Comment des micro-organismes peuvent-ils contribuer à produire de l'électricité ? C'est la question au cœur du nouveau projet du Club Sciences « Sciences pour Tous » du lycée Philibert Delorme.

L'idée d'étudier les piles microbiennes est née de premiers essais réalisés il y a deux ans par M. Thabouret, professeur de biotechnologies. Avec l'installation du FabLab STL à la rentrée scolaire et la volonté d'impliquer les élèves du Club Sciences dans un projet expérimental, cette piste a progressivement pris forme et est devenue un projet collectif.

Une pile microbienne est un dispositif qui exploite l'activité de certains micro-organismes capables de transférer des électrons vers une électrode. Ce transfert d'électrons permet de produire un courant électrique et de transformer ainsi une activité biologique en énergie électrique :

_{Schéma simplifié d'une pile microbienne à deux compartiments, séparés par une membrane échangeuse d'ions.}

Comprendre avant de construire

Le projet a débuté par un travail de recherche documentaire confié aux élèves par M. Thabouret. Répartis en petits groupes, ils ont exploré différents aspects des piles microbiennes : les micro-organismes susceptibles d'être utilisés, les mécanismes de transfert des électrons, les matériaux pour les électrodes, les conditions expérimentales ou encore la conception du dispositif.

Ces recherches ont donné lieu à des restitutions collectives au cours de séances du Club Sciences. L'occasion pour chacun de partager ses découvertes et de commencer à construire une compréhension commune du sujet.

Cette semaine, M. Hennino, professeur de sciences physiques et chimiques, est intervenu pour apporter son expertise. Au programme : un rappel théorique des principes de fonctionnement des piles électriques, accompagné de petites manipulations permettant aux élèves de réaliser leurs premières mesures et d'illustrer concrètement les notions abordées. Ces explorations théoriques seront poursuivies lors d'autres séances à travers des manipulations consacrées à la réalisation de piles.

De la recherche à la fabrication : le FabLab au cœur du projet

L'objectif sera ensuite de passer progressivement de la recherche documentaire à la réalisation concrète d'une ou plusieurs piles microbiennes. Les élèves devront imaginer, concevoir et fabriquer des prototypes en s'appuyant sur les équipements et les outils du FabLab STL.

Un FabLab (contraction de Fabrication Laboratory) est un espace collaboratif dédié à la conception et à la fabrication, qui met à disposition des outils et des équipements permettant de passer d'une idée à un objet concret, notamment grâce à la fabrication numérique.

Conception de pièces, choix des matériaux, fabrication et assemblage des différents éléments pourront ainsi être mobilisés pour donner forme aux dispositifs expérimentaux. Le FabLab constituera un véritable espace de conception et de réalisation, au service des expérimentations scientifiques.

Ce projet est donc résolument transversal : il fait appel à la microbiologie, à la biologie, à la physique-chimie, mais aussi à la conception et à la fabrication numérique. Il permet aux élèves de faire le lien entre les connaissances scientifiques, l'expérimentation et les savoir-faire technologiques.

Pour les membres du Club Sciences, l'objectif est aussi de découvrir une démarche de projet dans toute sa richesse : rechercher, questionner, formuler des hypothèses, concevoir, fabriquer, tester et améliorer.

Un projet où les sciences se rencontrent, où les idées prennent forme et où le FabLab devient un véritable outil d'exploration et de création !