-dessous un exemple de tableau où sont repris les résultats de la simulation (en vert, les
réponses attendues).
0
1
Nombre d’élèves
Convalescents
mais
contagieux
0
1
1
1
0
2
2
1
1
3
3
2
2
4
5
3
4
5
8
5
7
6
13
8
12
Jour
Infectés
Immunisés
0
On peut poser les questions suivantes aux élèves :
-
Peux-tu prédire combien de personnes seraient infectées au bout de 2 semaines ?
377 infectées, 233 convalescentes, 342 immunisées (chaque jour le nombre de personnes
infectées et convalescentes est égal à la somme de celles des 2 jours précédents ; le nombre
de personnes immunisées est égal à la somme des immunisées et convalescentes du jour
précédent).
-
Qu’est-ce qui peut se passer si la deuxième personne infectée a un système
immunitaire déficient ?
Si la 2e personne a un système immunitaire affaibli, elle peut mettre plus longtemps à fabriquer
des anticorps pour combattre l’infection et acquérir une immunité. De ce fait, cette personne
sera contagieuse durant plus de deux jours et le nombre de nouvelles personnes infectées
augmentera chaque jour.
Représenter sur un graphique le nombre d’élèves infectés, convalescents mais
contagieux et immunisés au cours du temps.
Nombre d'élèves
-
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Infecté
Convalescent mais
contagieux
Immunisé
Jour
0
1
2
3
4
5
6
3
Document1
L’allure des trois courbes montre une évolution exponentielle, à mettre en parallèle par
exemple avec l’évolution du nombre de personnes malades de la grippe saisonnière, observée
lors de chaque épidémie annuelle.
b) Simulation de la transmission de l’infection et de l’immunité par la vaccination
Ci-dessous un exemple de tableau où sont repris les résultats de la simulation.
Nombre d’élèves
Jour
25% vaccinés
Immunisés
Infectés
50% vaccinés
Immunisés
Infectés
75% vaccinés
Immunisés
Infectés
0
1
Les résultats de ce tableau dépendront du nombre d’élèves
dans la classe et où se trouvent les élèves vaccinés par
rapport aux élèves réceptifs. Il y aura cependant une
tendance décroissante des personnes infectées à mesure
que davantage de gens sont vaccinés.
2
3
4
5
6
Les élèves observeront une tendance décroissante du nombre d’infections à mesure que
davantage de personnes sont vaccinées.
Les questions suivantes pourront être posées aux élèves :
-
Pourquoi la vaccination est-elle non seulement une question de santé individuelle mais
aussi une question de santé publique ?
Les programmes de vaccination limitent fortement la transmission de maladies dans une
communauté. Si les gens sont vaccinés, ils s’immunisent contre la maladie qui ne peut donc
plus se propager.
De nombreuses maladies infectieuses sont extrêmement contagieuses, nous pouvons nous
faire vacciner contre la maladie mais d’autres personnes qui ne sont pas vaccinées peuvent
l’attraper et la transmettre à d’autres personnes non vaccinées. Plus de personnes seront
vaccinées, moins la maladie pourra être transmise. C’est pourquoi l’immunité de groupe 1
prévient les épidémies. Dans notre société contemporaine où les voyages internationaux sont
relativement bon marché et aisés, une personne infectée peut transporter une maladie à
travers le monde en l’espace de 24 heures.
-
Comment peut-on éliminer complètement une maladie infectieuse ?
Un programme de vaccination élargi qui atteint en permanence tous les groupes-cibles de
manière continue est le seul moyen d’éliminer complètement une maladie. Toutefois, il n’est
pas possible d’éliminer toutes les maladies infectieuses de cette façon car certaines d’entre
elles, comme la grippe aviaire, possèdent d’autres réservoirs (oiseaux, moustiques…) que
l’Homme.
A remarquer que lorsque le taux de vaccination chute à un niveau bas, les gens attrapent de
nouveau la maladie ce qui conduit à sa réémergence.
-
Pourquoi le vaccin contre la grippe n’a-t-il pas éliminé le virus ?
Un vaccin agit en leurrant l’organisme pour qu’il fabrique des anticorps contre une maladie
infectieuse particulière, ces anticorps s’attachent ensuite aux antigènes présents sur
l’enveloppe du virus. Mais le virus de la grippe a la capacité de se transformer (mutation) et
modifie son enveloppe rapidement, nécessitant chaque année une mise au point de vaccins.
Tout le monde n’étant pas vacciné, loin de là, le virus circule donc facilement.
1
Il pourra être utile à ce stade d’expliquer la notion d’immunité de groupe. Il s’agit d’un type d’immunité qui se
produit lorsque la vaccination d’une partie de la population protège les individus non vaccinés.
4
Document1
6. Sécurité
Analyse de risques
Cette manipulation ne comporte aucun risque.
7. Développements attendus principalement visés
Expliciter les principaux moyens de prévention et de lutte contre les agents pathogènes (C4).
À partir d’exemples de la vie courante, l’élève explicite quelques moyens qui aident l’organisme à éviter une
contamination (par exemple : l’hygiène élémentaire, l’asepsie, l’utilisation d’antiseptique, l’utilisation de
préservatif, la vaccination) ou à lutter contre une infection (par exemple, utiliser des antibiotiques).
À partir de documents, rechercher des arguments scientifiques sur la nécessité de la vaccination (T1).
À partir de différents documents, l’élève rédige un argumentaire sur les avantages et les risques liés à
l’utilisation des vaccins.
8. Bibliographie
e-BUG, Matériel pédagogique sur le monde des microbes, développé au niveau européen,
http://www.e-bug.eu/bg_fr_home.aspx?cc=bg_fr&ss=1&t=Bienvenue sur le site e-Bug!, page
consultée le 7 avril 2016
9. Annexe : Cartons à préparer avant l’activité
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