MPS spéléo canyon 2013

L'objectif de l'année est de travailler sur le thème des canyons. Les élèves devront comparer 2 canyons du département et trouver leurs caractéristiques

Le rendez-vous est fixé à 8 h dans la cour du lycée. Les élèves découvrent le matériel: combinaisons, casques, baudriers, descendeurs et longes.
Dès que chacun est équipé, nous montons au départ du canyon. Les cadres de la FFS donnent les consignes de sécurité: comment se longer, comment installer le descendeur et l'utiliser. La descente de la première cascade peut commencer : 24 mètres de verticale, avec un fractionnement au milieu. Il n'est pas toujours évident de changer de corde sur une petite vire à 12 mètres au-dessus de l'eau…
La suite du canyon est un enchaînement de ressauts, de toboggans et de vasques profondes qui permettent de s'initier au saut.
A midi, nous arrivons au point de ralliement: une plage au bord d'une grande vasque, avec un saut de 6 mètres. Serge, l'un des cadres, dresse un "point chaud", sorte de tente isolante. Il s'agit d'un prototype du Spéléo Secours, qui permet de faire monter la température rapidement à l'aide d'une simple bougie. Il fait en effet frais, et les chocolats chauds sont les bienvenus…
Après le repas, les mesures commencent: mesure de la température de l'eau, de la teneur en dioxygène, de la vitesse de chute d'un objet, du débit de la rivière, et relevés de faune.

Les expériences terminées, nous continuons la descente: un rappel de 5 mètres, une cascade de 15 mètres et deux passages "spéléos" sous de gros rochers.
Nous sommes de retour au lycée vers 16h: il faut maintenant analyser toutes les données dans les semaines à venir …

Mercredi 18 septembre 2013 :

Lors de notre sortie canyonisme dans le Gourg des Anelles la semaine précédente, nous avons prélevé des invertébrés qui vivaient dans l’eau.
Aujourd’hui nous les avons observés au microscope dans le but de connaitre la qualité de l’eau. Pour cela, nous nous sommes aidés d’un diaporama de classification ce qui nous a permis de déterminer 7 espèces.

Une fois que nous avons identifié les espèces, nous avons pu utiliser le tableau suivant qui détermine l’indice biotique de l’eau, c'est-à-dire sa qualité.

D’après ce tableau, nous concluons que l’eau est non polluée, avec un indice de 8/10 car nous avons des larves de Perles qui donnent un indice de 6 au minimum, puis comme nous avons entre 6 et 10 espèces cela nous amène à un indice de 8.

Mercredi 26 septembre :
Lors de la sortie en canyon, nous avons pu constater que les combinaisons, qui ne sont pas toutes neuves, n'étaient pas toujours très étanches… Nous avons donc décidé de les réparer en prévision de la prochaine sortie.
La séance s'est transformée en atelier couture, ce qui a donné lieu à des scènes plutôt comiques. Il est net que certains élèves touchaient une aiguille et du fil pour la première fois !

Après avoir cousu les pièces, nous les avons recouvertes de mastic pour étanchéifier le tout. Il ne reste plus qu'à tester le résultat…

Mercredi 2 octobre
Nous avions noté que les crues constituaient un risque majeur lors d'une descente de canyon, et nous avons donc voulu mesurer le débit de la rivière. Lors de notre sortie nous avions mesuré la hauteur de l’eau tous les 10 centimètres et la largeur de la rivière, puis nous avions calculé la vitesse de l’eau en lâchant une balle sur une longueur de 1 mètre et en la chronométrant. Grâce à ces mesures nous avons fait un schéma de la rivière sur une feuille à petit carreaux pour calculer facilement la surface, puis nous avons calculé la vitesse de l'eau grâce à la balle. Cela nous a permis de calculer le débit qui est d’environ 0.09 m3/s.

Mercredi 9 octobre et mercredi 16 octobre
Un bassin versant est une aire délimitée par des lignes de partage des eaux, à l'intérieur de laquelle toutes les eaux tombées alimentent un même exutoire [Wikipédia]
Nous avons donc voulu mesurer la surface du bassin versant de notre canyon: plus ce bassin versant est étendu, plus les risques de crues sont importants. Nous avons placé la carte topographique du secteur sur Google Earth pour pouvoir trouver les limites du bassin versant.

