La respiration

Manips et animations

Une réalisation d’Ève Barlier, Tiphaine Branca,
Nicolas Brunelle,, Navaneeth Neelakantan
Master I, Didactique visuelle – Haute école des arts du Rhin
associés à Tescelin Ducœur, Camille Huys, Marie Lechner
Licence 3, Sciences de la Vie et de la Terre – Université
de Strasbourg
et Maxence Michaux, Master 2, INSA Strasbourg
Expertise scientifique de Virginie Laurent-Gydé, enseignant-chercheur en biologie animale à l’Université de Strasbourg

Ce dispositif est composé de plusieurs manips et d’une série d’animations audiovisuelles.
L’ensemble de ces supports est pensé et réalisé afin d’être utilisé et manipulé lors d’une séquence pédagogique à destination d’élèves de terminale ou d’étudiants en Licence 1 de Sciences de la Vie et de la Terre. Intégré à une séance de travaux pratiques, il permet de revoir et de compléter les savoirs acquis en cours sur la respiration animale.
Les manips intègrent des capteurs Arduino (capteur ultrason, boutons poussoir, cervo-moteur, chaînes de LEDs colorées).

La respiration
Cette manip visualise les flux d’air lors de la respiration normale, de l’éternuement, puis de la toux. Les conventions de représentation par des chevillards de LEDs colorés de l’oxygène et du dioxyde de carbone sont respectées : l’O2 est en rouge, et le CO2 en bleu.
L’entrée de l’air dans le système respiratoire s’effectue toujours par le nez et la bouche. Dans le cas de la respiration normale, lors de la phase d’expiration comme lors de la phase d’inspiration, l’air circule par le nez et la bouche. Dans le cas de l’éternuement, l’air est violemment évacué par le nez et la bouche. Dans le cas de la toux, le voile du palais pivote et obture les voies nasales afin d’éviter que ce qui doit être évacué par la bouche se retrouve dans le nez.

L'éternuement
Cette manip présente les cellules ciliées, des cellules de la muqueuse nasale qui retiennent les impuretés de l’air avant qu’elles n’atteignent les poumons.
Lorsqu’elles sont saturées, les cellules ciliées transmettent l’information au cerveau, visualisée par des chenillards de LEDs jaunes, qui ordonne alors l’expulsion des impuretés : c’est l’éternuement qui permet de nettoyer les voies respiratoires.

Ce projet a été développé durant l’année universitaire 2018/2019 dans le cadre du projet de recherche « Modèles didactiques – Représenter la nature dans toutes ses dimensions » au sein du cours « Réactivation de modèles didactiques » d’André Bihler et d’Olivier Poncer, avec Nasser Khelifi et Nicolas Schneider de l'atelier léger de la HEAR, Sandra Willauer, designer de contenus didactiques, Thibaut Schell, designer, et Bertrand Boyer, enseignant à l’INSA Strasbourg.
Ce cours associait aux étudiants de l’atelier, des étudiants de la Faculté des Sciences de la Vie de l’Université de Strasbourg et des élèves ingénieurs de l’INSA, pour la création de supports pédagogique par et pour les étudiants.