Le cycLe du carbone - Education

1 Voie g n rale Enseignement - Minist re de l ducation nationale et de la Jeunesse - Mai 20201 Retrouvez duscol surEnseignement scientifique2de1reTleInformer et accompagner les professionnels de l ducationcommunEnSEIGnEmEnTvoie g n raleLe cycLe du carboneMots-cl sDioxyde de carbone , combustibles fossiles, photosynth se, respiration, missions anthropiques de CO2R f rences au programmeTh me 1 Science, climat et soci t L atmosph re terrestre et la vieSavoirsLe carbone est stocke dans plusieurs re servoirs superficiels : l atmosph re, les sols, les oce ans, la biosph re et les roches. Les e changes de carbone entre ces re servoirs sont quantifie s par des flux (tonne/an). Les quantit s de carbone dans les diff rents r servoirs sont constantes lorsque les flux sont quilibr s. L ensemble de ces changes constitue le cycLe du carbone sur un sch ma repr sentant le cycLe biog ochimique du carbone pour comparer les stocks des diffe rents re servoirs et identifier les flux principaux de carbone d origine anthropique ou gorie de ressourceSch mas de synth seUne ressource produite en partenariat avec l Office for Climate Educationvoie g n rale Enseignement - Minist re de l ducation nationale et de la Jeunesse - Mai 20202 Retrouvez duscol surDocument : trois sch mas du cycLe du carboneRepr sentation du cycLe du carbone par le GIEC en 2014Ce sch ma, extrait du rapport du groupe de travail 1 du GIEC dat de 20141 pr sente le cycLe du nombres indiqu s au niveau des r servoirs d signent le stock de carbone , en gigatonnes (rappel : 1 Gt = 1 x 109 tonnes) de carbone .

2 En noir, figurent les valeurs estime es pour l re pre industrielle, et en rouge les modifications cumule es lie es aux activite s anthropiques depuis le d but de l re fl ches noires indiquent des flux naturels de carbone tandis que les fl ches rouges indiquent les flux lie s aux activite s anthropiques. Les nombres figurant c te des fl ches de flux sont en gigatonne par une le gende exhaustive, voir le document original (Rubrique pour aller plus loin )1. Rapport AR5 - 2014voie g n rale Enseignement - Minist re de l ducation nationale et de la Jeunesse - Mai 20203 Retrouvez duscol surRepr sentation didactis e du cycLe du carboneD apr s la Banque de sch mas SVT Acad mie Dijon, avec les donn es du GIECLes flux naturels sont pr sent s en noir et les flux anthropiques en rouge. Les valeurs sont donn es en gigatonnes de carbone pour les r servoirs, et en gigatonnes par an pour les nombres en rouge dans le re servoir atmosphe rique correspondent aux modifications anthropiques cumul es depuis le d but de l re industrielle.

3 Les nombres en rouge indiqu s entre parenth ses au niveau de certains flux indiquent les perturbations anthropiques moyennes, entre les ann es 2000 et donne es ont e te mises jour et simplifie es, en se basant sur les valeurs pre sentes dans le rapport AR5 du GIEC de 2014, pre sente es pre ce g n rale Enseignement - Minist re de l ducation nationale et de la Jeunesse - Mai 20204 Retrouvez duscol surSch ma simplifi du cycLe du carboneD apr s la Banque de sch mas SVT Acad mie DijonPistes d exploitation p dagogiqueUn sche ma simplifie et peu le gende du cycLe du carbone , peut tre utile pour amener les e l ves comprendre des repre sentations plus complexes. partir de ce sch ma, on peut leur proposer de r aliser des manipulations simples pour mettre en vidence des mouvements de CO2 entre certains r servoirs, et nommer les me canismes biologiques ou chimiques mis en jeu.

