Muséologie : le rôle de l’expérimentation interactive

Colloque organisé par Marc Fermigier et Étienne Guyon du 28 septembre au 4 octobre 2000

 

Participants

Marie-France BACCHIALONI (Rectorat de l’académie de Nice), Marcel BENARROCHE (Centre de culture scientifique et technique industriel, Marseille), Patrick DEMOUGEOT (Rectorat de l’асadémiе de Nice), Richard-Emmanuel EASTES (École normale supérieure, Paris), Roland FAURE (Institut universitaire des systèmes thermiques industriels, Marseille), Marc FERMIGIER (Laboratoire PMMH ESPCI, Paris), Dominique FERRIOT (Musée des arts et métiers (CNAM), Paris, Étienne GUYON (S.F.P., Paris), Yves JANIN (Ébullisciences, Vaulx-en-Velin), Patrice JENFFER (Université Paris-Sud, Orsay), Henri LATREILLE (Ébullisciences, Vaulx-en Velin), Olivier POULIQUEN (Institut universitaire des systèmes thermiques industriels, Marseille), Christiane SABOURAUD (Université Pierre-et-Marie-Curie, Paris), Janine THIBAULT (Université Pierre-et-Marie-Curie, Paris), Hervé TНIS (Collège de France), Mustapha WAFRA (Association nationale des Petits Débrouillards, Paris), Eduardo WESFREID (Laboratoire P.М.M.Н. E.S.P.C.I., Paris).

 

Introduction

“La ciencia y el arte debien incluirse en la canasta faтiliar” (Gabriel García Márquez)

Cette rencontre réunissait une quinzaine de participants, ensei­gnants, chercheurs et ingénieurs de l’Université, animateurs dans des centres culturels scientifiques et personnalités intéressées par la médiation scientifique.

Elle avait été préparée au cours d’un premier week-end en octo­bre 1999 aux Treilles, réunissant plusieurs participants. Ceux-ci avaient alors fait le constat de l’insuffisance du transfert d’expérien­ces, de recherches et de nouveaux savoirs vers le grand public, au moment même où l’on constate un renouveau de sujets d’étude impliquant des échelles de taille aisément accessibles à l’observation et à l’expérimentation. Cette physique mésoscopique est souvent en relation avec des phénomènes courants, ce qui favorise a priori le passage de la recherche vers la vulgarisation.

La première rencontre avait permis de déterminer les diverses classes d’intervenants qui seraient invités à la rencontre suivante (auxquels s’ajouteraient les démonstrateurs, « complices », chargés d’exposés, accompagnant les présentations), de cerner les motiva­tions (mise en « appétit de science ») et de définir les objectifs. La présente rencontre s’est attachée à suivre ces directives par une démarche concrète : des expériences ont été montrées par quasi­ment tous les intervenants, discutées, critiquées, mises en regard de l’actualité scientifique. Nous avons examiné les conditions de leur application et leur intérêt pour différents publics allant de très jeu­nes (on a beaucoup parlé des associations Graines de chimistes, Les Petits Débrouillards ainsi que de La Main à la pâte, et de la salle de découverte Ébullisciences à Vaulx-en-Velin) aux jeunes non dirigés visitant les musées et centres de culture scientifique et technique (CCST), aussi bien qu’au public scolaire, captif, ou tout public curieux.

Nous avons enfin envisagé la possibilité de transfert de ces pro­jets aux divers niveaux scolaires, sans toutefois chercher à remettre en cause les programmes scolaires actuels.

Les conditions de transfert au système éducatif (via le CNDP ou le réseau Éducnet), l’effet de l’arrivée des travaux personnels enca­drés (ТРЕ) ainsi que les réseaux existants (ou à créer) ont pu être largement discutés grâce à la visite de deux inspecteurs de l’acadé­mie de Nice (sciences physiques et sciences de la vie et de la Terre). La possibilité de définir des projets interdisciplinaires que devraient favoriser les ТРЕ a semblé pouvoir être retenue parmi les thèmes abordés au cours de ce colloque.

