L`arc-en-ciel des étoiles - Association des Planétariums de Langue

L’arc-en-ciel des étoiles
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L’arc-en-ciel des étoiles
Porteur du projet
ACKER Agnès
[e-mail]
Téléphone : 03 90 24 24 55 06 03 35 73 56
Observatoire de Strasbourg
11 rue de l’Université 67000 STRASBOURG
Autres concepteurs du projet et leurs organismes de rattachement
Joachim Köppen, Observatoire de Strasbourg [email protected]
Michel Boer, Observatoire de Haute-Provence miche[email protected]
(1) DUVAL Marie-France, astronome, présidente de l’association Andromède à l’Observatoire
de Marseille [e-mail]
(2) DUCERF Dominique, directeur du Centre d’Astronomie de St-Michel l’Observatoire
[e-mail]
(3) ROUSSEL Gilles, directeur du Planétarium de Nantes [email protected]
(4) SIMONNET Philippe, directeur du Planétarium de Reims [e-mail]
(5) MATHIEU Didier, directeur du Planétarium d’Epinal [email protected]
(6) BILLAUT Anne, Service Culturel, Le Vaisseau, Strasbourg an[email protected]
Organismes :
Observatoire de Haute-Provence 04870 St-Michel l’Observatoire
Association des Planétariums de Langue Française (APLF), Observatoire de Strasbourg (les concepteurs 1-4
sont membres du Conseil APLF) www.aplf-planetariums.org
(1) Planétarium de Marseille, 2 Place le Verrier 13248 Marseille Cedex 04
(2) Centre d’Astronomie, Plateau du Moulin à vent 04870 St-Michel l’Observatoire
(3) Planétarium de Nantes, 8 rue des Acadiens 44100 Nantes
(4) Planétarium de Reims, 1 Place Museux 51100 Reims
(5) Planétarium et MJC d’Epinal, Rue Dom Pothier 88000 Epinal
(6) Le Vaisseau, centre de culture scientifique pour enfants, rue Dorflinger 67000 Strasbourg
Financement
Dépenses envisagées : 13 000 €
- Livret pédagogique 4 000 €
conception, impression, et diffusion de 1 000 livrets illustrés
- Exposition itinérante 3 000 €
éléments d’une exposition itinérante « ARC-EN-CIEL des étoiles »
- Formation 6 000 €
1 000 € pour construire les spectroscopes
5 000 € pour des stages à l’OHP ou au Centre astro de St-Michel
Recettes : Subvention « Sciences à l’Ecole » : 4 000 €
Contribution du projet « Siderus Nuncis » : 1 000 €
Apport d’autres organismes :
APLF : 4 000 € + apport en nature
MENR (demande APLF) : 1 000 € pour la mise en page (inDesign) du livret ; 3 000 € pour la formation
Observatoire de Strasbourg : mise à disposition de chercheurs
Planétariums participants : mise à disposition des membres de leurs équipes

L’arc-en-ciel des étoiles
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Descriptif
Résumé :
Une sensibilisation/introduction à la spectrométrie vise à montrer la richesse du message de
la lumière, et à rendre compréhensible et utilisable l’outil de décomposition de la lumière.
Plusieurs actions se dérouleront en 2008-2009 dans cette perspective, conduites en
interaction avec les Planétariums et les Centres de diffusion scientifique :
(1) construction par les élèves d’un spectroscope très simple, et observation de sources lumineuses
sur terre (maisons, lampadaires) et sur la voûte céleste (Soleil, Lune) ;
(2) approche de la lumière invisible par des expositions dédiées aux ondes venues du cosmos,
En complément à un spectacle APLF/ESO dédié aux ondes lumineuses et plus particulièrement au
domaine submm d’observation de ALMA (projet AMA09) ;
(3) initiation à la radioastronomie par la construction et l’utilisation d’une antenne ;
(4) stages de formation à la spectrométrie, en collaboration avec le Centre d’Astronomie et l’OHP.
Un lien avec la protection du ciel nocturne sera établi.
Les actions 1, 3 et 4 ont été expérimentées à Strasbourg, Epinal et St-Michel en 2006 (figures ci-
dessous)
Relation avec le second degré
Les sites dédiés à la Culture Scientifique (à St-Michel, à Strasbourg) proposent des animations
à thème astronomique véhiculant des concepts de la physique et d’autres sciences, et reçoivent plus de
100 000 scolaires par an.
Par ailleurs, les Planétariums sont des outils pédagogiques remarquables, avec des possibilités
didactiques renforcées par les projections video « pleine voûte ». Les Planétariums implantés sur les
territoires français reçoivent plus d’un million de visiteurs par an, dont environ 50% de scolaires (2/3
primaire, 1/3 secondaire), soit plus de 5 000 classes de collèges et lycées.
Le projet concerne au départ 6 établissements répartis sur la France et qui sont
particulièrement expérimentés dans le travail avec le public scolaire, chacun en collaboration avec 30 à
60 professeurs du secondaire chaque année. On peut donc escompter la participation active d’environ
50 professeurs dans le projet présent, soit près de 1 500 élèves.
Une diffusion sera faite dans toutes les académies des villes concernées et autant que possible
sur tout le territoire français, via les chargés de mission « Culture scientifique », les sites académiques et
le réseau AMA09.
Le projet sera également présenté sur le site www.aplf-planetariums.org
Productions précédemment réalisées par les partenaires :
Edition de livres pédagogiques « Collection APLF » (La Terre et son Univers en 7 animations, L’Univers
Astronomique, …) et CDroms (Terre, planète à protéger ; Explorer l’Univers - avec le soutien de Science
à l’Ecole) à l’Observatoire de Strasbourg.
Expositions et maquettes à l’Observatoire de Marseille, au Centre d’Astronomie de St-Michel.
Malle pédagogique « Météorites » au Planétarium d’Epinal. Nombreuses productions dans les divers
Planétariums (voir les détails sur le site www.aplf-planetariums.org ).
Présentation détaillée : L’arc-en-ciel des étoiles

