« Au fil de l’eau » en Corrèze : apports de la réalité augmentée (SIG) afin d’évaluer la qualité de l’eau des rivières

jeudi 13 juin 2019
par  Frederic Tomatis, M. Glandieres
popularité : 5%

Résumé :
Quelle est la qualité de l’eau de la rivière près du collège ? Comment la déterminer lors d’une sortie sur le terrain ? Comment représenter ces indices biotiques actuel et passé ? Comment convoquer à nouveau ces données en classe pour une exploitation enrichie du réel ? Le scénario proposé présente un exemple de collecte et d’analyse collaborative de données sur le terrain (via un SIG, système d’information géoscientifique, nommé ArcGis Online). Les données recueillies sont ensuite traitées en classe où le réel est enrichi afin de mener l’investigation scientifique. Dans une première étape, il s’agit de prélever et d’identifier les animaux aquatiques (larves d’insecte, crustacés, mollusques, vers...) afin d’établir un indice biotique évaluant la qualité de l’eau d’une rivière (plus ou moins polluée).
Un questionnaire permet de consigner les données qui seront géolocalisées sur une carte où plusieurs collèges contribuent en suivant la même méthode de prélèvement (même animateur et même filet surber).
La seconde étape consiste en la consultation et l’exploitation de la carte par les élèves, enrichissement du réel apporté par la réalité augmentée au sein même de la classe.
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Descriptif de la ressource :

Nature de la ressource : séquence pédagogique
Niveaux : Cycle 3 et 4
Thématique dans les programmes : La planète Terre, les êtres vivants dans leur environnement (cycle 3) ; La planète Terre, l’environnement et l’action humaine (cycle 4)

Objectifs de formation :
Idées clés à mettre en œuvre :
• Cycle 3 : Relier le peuplement d’un milieu et les conditions de vie. Modification du peuplement en fonction
des conditions physicochimiques du milieu et des saisons.
• Cycle 4 : Expliquer comment une activité humaine peut modifier l’organisation et le fonctionnement des écosystèmes en lien avec quelques questions environnementales globales. Mettre en relation certaines activités humaines avec la biodiversité des écosystèmes et leurs dynamiques.
Ce scénario est associé en cycle 4 aux problématiques de santé publique du thème « Le corps humain et la santé » en envisageant l’impact des pesticides sur le corps humain mais également à la gestion de la ressource “eau” en étudiant la potabilisation de l’eau ainsi que l’épuration avant le rejet dans la rivière.

Durée : 4 h

Les supports et outils fournis aux élèves :

Le dossier « Scénario “Au fil de l’eau” » :

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Le dispositif de réalité augmentée mis en œuvre
Le dispositif utilisé dans le scénario est le SIG (Système d’information géoscientifique) Arcgis Online développé dans l’académie de Limoges. Il est accessible sous la forme d’un espace collaboratif en ligne « Géomatique SVT académie de Limoges » pour lequel un nom d’utilisateur et un mot de passe est nécessaire. Les enseignants en SVT et les élèves ont leurs propres identifiants de connexion à ce SIG qui est accessible sur PC, tablettes, et smartphone.
Le SIG Arcgis Online est doté d’une application nommée Survey 123 permettant la collecte de données géoréférencées (que l’on soit connecté au wifi ou non) à partir d’un questionnaire présent sur l’application. Les données collectées ainsi que les captations photographiques géoréférencées sont ensuite analysées cartographiquement en classe afin d’obtenir en classe une représentation enrichie du réel.
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Pour la mise en oeuve avec le SIG Arcgis Online :
Lien vers les ressources pour l’utilisation du SIG Argis Online
Lien vers l’inscription « Esri Arcgis Online » pour les établissements scolaires
Lien vers le tutoriel « utilisation de Survey 123 »

Place du dispositif RA dans le scénario :

Lors d’une sortie de terrain afin d’effectuer les prélèvements et les identifications nécessaires au calcul de l’indice biotique , un questionnaire sur l’application Survey 123 de Esri à renseigner permet de caractériser :

  • Le lieu de prélèvement de chaque groupe,
  • La station entière,
  • Les groupes faunistiques présents et l’indice biotique de chaque prélèvement puis de la station.
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    Le questionnaire est à télécharger par les élèves avant la sortie pour pouvoir le compléter sur le terrain. La synchronisation se fait ensuite automatiquement lorsque la tablette détecte le réseau Wifi au retour en classe. Ensuite chaque enquête est publiée et un point est généré sur la carte.
    Il est construit collectivement une carte de la Corrèze “Au fil de l’eau” à laquelle les questionnaires “indice biotique” sont liés. Cette map est partagée par trois collèges.
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    Tous les groupes peuvent consulter en classe les réponses et les pièces jointes de toutes les enquêtes publiées.
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Les apports de la réalité augmentée dans le scénario

Enrichir le concret et le réel afin de lever des obstacles didactiques

Obstacles liés aux représentations spatiales
La consultation de la Webmap “Au fil de l’eau” associée à la couche “indice biotique” permet de donner aux élèves un point de comparaison géographique de l’indice biotique trouvé par rapport aux autres cours d’eau du département sur la même année.
En 2018-2019, l’indice biotique est de 9/10 sur la Dordogne à Beaulieu alors qu’il est de 7 /10 ou de 8 / 10 suivant la station sur la Corrèze à Brive.
Cela permet également un changement d’échelle spatiale : passage d’une étude locale, facile à appréhender sur un lieu connu à une étude d’échelle départementale qui reste à la portée d’un élève de cycle 3 et de début de cycle 4.

Obstacles des représentations temporelles
Le dispositif SIG est en mesure d’avoir accès à une représentation temporelle : le partenariat durable avec la Maison de l’Eau et de la Pêche permettra au fil des années de mesurer la fiabilité de l’indice biotique de chaque station de prélèvement et son évolution en cas de pollution.
De plus, les données d’indice biotique de 1977 sur la Corrèze à Tulle permettent d’avoir une comparaison avant la construction des stations d’épuration.

Bilan de la séquence et pistes d’amélioration :
Le dispositif de réalité augmentée via le SIG Argis Online et le questionnaire Survey 123 a permis d’importer et de remobiliser en classe les données du réel collectées en classe. Des perspectives peuvent être envisagées notamment dans l’enrichissement de la carte déjà élaborée par des séquences vidéo, des scènes 360° ou des prises vidéos par drone. La dimension collective est à souligner au sein du passage d’un savoir provisoire à un savoir établi par une mise en commun des données en lien avec l’eau à l’échelle de la Corrèze par une action collaborative entre 3 collèges. Une même rivière, un trajet de l’eau (de la rivière à la ville, de la ville à la rivière, potabilisation et épuration de l’eau) disponible simultanément par l’ensemble des acteurs.

Contributeurs : Julie Cleyet-Merle, Marie-Amélie Cazelles-Serin, Thomas Paré, Romain Gillié


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