La relation actuelle Université — IUT (malgré le U!) a été jugée insuffisante.

La préoccupation des participants face à la baisse d’intérêt des jeunes pour les sciences et la nécessité d’une mise en culture large des sciences et des techniques ont été au cœur du débat.

Il fallut malheureusement noter l’absence de responsables des deux grands musées des sciences nationaux, qui avaient été pour­tant très sollicités, absence heureusement en partie corrigée par la présence de Madame Dominique Ferriot, responsable de la réno­vation du musée du Conservatoire national des arts et métiers (CNAM) et nouvelle responsable de la mission de la culture et de l’information scientifiques et techniques et des musées du Ministère de la Recherche. Le constat de ces absences fit que l’on trouva sans doute plus réaliste (malgré les disparités budgétaires) d’élaborer la réflexion et les projets en partant des plus petites structures bien identifiées, comme les centres de culture scientifique et technique.

 

Compte rendu

Présentations

L’objet du colloque a été présenté par les responsables, M. Fermigier et E. Guyon. Ce dernier a évoqué les conditions dans lesquelles le transfert et la nécessaire transposition d’expériences pouvaient êtrе faites (simplicité de message et d’ensemble, еxpеri­mentum crucis, robustesse mais aussi intelligibilité ; dramatisation et attractivité; lisibilité).

Par ailleurs, la nécessité d’un « livre de recettes » (tel que les cook­books de l’Exploratorium de San Francisco) accompagnant chaque expérience a été confirmée pendant la présentation de plusieurs d’entre elles.

Benarroche a développé le point de vue d’un responsable de CCST sur un certain nombre d’expériences simples et classiques comme celle de la chaîne des boules suspendues (« berceau de Newton »), qui donne lieu à des interprétations simples mais peut être aussi rapprochée de problèmes plus subtils et très actuels (for­ces de contact dans les empilements granulaires). Le refus des boî­tes noires a été mis en avant. M. Benarroche souligne la distinction entre le rôle de médiation et celui d’enseignement, en dégageant toutefois l’importance d’une démarche concrète de mise en œuvre de techniques et d’apprentissage qui sera développée par ailleurs.

1. Quelques exemples d’objets de réflexion scientifique

Quatre thèmes scientifiques avaient été retenus, pour en exami­ner les différents aspects de leur transposition recherche-musée.

1) M. Fermigier présente le thème de la mécanique des fluides, à travers des expériences simples. C’est une des rares branches de la physique dans laquelle l’activité de recherche passe encore par une observation directe des phénomènes. On en a la démonstration dans la galerie de photos présentées au congrès annuel de la Société américaine de physique et dont les plus belles sont publiées dans la revue Physics of Fluids. La mécanique des fluides intervient directe­ment dans des domaines qui nous touchent de près, comme par exemple la santé (écoulement sanguin) et l’environnement (météo­rologie, pollution). Les échelles des phénomènes sont telles qu’el­les sont facilement accessibles à l’observation sans instrument d’op­tique.

La visualisation des écoulements est également un élément important utilisé dans l’enseignement. La National Science Foundation américaine avait financé, i1 y a vingt-cinq ans, une remarquable série de films pédagogiques. Très récemment, un col­lèguе de Stanford a repris cette idée, mais sur un support moderne de CD-ROM interactif. Nous participons à l’édition française de ce premier CD-ROM avec le soutien du ministère de la Recherche, et au développement de futurs modules d’une encyclopédie multimé­dia de la mécanique des fluides.

Il faut reconnaître que l’attrait visuel et la fascination du mou­vement sont contrebalancés par certaines difficultés conceptuelles. Comment faire comprendre, par exemple, que l’air est un fluide vis­queux et que sa viscosité est finalement responsable de la traînée aérodynamique exercée sur une voiture ou un avion?

