Vivre avec le Soleil
Marion Fraignac
Created on March 17, 2022
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Transcript
BRIE Rémy CARNOY Maxime
Vivre avec le Soleil
PRESENTATION
SOMMAIRE
2. Présentation du projet
9. Séance 3
3. Les rayonnements UV
10. Séance 4
4. Présentation des pastilles UV
11. Séance 5
6. Timeline
12. Résultats expérimentaux
7. Séance 1
13. Avantages/Inonvénients
1. Problématique
14. Contextualisations possibles
8. Séance 2
5. Présentation du capteur UV
Problématique : Est-ce que le matériel Arduino peut remplacer le papier UV ?
1
Présentation du projet
- Des crèmes solaires à différents indices
- Des tissus qui laissent plus ou moins passer les rayonnements UV
- Des verres de lunettes solaires
- La face avant est une pellicule protectrice ronde qu’il faudra enlever avant l’exposition.
- La face arrière est constituée d’une surface autocollante.
- Au départ le papier UV est blanc, lorsqu’il est exposé aux UV il devient bleu.
- Plus le papier d’UV reçoit d’UV, plus la teinte est bleue.
Présentation des pastilles UV
Présentation du Capteur UV
- Détection des UV : de 320 nm à 410 nm
- Interface de connexion sur la carte Arduino : I2C
- Voltage pour le capteur : 3,3V/5V
- Sensibilité des UVA : 5μW/cm²/Step
TIMELINE
Début de projet avec une lampe UV et un spectrophotomètre
Séance 1 3 Mars
Séance 2 10 Mars
Séance 3 17 Mars
Séance 4 24 Mars
Séance 5 31 Mars
Montage avec le capteur UV et un Spot + création du code Arduino
Mesure du niveau d'UV au niveau de la lampe (crèmes, tissus...)
Mesure du niveau d'UV au Soleil avec le capteur + papier UV (crèmes, tissus...)
Finalisation de la présentation du projet
+
1980
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+
1990
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+
2000
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+
2010
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+
2020
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Séance 1 : Début du projet
Détermination du spectre lumineux de la lampe UV avec un spectrophotomètre
Expérience n°1
Montage avec une lampe UV et mesure avec un spectrophotomètre
Expérience n°2
Montage avec une lampe UV et mesure avec le capteur UV
Programme Arduino utilisé
Séance 2 : Montage avec le capteur UV et la lampe
Mesure du niveau d'UV avec le capteur UV à l'aide d'Arduino
Choix de la lampe
La lampe UV n'était pas adaptée pour notre expérience. On a alors choisi une lampe parmi plusieurs lampes qui nous étaient présentés :
- Lampe 1 (halogène simple) : 129 UV
- Lampe 2 (spot) : 700 UV
- Lampe 3 (boîte) : 7-24 UV
- Lampe 4 (petit spot) : 700-1000 UV
Expérience n°3
Montage avec le spectrophotomètre et le capteur UV
On a placé sous la lampe spot une plaque de verre avec le spectrophotomètre pour visualiser le spectre lumineux de la lampe UV et le capteur UV pour mesurer les niveaux d'UV.
Observations :
- On a obtenu le spectre suivant. On peut voir qu'il y a une forte absorbance dans le domaine du rouge.
- On a mesuré les niveaux d'UV avec et sans la plaque de verre et on a vu une différence : la plaque de verre absorbe des UV.
Montage expérimental
Programme Arduino final
Explication du programme arduino
- Inclusion des librairies externes par la ligne « #include ».
- On a ensuite la fonctionnalité char str[]. Qui permet de stocker une chaine de caractère : ici du texte qui permet d’indiquer le niveau d’UV.
- La première boucle permet d’afficher le niveau d’UV. Si il n’y a pas d’erreur, le capteur fait la mesure. Il y a un pas qui est créé avec la fonction step. Puis qui est lu par le capteur
- La boucle void setup permet d’initialiser l’écran LCD, ainsi, on définit le nombre de lignes (2 lignes) et de colonnes (16 colonnes) que possède l’écran LCD pour procéder à l’écriture de nos données sur cet écran.
Explication du programme arduino
- On définit la couleur de l’arrière-plan avec la fonctionnalité lcd.setRGB (0, 0, 0). Pour que le fond d’écran. Cela donne la couleur noir (chaque pixel étant codé sur 8 bit soit 28 valeurs = 256 valeurs. Donc une valeur qui sera entre 0 à 255). La couleur 0, 0, 0 est le noir cela permet d’éviter une consommation électrique inutile.
- Cela nous a permis aussi d’afficher un titre lorsque l’on démarre le capteur avec un message d’accueil : « vivre avec le soleil 2.0 ».
- La dernière boucle donne la position dans laquelle on écrit le résultat s’il y a une erreur et le résultat est effacé toutes les secondes.