L’arc-en-ciel des étoiles
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La spectrométrie est l’outil de prédilection des astrophysiciens, permettant de sonder étoiles et
nébuleuses (température et densité des gaz, composition chimique, luminosité, vitesse radiale,...)
ainsi que le vaste univers des galaxies.
Préparation des expériences
Les élèves seront appelés à observer et comprendre :
- l’arc-en-ciel
- la relation température-couleur
- l’existence de la « lumière invisible » - La nature offre tous les jours des exemples de
perception de la lumière invisible : le bronzage en haute montagne ; l’abeille percevant les UV
du pollen ; les braises qui se refroidissent passant du jaune au rouge sombre, puis au noir,
mais émettent toujours la chaleur (IR), les longues ondes (micro-ondes, TV, etc).
- des notions d’optique
- comment déchiffrer un spectre ?
Le document pédagogique présentera ces divers points, les schémas du spectroscope très simple, et
de l’antenne radio à construire, chaque fois suivis de l’analyse des spectres obtenus. Il sera disponible
pour la rentrée de septembre 2008.
(1) Construction et utilisation de spectrographes
Un spectroscope très simple http://astro.u-strasbg.fr/~koppen/spectro/spectrof.html
A construire par les élèves
Utilisation d’un spectrographe haute résolution
Le Centre d’Astronomie de St-Michel met un LHIRESIII couplé au sidérostat de 800mm et à
une caméra CCD, à la disposition des scolaires. L’observation du spectre solaire, des étoiles brillantes
(classification en température), des étoiles Be, est proposée aux élèves de 1
ère
et terminale S.
La campagne de mesures Callisto 2006 a montré la rotation différentielle des anneaux de
Saturne et permis d’en déduire la masse de la planète, une expérience reconduite en 2008-09.
Pour AMA09, un nouveau spectrographe à basse résolution (star analyseur de SHELYAK)
permettra de mesurer le décélage spectral de galaxies, et de retrouver la loi de Hubble
Un matériel très simple et peu coûteux
pour obtenir le spectre du Soleil
Spectres de sources lumineuses :
Lampe à vapeur de sodium
Lampadaire à
vapeur de mercure

L’arc-en-ciel des étoiles
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(2) Exposition « La lumière invisible »
Des panneaux et maquettes sont préparés par diverses structures :
- « Cette obscure clarté qui vient des étoiles » (OHP - Centre d’Astronomie de St-Michel,
CEA de Cadarache, Musée de paléontologie de Quinson)
- « La spectrographie » (Musée de l’Astronomie de StMichel)
- « Les rayonnements infrarouges du cosmos » (Marseille, Andromède)
- « ALMA : Sonder l’Univers froid » (Epinal)
Une sélection de panneaux et videos de ces expositions sera complétée par des éléments à créer.
Une exposition itinérante sera constituée pour être présentée à travers la France, en coopération
interactive avec l’exposition itinérante du projet « SIDERUS NUNCIS ».
Cette exposition sera proposée à tous les Planétariums ayant passé commande du
spectacle « ALMA : la quête de nos origines cosmiques », qui aborde les notions suivantes :
- Observer l’« arc-en-ciel » (spectre) des objets ciblés
notions d’ondes, de domaines spectraux : visible, IR, radio
relation avec température : objets de plus en plus froids avec ondes de plus en plus longues
relation avec l’espace en expansion « dilatant » les ondes  choix des ondes mm
 choix des ondes mm entre le visible et la radio pour ALMA
- Observer en détail la structure des disques proto-planétaires  interférométrie nécessaire
 le projet ALMA : simulation du réseau d’antennes en mouvement
(3) Radioastronomie : construction et utilisation d’une antenne
Joachim Köppen, observatoire de Strasbourg http://astro.u-strasbg.fr/~koppen/RJove/
Il est prévu de conduire des expériences sur les éclairs, les éruptions solaires, en prenant en
compte les émission radio parasites de la Terre.
(4) Stages de formation à la spectrométrie, au Centre d’Astronomie et à l’OHP.
Construction du spectroscope simple ;
utilisation de LHIRESIII ;
analyses des spectres
Observations à l’OHP
Des stages sont proposés à deux niveaux : formation
des maîtres, et classes de 1
ère
et Terminale S
(cf projet CALLISTO)
NB : Les livrets pédagogiques réalisés dans le cadre des projets « Arc-en-ciel des étoiles »
et « Mesurer le rayon de la Terre » seront mis à la disposition des masters formant les
futurs professeurs des Ecoles et du secondaire (SVT, maths, physique.…)
Eruption solaire
Une antenne radio sera construite à Epinal
et au Vaisseau (Strasbourg) pour observer
les émissions radio du Soleil.