2) On peut rapprocher cette présentation du thème développé par E. Wesfreid sur « Instabilités et chaos », thème sur lequel un projet intermusées européen a été mené il y a près de dix ans avec sa participation et celle de E. Guyon. L’intervenant a dégagé l’uni­versalité de certains concepts comme l’organisation spatio-tempo­relle, l’imprévisibilité, la sensibilité aux conditions initiales à travers des projets expérimentaux variés et souvent très captivants.

Il serait intéressant, comme cela avait été recommandé avec insistance à la direction du CEA, de reprendre la remarquable série d’expériences grand public réalisées à Saclay par Pierre Bergé (t) et son équipe. Ces expériences, qui présentent des caractéristiques claires, devraient être reproduites et diffusées, le chercheur pouvant illustrer l’élaboration d’un produit jusqu’au stade du prototype avec ses conditions de réalisation et en intégrant l’environnement scien­tifique. De son côté, le responsable d’exposition devrait prendre en compte l’intégration éventuelle de son projet dans un programme global.

3) Le thème « Chimie » a été présenté par l’enseignant-cher­cheur E. Eastes, avec la volonté d’abord d’émerveiller, de susciter l’intérêt en refusant néanmoins « la magie » lorsque les composan­tes « informations » ou « explications » semblent plus difficiles à intégrer. E. Eastes a montré, entre autres, des expériences de photo­luminescence particulièrement spectaculaires.

Les conditions d’expériences en libre-service sont difficiles à réaliser, sauf dans certaines expériences réversibles, en flux continu et en électrochimie. Il apparaît utile de mieux s’informer sur l’im­portant programme européen mis en place par le Deutsches Museum et d’autres musées (Helsinki, Winterthur).

En tout état de cause, le mot « interactivité » est la clé qui per­met une graduation entre la vraie expérience en libre-service non contrôlée, l’expérience presse-bouton et la démonstration par un présentateur, du type de celles mises en place en premier lieu au Palais de la découverte lors de sa création.

La présentation par Janine Thibault du programme Gaines de chimistes entreprise dans les années 1970 à Poitiers avec Maurice Gomel, reprise au Palais de la découverte en 1990 et toujours très active, a soulevé l’enthousiasme de chacun par le travail d’ateliers de jeunes. Le choix heureux d’expériences, la méthodologie et l’ap­prentissage d’une pratique expérimentale où la notion de sécurité n’exclut pas le spectacle et le jeu, toutes ces composantes sont bien présentes. Le projet Chimirama vise à une évaluation objective de tous les sites où sont présentes les expérimentations chimiques.

Hervé This nous a présenté une nouvelle fois des recettes sim­ples de cuisine, illustrant sa démarche d’apprentissage à partir de la « gastronomie moléculaire », qui permet de dégager des notions simples de chimie et de physico-chimie. Tout cela est bien dans l’esprit de la « matière molle » et des « systèmes moléculaires organisés », des champs de recherche très actuels dans le monde méso­scopique.

4) Le quatrième thème est celui des « Milieux granulaires », un autre sujet actuel de recherches très vivantes, en particulier en France. Olivier Pouliquen, chercheur à Marseille, a présenté un superbe ensemble d’expériences, tout à la fois spectaculaires et ori­ginales (pas encore toujours bien comprises) et permettant un aller et retour entre des observations en sciences de la nature et en génie des procédés, et des expériences modèles. L’état granulaire étudié en relation avec les états physiques classiques de la matière apparaît néanmoins bien original, comme on peut déjà le voir dans l’obser­vation de l’écoulement dans un sablier ou lors d’avalanches, ou dans l’étude de la ségrégation dans les mélanges. Le thème apparaît comme l’un des plus riches pour « tester » la capacité du groupe à développer un projet d’exposition commun, qui est présenté par E. Guyon et qui pourrait se transformer en un projet franco-chilien en relation avec deux CCST. Un ensemble d’expériences, bien adaptées à une exposition et déjà réalisées dans plusieurs centres de recherche en France (Marseille, Rennes, Paris), a été défini.