Nous avons ensuite calculé l’aire du bassin versant grâce au logiciel GE Path

La surface du bassin versant est de 16.25 km²…

Mercredi 6 novembre :
En prévision de la deuxième sortie, nous avons étudié le bassin versant du canyon de Thuès pour évaluer les risques de crues. Comme pour les Anelles, nous avons placé la carte topographique en superposition d'image sur Google Earth, ce qui a permis de délimiter plus facilement le bassin versant. Nous avons ensuite tracé le polygone correspondant, puis calculé la superficie de ce bassin, qui est de 4,5 km².

Mercredi 13 novembre :
Nous avons voulu vérifier si l’inclinaison des pentes du canyon était un facteur aggravant pour les crues. Pour cela, nous avons modélisé la vitesse d’écoulement de l’eau en laissant glisser une bille le long d’une cornière en bois dont l’inclinaison varie. Nous avons dû calculer l’angle grâce aux formules trigonométriques, puis calculer la vitesse en mesurant le temps mis par la bille pour se déplacer d’une distance connue. Les mesures ont été refaites plusieurs fois pour limiter les erreurs. Toutes les données ont été rentrées dans Excel, et il faudra maintenant les analyser pour tirer des conclusions.

Hauteur (en cm)	Angle (en degré)	Temps (en seconde)	Vitesse (mètres par seconde)
7,5	2,1	4,99	0,40
12,5	2,9	3,6	0,56
17,5	5	2,97	0,67
22,5	6,5	2,6	0,77
27,5	7,9	2,23	0,90


37,5	10,7	2,03	0,99
47,5	13,7	1,65	1,21
57,5	16,7	1,55	1,29

A partir de ces résultats nous avons pu conclure que le dénivelé du bassin versant influe la vitesse de l’écoulement des ruisseaux, car plus le dénivelé est important plus la vitesse de l’eau est grande.

Mercredi 27 novembre :
Séance de révisions des techniques de canyon !
Un parcours est installé sur la façade du lycée : départ en rappel du deuxième étage, changement de corde et progression sur main courante au-dessus du vide, puis second rappel pour revenir au sol.

Mercredi 4 décembre :
Nous partons faire notre deuxième descente. Le temps est bien dégagé, mais il gèle…
Nous nous garons au centre thermal de Thuès. Il faut se motiver pour se changer sur le parking… La marche d’approche permet rapidement de se réchauffer : il faut trouver son chemin dans un enchevêtrement de broussailles et de houx.
Arrivés au départ du canyon, nous effectuons quelques relevés : la source qui se déverse dans la rivière est à 59°. Nous prélevons de l’eau pour pouvoir mesurer plus tard le taux de dioxygène : la température est trop élevée pour nos sondes.
Après deux courts rappels, nous arrivons dans la première vasque : 34° dans l’eau en plein hiver… La progression se poursuit entre rappels, toboggans et marche. Nous essayons d’évaluer l’indice biotique de la rivière : c’est impossible, il n’y a aucun animal. Le soufre de l’eau semble toxique pour l’écosystème. La descente se termine par un rappel de 30 m, au milieu duquel nous passons sous la route. L’ambiance est apocalyptique !

Nous prenons ensuite la direction de Saint Thomas. Après avoir profité des bains chauds, Stéphane, le responsable du centre, nous mène à l’usine de production de glairines, utilisées pour fabriquer des cosmétiques. Nous faisons quelques prélèvements, et nous rentrons sur Céret…

Mercredi 11 décembre :
Nous effectuons les mesures sur les prélèvements d’eau.

