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Système de pollinisation avec poulies

Fabriquez un système qui servira à polliniser les plantes dans la station spatiale lunaire Gateway. Votre système doit comprendre au moins un mécanisme simple avec des poulies. Mais il peut y avoir d'autres mécanismes aussi : à vous de décider!

Niveau scolaire

6e année à secondaire 2

Version textuelle de l'infographie Processus de conception en ingénierie

Processus de conception en ingénierie

  • Problème ou défi
    • Définis le problème
    • Identifie les contraintes et défis de conception possibles
    • Remue-méninges pour penser à plusieurs solutions au problème
    • Sélectionne la solution la plus prometteuse
    • Prototype la solution
    • Teste et évalue ton prototype
    • Revois ton prototype afin de l'améliorer
    • Communique ta solution

Infographie intitulée « Processus de conception en ingénierie ». (Source : Agence spatiale canadienne [ASC].)

Définir

Nous nous préparons à aller sur la Lune et, un jour, sur Mars, alors nous devons mieux comprendre comment faire pousser des plantes comestibles pour se nourrir dans l'espace et sur d'autres planètes.

Certaines plantes ont besoin d'être pollinisées pour produire des fruits ou des légumes. Le vent peut transporter le pollen d'une plante à une autre. Des insectes et des oiseaux aussi : quand ils se posent d'une fleur à l'autre, ils transfèrent le pollen entre les fleurs. Le bourdon, par exemple, est un excellent pollinisateur, car il va jusqu'au milieu de la fleur.

Dans l'espace, il n'y a ni vent, ni insectes, ni oiseaux. Des scientifiques canadiens essaient de trouver comment faire pousser des fruits et légumes frais et aussi des céréales dans l'espace pour nourrir les astronautes. Il faudrait des systèmes pour polliniser les plantes qu'ils feront pousser dans leur vaisseau spatial ou sur d'autres planètes.

Identifier

La pollinisation, qu'est-ce que c'est et comment est-ce que ça fonctionne? La pollinisation, c'est quand les graines de la partie mâle d'une fleur vont sur la partie femelle d'une autre fleur. La partie femelle sera alors fertilisée, c'est-à-dire que la fleur produira donc un fruit. Sans pollinisation, il n'y a pas de fruits ou de plantes.

Des scientifiques essaient de voir comment des technologies, comme des robots ou l'intelligence artificielle, peuvent aider à la pollinisation dans l'espace.

Gardez à l'esprit que les plantes peuvent se polliniser seulement si elles sont de la même espèce. La plupart du temps, une plante ne peut pas se polliniser elle-même : il faut plusieurs plantes qui se pollinisent les unes les autres. C'est ce qui s'appelle « pollinisation croisée ». Votre défi sera de concevoir un système de pollinisation qui aidera les scientifiques à trouver des façons de faire pousser des plantes comestibles dans l'espace.

Matériel suggéré

Version textuelle de l'infographie de quelques techniques de découpage et pliage de carton

Quelques techniques de découpage et pliage de carton

  • Collerette
  • Renfort en L
  • Languettes
  • Fente + fente
  • Fente + languette
  • Ficelle

Quelques techniques de découpage et de pliage de carton. (Source : ASC.)

Faire un remue-méninges

Mécanismes simples

  • Quelles sont les parties importantes d'une poulie?
  • Quelle serait l'utilité des poulies dans votre système de pollinisation?
  • Pouvez-vous intégrer d'autres mécanismes simples dans notre conception?
  • Quelles sont les différences entre les mécanismes simples et les mécanismes complexes?
  • Pensez à des fois où vous auriez vu des mécanismes simples en action. Vous rappelez-vous où c'était? Par exemple, sur un chantier de construction, dans un port, dans un atelier de mécanique.
  • Quelles sont les ressemblances et les différences entre les mécanismes simples et les mécanismes complexes?

Pollinisateurs

  • Les pollinisateurs, qu'est-ce que c'est?
  • Pourquoi sont-ils importants? Que font-ils?
  • Quand on fait un pique-nique, on apporte toute la nourriture qu'on va manger. Est-ce que les astronautes peuvent faire la même chose quand ils partent en mission spatiale? Imaginez qu'il faut planifier toute la nourriture pour un voyage de trois mois ou plus et l'entreposer à bord de votre véhicule? Qu'est-ce que vous apporteriez?
  • Comparez les machines simples et votre système de pollinisation. Qu'est-ce qui pourrait reproduire la pollinisation que fait l'insecte ou l'oiseau? Est-ce qu'on peut développer un système qui permettrait de transférer le pollen d'une fleur à l'autre?
  • Comment pouvez-vous produire du vent ou reproduire le processus de pollinisation à l'aide de technologies, comme des robots?
  • Comment les matériaux que vous avez à votre disposition affectent-ils vos possibilités de conception?

Sélectionner

Après votre remue-méninges, choisissez l'idée qui vous semble la meilleure et essayez de la dessiner sur du papier. Identifiez les caractéristiques importantes et déterminez les matériaux dont vous aurez besoin.

Faire un prototype

Exemple d'une poulie utilisée dans un système de pollinisation. (Source : ASC.)

Exemple d'un système de pollinisation avec deux poulies. (Source : ASC.)

Construisez un système de pollinisation avec des poulies.

  1. Votre système doit pouvoir polliniser au moins deux fleurs. Décidez de la distance entre vos plantes.

    Si vous n'avez pas de vraies plantes, ce n'est pas grave, vous pouvez en fabriquer en carton pour tester votre système de pollinisation.

  2. Concevez et construisez votre système sans oublier que les poulies doivent servir à transférer le pollen d'une plante à l'autre.

    Vous pouvez utiliser une corde ou une ficelle pour votre système de poulies pour la pollinisation croisée (transport du pollen d'une fleur à l'autre). N'oubliez pas que la longueur de votre corde devra être un peu plus de deux fois plus longue que la distance entre vos plantes.

    Qu'allez-vous utiliser pour polliniser les fleurs? Utiliserez-vous un bâtonnet, une boule de coton ou quelque chose d'autre?

  3. Quand vous ferez fonctionner le mécanisme, soit en faisant tourner une poulie, soit en tirant sur la corde ou la ficelle, le dispositif de votre système qui sert à polliniser ira de plante en plante et commencera la pollinisation.

  4. Une fois que vous avez fini de construire votre système, assurez-vous qu'il est stable. Vous devrez peut-être le renforcer avec des supports pour qu'il ne tombe pas.

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