2. Autres exemples d’animations scientifiques

Sous cet angle, une série d’expériences intrigantes, utilisées à Ébullisciences, ont été âprement discutées (cylindres tournants par­tiellement remplis de sable). Un autre projet décortiqué a été celui de la formation des dunes sous-marines, couplant des problèmes d’écoulements fluides et de mouvements granulaires collectifs.

Christiane Sabouraud a présenté le projet du site Internet Géomanips, déjà bien avancé, concernant les « Sciences de la Terre ». Géomanips sélectionne des thèmes dans ce domaine susceptibles d’ê­tre illustrés par des expériences relativement faciles à mettre en oeuvre dans des établissements scolaires ou de culture scientifique. Le fil directeur du site CNRS puis du CD-ROM sera expérimen­tal : nous irons de l’expérience du chercheur (avec son contexte : cadre théorique global, interview cernant la question étudiée, docu­ments sur le réel, terrain et roches, films de la préparation, films de l’expérience) jusqu’à l’expérimentation plus aisée que peuvent réali­ser des animateurs (contexte rédigé en termes simples, illustrations, recette précise). Le thème traité en 2000 est celui de l’extension (fossés d’effondrement, ouverture océanique).

Le thème « Musée des techniques » est présenté par D. Ferriot, autour de l’exemple de la rénovation du Musée national des arts et techniques. Des documents accompagnant les objets de collection et des maquettes ont été présentés. La première série, sous forme d’images mobiles 3D, est généralement bienvenue. La nécessité de démonstrations sur modèles simplifiés, copies et animations a été discutée. Il serait sans doute également intéressant, à propos d’ob­jets d’étude particuliers, d’en profiter pour introduire une culture scientifique élémentaire. Un exemple est celui du développement de l’aviation. Le musée du CNAM possède certains des premiers avions (Ader, Blériot). La construction de ces prototypes s’est faite à une époque où de nouveaux concepts (couche limite, par exem­ple) apparaissaient en mécanique des fluides.

3. Relation entre les animateurs et leurs publics

Enfin, un dernier volet de la rencontre a consisté en une pré­sentation par les responsables présents des conditions d’existence et de travail avec les jeunes de leurs structures.

P. Jenffer a montré sur l’exemple du « DEUG à l’université Paris­Sud-Orsay » la notion de projet expérimental et le transfert réalisé sur des musées de science (Palais de la découverte, La Villette) ainsi que l’exposition des étudiants aux centres de recherche et aux salons de science.

H. Latreille et Y. Janin ont décrit leur expérience dans la salle de découverte Ébullisciences qu’ils ont illustrée par de nombreux ensembles expérimentaux excitant la curiosité et l’interrogation de très nombreux jeunes, souvent de milieu défavorisé. Le rôle des jeunes mis en position de chercheurs (qui est essentiel) a été exa­miné ; il pose le problème du niveau scientifique que doivent pos­séder les animateurs et surtout celui de leur motivation. Il a été décidé de se retrouver sur des sites en situation réelle avec des jeu­nes pour poursuivre cette analyse.

M. Wafra a présenté l’association Les Petits Débrouillards, qui a connu un très important développement au niveau national depuis son introduction i1 y a quinze ans (500 animateurs, 50 permanents, 400 clubs). Les projets tendent à la fois à une sensibilisation en par­tant d’expériences existantes, mais aussi à une phase de création et d’exposition par les jeunes eux-mêmes. Il est tout à fait imaginable de les exposer à des expériences de recherche en cours d’étude dans certains domaines.

Il apparaît clairement qu’une bonne connaissance mutuelle des organismes d’animation (parmi lesquels Graines de chimistes pré­senté plus haut) est nécessaire. La Main à la pâte peut aussi être un contact précieux (cela a été le cas pour Ébullisciences, mais malheu­reusement pas pour Graines de chimistes, ce qui est bien difficile à comprendre!)