4 Ils remobilisent ainsi les acquis des classes ante rieures : P et R : e changes de CO2 par photosynth se et respiration qui peuvent tre re ve le s l aide de sondes relie es une interface ExAO, ou plus simplement d eau de chaux ou d autres indicateurs color s (Rouge de Cr sol par exemple). D : dissolution de CO2 dans l eau, sous la forme de dioxyde de carbone dissous CO2(aq), d ions hydrog nocarbonate HCO3 (aq), d ions carbonate CO23 (aq). C : e mission de CO2 lors de la combustion de mati re organique (mise en vidence avec de l eau de chaux). D autres me canismes e metteurs de CO2 peuvent tre mis en e vidence : fermentation* d un tre vivant, par exemple les levures de la levure de boulanger ; action de l acide sur un morceau de *Remarque : certaines fermentations (notamment celle se de roulant dans le syst me digestif des ruminants) entra nent une lib ration de m thane (CH4 ) et non de compl ment de ce travail, une tude de donn es chiffr es (par exemple issues des rapports du GIEC), am ne distinguer les re servoirs et les flux, comparer les valeurs sur des temps courts ou longs, appr hender la complexit des changes et des m canismes qui entrent en jeu.

5 On am ne ainsi les e l ves interpre ter correctement les informations repr sent es sur des sch mas plus complexes du cycLe biog ochimique du carbone (B ou A par exemple).voie g n rale Enseignement - Minist re de l ducation nationale et de la Jeunesse - Mai 20205 Retrouvez duscol surEn compl ment le site M t o-France propose une vision anim e du cycLe du animation poss de l avantage de pr senter le cycLe de mani re dynamique, mais e galement deux e chelles de temps diffe rentes, puisque les cycles long et court termes sont tous les deux explicit s. Cela permet galement de voir de fa on distincte le cycLe naturel et ce m me cycLe perturbe par les activite s anthropiques, depuis le de but de l re industrielle. Un quizz pre sent la fin de l animation offre e galement la possibilite de faire r fl chir les l ves au fonctionnement de ce et points d attentionL un des objectifs du programme d enseignement scientifique en terminale est de faire comprendre la complexite du monde dans lequel nous vivons.

6 L e tude du cycLe biog ochimique du carbone , illustre parfaitement cette complexit du r el tant les interactions entre les diffe rents re servoirs sont nombreuses, lie es des me canismes vari s, et volutives au cours du sur le cycLe du carbone permet de croiser les champs disciplinaires de la biologie, et de la physique-chimique et d en montrer la comple mentarite . Par ailleurs, en e tablissant le lien entre cycLe du carbone et la the matique de l e nergie ( nergie, choix de de veloppement et futur climatique), comme le sugg re la rubrique Histoire, enjeux, et de bats du programme, on motive davantage les e l ves car on ouvre sur des questions ancre es dans l actualite et le de bat g n rale Enseignement - Minist re de l ducation nationale et de la Jeunesse - Mai 20206 Retrouvez duscol surIl existe de nombreuses repr sentations du cycLe du carbone , plus ou moins didactis es et simplifie es.

7 On peut choisir parmi elles une version simplifie e, pour qu elle soit compre hensible par le plus grand nombre d e l ves mais en veillant sa rigueur scientifique. L important est d amener chacun connaitre les principaux re servoirs de carbone sur Terre, l origine des flux, les m canismes responsables des changes, et en quoi les activit s humaines impactent ce cycLe de mani re irr versible sur le court terme. tudier l impact anthropique sur le cycLe du carbone contribue une e ducation au de veloppement durable (EDD), dont la finalite est de permettre tous les e l ves, futurs citoyens, d appre hender la complexite du monde dans ses dimensions scientifiques, thiques et civiques, pour pouvoir faire des choix clair s et adopter des comportements responsables. L enjeu de l tude du cycLe du carbone est la compr hension des d bats de socie te autour de la the matique du changement climatique et des moyens, l e chelle individuelle ou collective, de limiter les modifications climatiques venir.

8 Les e l ves ayant choisi la spe cialite SVT s appuieront sur les acquis de l enseignement scientifique pour tudier les climats du pass sur des chelles de temps plus importantes, et illustrer sur des exemples varie s la comple mentarite entre atte nuation et adaptation, entre de marche individuelle et d marche collective, et entre politiques nationales et internationales, pour faire face au re chauffement aller plus loinRe sume pour de cideurs politiques du rapport AR5 du GIEC, en fran aisEn anglais extrait de la publication du GIEC avec les sch mas des cycles bioge ochimiques et leur analys