Mercredi 18 décembre :
Lors de la première sortie, nous avions parlé des dangers des sauts. Nous avons donc voulu évaluer la vitesse de chute lors d’un saut, et la vitesse d’impact lors de l’arrivée.
Dans un premier temps, nous avons lâché depuis différentes hauteurs des balles et ballons de différentes masses. Nous avons chronométré le temps de chute, et répété l’opération plusieurs fois pour avoir des mesures plus fiables.
Nous allons maintenant devoir essayer d’interpréter les valeurs obtenues …

Mercredi 8 janvier :
Analyse des résultats obtenus lors des tests la semaine précédente:

Nous avons pu montrer que la vitesse de chute dépendait de la hauteur. Plus on saute de haut, plus la vitesse d'impact sera grande.

Mercredi 15 janvier
Nous avons aujourd'hui étudié les glairines récoltées à Saint Thomas. Des recherches documentaires nous ont montrés que leurs propriétés sont connues depuis longtemps, puisqu'un article de journal de 1836 vante déjà leurs bienfaits. Nous avons ensuite cherché des informations sur les organismes contenus, et nous avons observé ces glairines au microscope. Nous avons ainsi pu observer un acarien, des bactéries et des diatomées.

Mercredi 22 janvier
Retour sur la vitesse de chute. Il a fallu admettre que les résultats obtenus étaient en partie faux: la vitesse lors de l'impact est plus élevée que ce que nous avons calculé. En effet, la vitesse augmente avec la hauteur, et nous avons calculé une vitesse moyenne. Nous avons donc dû faire appel à des notions de physique théorique, et aux formules mathématiques pour calculer la vitesse lors de l'impact.
La formule retenue est la suivante:

où h est la hauteur de chute, et g l'accélération (9,81 m.s-2)
Lors du saut de 7 m au Gourg des Anelles, la vitesse d'impact était de 11.7 m/s soit environ 42 km/h
Le saut de 13 m, que nous n'avons pas réalisé, donne une vitesse d'impact de 57 km/h !

La séance a été consacrée à l'ébauche de la réalisation du diaporama qui servira à évaluer les élèves.

Mercredi 5 février
Afin de découvrir les différentes facettes de la Fédération Française de Spéléologie, nous sommes allés faire une initiation à la grotte du Montou. Nous avons traversé le réseau, en entrant par le puits situé au sommet de la colline. Un rappel nous a permis d'accéder à la salle de la coulée, puis à la salle des excentriques. L'étroitesse du passage en a découragé quelques-uns …
Nous avons ensuite visité le puits argileux et son labyrinthe, avant de découvrir les restes du chantier de fouilles (la grotte était habitée par nos ancêtres). Une série d'étroitures et de rampers nous a enfin amenés dans le Réseau Rouge, où furent découvertes de nombreuses poteries intactes.

Mercredi 12 février – 19 février – 26 février
Nous avons travaillé en mathématiques sur les Modèles Numériques de Terrain (MNT)
Le but était, sous prétexte d'étudier la représentation d'un MNT sous forme raster, d'apporter aux élèves quelques notions d'algorithmiques.

Pour cela nous avons eu besoin d'un MNT école: un petit MNT de 5*5 généré aléatoirement implémenté sous la forme d'un tableau. Puis à l'aide de deux boucles imbriquées nous avons parcouru ce tableau afin de trouver l'altitude maximale du MNT ainsi que les coordonnées qui réalisent cette altitude.

Pour cela nous avons dans un premier temps écrit un algorithme qui parcourt un tableau à une seule dimension, puis dans un second temps nous nous sommes attaqués au tableau à deux dimensions.

Mercredi 19 mars
Nous avons à nouveau travaillé à la réalisation du diaporama

Mercredi 26 mars
Oraux : chaque groupe avait préparé un diaporama retraçant l’ensemble du travail. Un tirage au sort a permis de savoir quelle partie le groupe devait exposer à l’oral

Mercredi 2 avril
Nous avons travaillé sur l’origine des eaux chaudes. L’observation des cartes géologiques et structurales nous a montrés que les sources chaudes étaient situées sur des failles, par lesquelles remontait l’eau chaude. Cette eau met environ 12000 ans pour s’infiltrer et remonter.

Les séances suivantes ont été consacrées à la rédaction définitive des articles...


La première cascade lors de notre descente	La même cascade en mai 2013