Actions et recommandations

Un des buts premiers de ce groupe de travail est le développe­ment des relations entre chercheurs et médiateurs de la culture scientifique. Au-delà des contacts personnels noués lors de cette rencontre, il est essentiel d’établir un réseau plus dense. L’un des moyens d’y parvenir est l’utilisation d’Internet et le développement d’un site d’échange d’informations, un peu dans l’esprit de celui développé pour La Main à la pâte. Nous avons ébauché le contenu de ce site. Dans un premier temps de développement, il sera un moyen d’échange pour le groupe. D’ici quelques mois, une fois son contenu suffisamment développé, il sera mis à la disposition de la communauté des médiateurs et des enseignants. On y trouvera, en particulier, des indications pratiques (matériaux, modes opératoi­res) sur la réalisation d’expériences démonstratives, des liens vers les centres de recherche, des possibilités de contact avec les cher­cheurs et les enseignants-chercheurs. Le site Géomanips, dont Christiane Sabouraud assure le développement, est un autre exem­ple de l’utilisation d’Internet pour la diffusion de la culture scienti­fique.

Comme nous l’avons mentionné ci-dessus, la réalisation d’une exposition autour du thème des milieux granulaires est un moyen d’appliquer notre démarche. Nous avons déjà bien avancé la conception de cette exposition, sous l’impulsion de M. Benarroche, puis de M. Darche. Les thèmes en seront : géométrie des empile­ments, état solide (statique des tas de sable, silos), écoulements (sabliers, avalanches), mélanges fluide/grains (dunes, transport éolien, rides sous-marines). Cette exposition doit être mise en place dans un CCST (par exemple Rennes ou Marseille) et fait l’objet d’une collaboration internationale (programme du Conycit chilien). La conception et la réalisation des premiers prototypes sont confiées à plusieurs laboratoires universitaires (Marseille, Orsay, Paris, Saclay, Santiago).

L’implication des chercheurs et enseignants-chercheurs dans les activités de vulgarisation nécessite évidemment que ces activités soient pleinement reconnues dans l’évaluation de ces chercheurs et prises en compte dans leur carrière. En dépit des discours tenus dans ce sens par la quasi-totalité des responsables de commissions de spécialistes, force est de constater qu’il n’en est rien en pratique. Un travail de « lobbying » est donc nécessaire sur ce plan. Nous comptons intervenir dans les sociétés savantes, en particulier la Société française de physique, présidée par l’un d’entre nous, pour inciter nos collègues à s’investir beaucoup plus dans la diffusion de la culture scientifique et pour faire reconnaître cette activité comme partie intégrante de la mission des universitaires.

Du côté des musées de sciences et techniques, dont le musée du CNAI est l’un des exemples les plus remarquables, construits autour de collections et avec une présentation axée sur l’histoire des techniques, nous pensons qu’il est utile d’accompagner cette présentation historique par une présentation du développement scientifique.

Une suite fructueuse a été donnée au projet élaboré aux cours de la réunion qui visait à rapprocher les résultats de la recherche expérimentale de la réalisation d’expositions interactives pour le grand public et pour les jeunes.

Le projet initié avec Marcel Bennaroche président du centre de culture scientifique de Marseille a été poursuivi après son décès, avec Mme I. liard qui lui a succédé à cette direction, Michel Darche directeur du CCSTI d’Orléans et dans une réalisation parallèle à Santiago du Chili coordonnée par Francisco Melo. L’exposition” milieux granulaires “, conçue aux Treilles , compor­tant une quinzaine de secteurs d’expériences interactives est pré­sentée comme exposition permanente depuis trois mois au grand musée de sciences de Santiago ” Mirador ” sur 250 mètres carrés et connaît un large succès. Elle sera présentée à la rentrée 2003 dans la nouvelle ” Agora des sciences ” sur la cannebière et à Orléans. Simultanément, un certain nombre de produits dérivés et une exposition itinérante sont en cours de réalisation.

La réflexion conduite aux Treilles a aussi été très utile dans la mise en place d’un ” espace des sciences ” à l’ESPCI (Paris) ouvert au public parisien, conçu à l’initiative de P.G. de Gennes, dans la transposition d’une douzaine d’expériences de recherches actuelles de ses laboratoires.

 

 

 

 

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