Des capteurs qui traquent l’invisible pour protéger notre santé et notre planète

Introduction 

Et si on pouvait repérer les polluants dans l’air, l’eau, les aliments, ou encore détecter des signes précoces de maladies ? C’est exactement ce que développent les scientifiques du laboratoire IMS (Intégration du Matériau au Système). En associant chimie, biologie, électronique et intelligence artificielle, ils créent des capteurs intelligents capables non seulement de détecter des substances invisibles comme les pesticides, les gaz ou les métaux lourds, mais aussi de suivre leur évolution dans le temps.

Ces capteurs sont utiles pour :

• surveiller la qualité de l’air, de l’eau ou des sols,
• mieux comprendre certaines maladies en détectant des biomarqueurs,
• inventer une médecine plus rapide, plus précise et plus personnalisée.

Les élèves découvriront comment ces capteurs rendent l’invisible… visible, pour mieux prévenir, soigner et protéger le vivant.

Organisation 

La classe sera divisée en 4 groupes qui tournent sur les 4 ateliers (≈ 20-25 minutes chacun) :

Atelier 1 – La ruche connectée : sauvez la colonie

·       Durée : 25 min

·       Taille du groupe : 6–8 élèves

·       Objectif : comprendre comment les capteurs suivent la santé des abeilles.

Les élèves deviennent apiculteurs numériques. On leur montre de vraies données de température et d’humidité de ruches.

·       Mission : deviner si la colonie est en bonne santé ou en danger (par exemple manque de nectar, problème de chaleur).

·       Lien avec leur quotidien : comparer avec leur propre maison et son chauffage, comme les abeilles qui régulent la chaleur de leur couvain.

Atelier 2 – Voir l’invisible : la mission spatiale des ondes

·       Durée :  25 min 

·       Taille du groupe : 6–8 élèves

·       Objectif : découvrir que les ondes traversent différemment les matériaux.

Les élèves sont mis dans la peau de scientifiques en mission spatiale. Ils testent différents “obstacles” (eau, aluminium, plastique) et observent comment les ondes sont ralenties ou bloquées.

·       Mission : classer les matériaux selon leur effet sur la propagation des ondes.

·       Défi final : expliquer comment un appel téléphonique ou une communication spatiale peut fonctionner sans fil.

Atelier 3 – Le nez électronique : devine l’odeur invisible

·       Durée :  25 min 

·       Taille du groupe : 6–8 élèves

·       Objectif : comprendre comment un capteur détecte les gaz invisibles.

Les élèves deviennent détectives de l’air.

1.     Ils sentent une odeur inoffensive (peinture, vinaigre).

2.     Ensuite, le nez électronique détecte un gaz invisible dans un dispositif sécurisé.

·       Mission : deviner quel “gaz mystère” est identifié par le capteur, en interprétant un signal.

·       Lien avec la science : comprendre que ce que notre nez perçoit peut aussi être mesuré par un capteur avec encore plus de précision.

Atelier 4 – La grande course des gouttes : qui gagnera ?

·       Durée :  25 min 

·       Taille du groupe : 6–8 élèves

·       Objectif : découvrir les microfluidiques et les propriétés des liquides.

Les élèves conçoivent une piste de course pour leurs gouttes d’eau colorée.

·       Mission : choisir la couleur et la viscosité du liquide, créer un parcours avec obstacles et observer la vitesse des gouttes.

·       Conclusion : comprendre que les liquides se comportent différemment selon leur composition, comme dans le corps humain ou dans l’environnement.