Séance 3 : Test avec le papier UV
Mesure du niveau d'UV avec le papier UV + Test du passage des UV des crèmes/tissus/lunettes avec la lampe
Expériene n°4
On a testé les pastilles UV à la lumière de la lampe. On a fait les différents tests en se positionnant à 10 cm de la lampe :
Résultats : Les pastilles UV ont légèrement bleui.- Exposition de la pastille UV sans crème pendant 10 min.- Exposition de la pastille UV avec différentes crèmes solaires 10 min.
Expérience n°5
Expériene n°5 : Résultats
Malheureusement, le résultat n'est pas exploitable : les pastilles ont trop légèrement bleui pour comparer l'efficacité des crèmes solaires.
Expérience n°6 : Tests des crèmes solaires
Sur la même plaque en verre, on a étalé de manière uniforme les différentes crèmes solaires pour tester le niveau d'UV qui passe à travers.
- Crème solaire d'indice UV 15 (anti-rides)- Crème solaire d'indice UV 15 (spécial sports)- Crème solaire d'indice UV 50+- Crème solaire d'indice UV 50+ en spray
VIDEO
Expérience avec la lampe
Classement des crèmes solaires
- A gauche : celle qui laisse passer le plus d'UV
- A droite : celle qui laisse passer le moins d'UV
Expérience n°7 : Tests des lunettes de soleil
Sur la même plaque en verre, on a testé des paires de lunettes de soleil pour voir quelle est l'absoprtion des UV de celles-ci.
Classement des lunettes de soleil
- En haut : les lunettes qui absorbent le plus les UV
- En bas : les lunettes qui absorbent le moins les UV
Expérience n°8 : Tests des tissus
Sur la même plaque en verre, on a disposé différents types de tissus pour vérifier l'absorption des UV.
Classement des différents tissus
- A gauche : le tissu qui absore le plus les UV
- A droite : le tissu qui absorbe le moins les UV
Séance 4 : Mesure du niveau d'UV au Soleil
Test du passage des UV des crèmes/tissus/lunettes avec le capteur au Soleil
Expérience n°9
On a testé les crèmes solaires avec les pastilles UV à l'exposition du soleil pendant 25 min.
Expérience n°10
On a ensuite mesuré à l'exposition du Soleil grâce à notre capteur UV, les différents niveaux d'UV pour :
- Pour les crèmes solaires
- Pour les lunettes de Soleil
- Pour les différents tissus
Séance 5 : Finalisation du projet
Préparation de la présentation du Projet "Vivre avec le Soleil"
Pendant cette dernière séance :
- Préparation du support visuel du projet
- Préparation de la mise en contexte de notre projet
Récapitulatif pour les crèmes solaires
- On obtient toujours le même classement que ce soit à l'exposition de la lampe ou du Soleil
- On a des valeurs de niveaux d'UV similaires malgré les conditions différentes et le fait qu'on avait pas la même référence au départ.
Récapitulatif pour les lunettes de Soleil
- On obtient toujours le même classement que ce soit à l'exposition de la lampe ou du Soleil.
- On a des valeurs de niveaux d'UV similaires malgré les conditions différentes et le fait qu'on avait pas la même référence au départ.
Récapitulatif pour les différents tissus
- On obtient toujours le même classement que ce soit à l'exposition de la lampe ou du Soleil
- On a des valeurs de niveaux d'UV similaires malgré les conditions différentes et le fait qu'on avait pas la même référence au départ.
VERSUS
Capteur UV
1. Permet de faire des mesures de niveaux d'UV quantitatives grâce à un programme (Arduino)
2. Peut être utilisé dans les lycées (voire les collèges) et se porter sur une notion du Bulletin Officiel
3. Facilement transportable avec une carte SD et peut être utilisé partout
Pastilles UV
1. Permet de mesurer qualitativement le niveau d'UV (intensité de bleu)
2. Peut être utilisé dans les écoles élémentaires et les collèges en tant qu'indicateur de rayonnements UV
3. Peut être utilisé n'importe où et utilisation facile (enlever une protection)
4. Pastilles UV peu coûteuses à utilisation unique
4. Matériel plus coûteux mais réutilisable
Contextualisation possible
À l'école (cycle 3)
Thème : Soleil et santé
Au lycée
Filière STL - Spécialité SPCL
Projet de groupe (2-3) sur une problématique. Puis mener une démarche scientique approfondie , en mettant en oeuvre des expériences.
En lien avec les programmes
Cycle 2 et 3
1. De l'enfant à l'élève : coopérer et devenir un élève autonome
2. Découvrir le monde qui nous entoure : s'interroger sur le monde du vivant, de la matière...
Lycée
1. S'approprier une problématique, recherche biblio.
2. Planification des phases du projet et gestion du temps
3. Autonomie, esprit d'initiative. Participation au travail d'équipe.
4. Mettre en oeuvre des act. exp. les analyser et les valider ou non
Bibliographie
https://www.benelux.ledvance.com/fr/particuliers/decouvrez-le-pouvoir-fascinant-de-la-lumiere/les-uv-c-luttent-contre-les-virus-et-les-microbes
Equipe
Rémy
Roseline
Maxime
Marion
THANKS!