Résumé :
La séance, réalisée avec des élèves de 4ème, a pour objectif d’aborder la notion du risque d’inondation et les moyens de protections et de préventions qui peuvent être mis en œuvre.
En complément d’une ressource documentaire, les élèves utilisent un dispositif appelé Réalité Augmentée SANDBOX, qui va leur permettre :
–  de faire une modélisation analogique du relief de la commune où est implanté le collège.
–  puis, de simuler des précipitations importantes afin de mieux comprendre les effets de la topographie et de l’aléa sur la commune et ainsi cerner la notion de risque d’inondation.

Descriptif de la ressource
– Nature de la ressource : scénario pédagogique
– Niveau : Cycle 4
– Durée : 2H
– Thématique dans les programmes : La planète Terre, l’environnement et l’action humaine
– Objectifs de formation :

• mettre en relation un phénomène naturel (aléa) avec les enjeux présents sur une zone géographique déterminée, leur vulnérabilité et ainsi identifier et caractériser un risque ;
• identifier des mesures de prévention, de protection, d’adaptation ou d’atténuation en relation avec un risque ;
• expliquer ces mesures et argumenter des choix de comportements individuel et collectif responsables en matière de risque naturel.

– Les supports et outils fournis aux élèves :

Le dispositif de réalité augmentée mis en œuvre

La Réalité Augmentée Sandbox, qu’est-ce que c’est ?
La RA Sandbox est un dispositif constitué d’un bac avec du sable, d’un vidéoprojecteur, d’un PC relié à une caméra kinect. Elle a été développée par les universités de Californie Davis et de Los Angeles.
Dans cette RA Sandbox, il est possible de modeler le relief et d’afficher en temps réel des courbes topographiques adaptatives. Elle permet d’autre part de modéliser des précipitations et leurs écoulements en fonction du relief.

Vidéo de la séance :

Place du dispositif RA dans le scénario : A quel moment dans le scénario ? quelle(s) tâche(s) proposée(s) aux élèves ?
Cette séance constitue la troisième de cette partie du thème 1. Les élèves ont déjà abordés les notions de météo et de climat, ainsi que les mécanismes à l’origine du mouvement des masses d’air. Ils ont, d’autre part, abordé la notion de risque lors du travail sur le volcanisme.

Après observation de photographies d’archives montrant que la commune a, par le passé, subit d’importantes inondations, les élèves vont devoir durant la séance :
– Modeler le relief de Chambon sur Voueize dans la RA Sandbox à l’aide de la projection de la carte topographique, puis simuler l’impact de précipitations importantes (aléa) sur cette zone afin d’évaluer la vulnérabilité des enjeux.
– Définir le risque d’inondation à l’aide des connaissances et des documents et des résultats de la simulation
– Identifier des moyens individuels ou collectifs pour prévenir et protéger les biens et les personnes d’une inondation à l’aide de documents et justifier leur mis en œuvre.

Lien vers l’article Construire une sandbox dans son établissement : disponible ICI.

Les apports de la réalité augmentée dans le scénario

1. Enrichir le concret et le réel afin de mener les étapes d’une investigation
   Ce dispositif de RA est en mesure de conforter les élèves dans leurs investigations car il permet de :
   • Mettre en relation des données dans une stratégie de résolution (relier, expliquer)
     En permettant aux élèves, de travailler par essais-erreurs jusqu’à obtenir un modelé satisfaisant des données de la carte topographique, la RA Sandbox leur permet de mieux appréhender la notion de bassin versant et relier plus facilement l’impact de l’aléa sur les enjeux. Ainsi il est alors plus facile de comprendre et expliquer la vulnérabilité de cette zone.

     

   • Justifier, argumenter
     La RA Sandbox, en permettant mieux appréhender la vulnérabilité des enjeux face à l’aléa « précipitations intenses », va faciliter la compréhension et la justification de la mise en place de moyens de prévention (PPRi, bulletin de vigilance) et/ou de protection (digue / muret)

     

2. Enrichir le concret et le réel afin de lever des obstacles didactiques : Obstacles liés aux représentations spatiales
   • Passer d’un mode de représentation 2D à un mode de représentation 3D (et inversement) ;
     Une des difficultés des élèves réside dans compréhension de la carte topographique car sa lecture nécessite de passer d’une représentation 2D à une représentation 3D. La RA Sandbox représente ici une réelle plus-value.
     Il est possible de projeter la carte topographique sur le sable afin de permettre aux élèves de modeler le sable et ainsi de faire correspondre la carte avec leur modélisation. Ensuite, le logiciel va projeter les courbes de niveau calculées à partir du modelé du sable.
   • Appréhender simultanément différentes échelles spatiales (par exemple de l’échantillon au paysage, et inversement) ;
     Une autre difficulté des élèves est liée à la notion de bassin versant. Le dispositif RA Sandbox va permettre de simuler l’alimentation du bassin versant (dont la taille est parfois considérable) à une échelle « expérimentable » par les élèves.
   • Appréhender le réel sous différentes représentations ;
     –  AR sandbox permet non seulement de projeter des courbes topographiques sur le sable et de les modifier en temps réelle
     –  Elle permet aussi de concevoir simultanément, sur un second écran, un modèle numérique 3D observable sous tous les angles.

     

Bilan de la séance et pistes d’amélioration :

– Le bilan est très positif. Au-delà de l’effet « whaou », la plus-value pour les élèves est importante que ce soit pour la notion de topographie que pour celle de bassin versant qui ont toutes deux, un impact direct sur les effets de l’aléa.

– Après avoir expérimenté des groupes de tailles différentes (3 à 5 élèves par groupe), et compte tenu de la taille du bac à sable (1m x 0,75 m), il semble évident que des groupes de 4 élèves représentent un maximum, afin que les élèves puissent tous contribuer simultanément au modelé.

– Pour de nombreux d’élèves, la carte topographique, sur laquelle ils ont travaillés durant la séance, était la première qu’ils utilisaient. Ainsi, le travail sur une zone locale et connue des élèves, s’avère être une aide précieuse. Ils peuvent repérer des lieux connus sur la carte et les associer au relief réel qu’ils connaissent.

– Toutefois, il serait probablement intéressant de travailler auparavant sur ce type de document ou alors de donner aux élèves une capsule vidéo « type classe inversée » à voir avant la séance.

Ressources bibliographiques

Contributeur : Frédéric Tomatis