Comment ça marche un appareil photo ?

École élémentaire la Chapelle - Freyming-Merlebach (57)
CM2 - 23 élèves

 

Thème du projet : Le fonctionnement d’un appareil photographique

Objectif pédagogique :
Pratiquer la démarche expérimentale. Comprendre et modéliser le fonctionnement d’un appareil technologique : l’appareil photographique.
Développer la curiosité, la créativité, l’esprit critique et l’intérêt pour le progrès scientifique et technique.

Sujet et problématique :
Comment et pourquoi une image se forme dans un appareil photo ?
Peut-on jouer sur la qualité de cette image ?

Démarche d’investigation :

  • Observation et manipulation d’appareils photographiques anciens et récents.
  • Fabrication d’un ancêtre de l’appareil photographique : le sténopé.
  • Recréation de l’expérience originelle de la chambre noire.

Observations :

Observation 1 : 
Points communs (et différences) de toutes sortes d’appareils photo, anciens et récents.

Observation 2 : 
Une image se forme au fond de l’appareil photo, dessinée par la lumière, de façon presque "magique".

Observation 3 : 
La qualité de l’image obtenue varie selon plusieurs paramètres (taille du trou, distance, utilisation d’une loupe etc.).

Hypothèses :

Hypothèse 1 :
Un appareil photo est une "simple" boîte noire munie d’un trou qui laisse entrer la lumière.

Hypothèse 2 :
On peut modéliser un appareil photo : fabrication d’un sténopé.

Hypothèse 3 : 
On peut améliorer la qualité de l’image obtenue avec un sténopé.

Recherches :
Recherches documentaires sur les premières expériences photo (Nicéphore Niepce) ainsi que sur l’expérience originelle de la chambre noire (Aristote, Léonard de Vinci).
Tâtonnement sur plusieurs paramètres expérimentaux corrélés (taille du trou, luminosité de l’image, netteté de l’image, distance focale).

Conclusions :
L’appareil photographique, objet technique à priori complexe, est basé sur des principes scientifiques simples. Ce sont les rayons du soleil qui forment l’image, donc comme son nom l’indique, faire de la photographie c’est littéralement "dessiner avec la lumière". 
On peut jouer sur la qualité de l’image obtenue, la rendre plus ou moins nette et/ou plus ou moins lumineuse.


Difficultés rencontrées et Anecdotes :
  • L’obscurcissement d’une salle de classe pour récréer l’expérience de la chambre noire a été long et épique ! D’un jour à l’autre certains panneaux en cartons tombaient des fenêtres alors qu’on en accrochait d’autres... Le budget scotch se compte en plusieurs dizaines de mètres !
  • Assez difficile de photographier les images obtenues dans la chambre noire, et quasiment impossible de le filmer pour retraduire exactement l’expérience réelle vécue par les élèves (il semble qu’il aurait fallu un caméscope ultra sensible).
  • La scène vidéo centrale d’explication de l’inversion de l’image a demandé pas moins d’une quinzaine de prises sur 2 semaine... Les acteurs se sont accrochés et ont fini par y arriver.
  • La préparation en amont du scénarimage, des commentaires et des voix off, le travail d’écriture et d’enregistrement ont demandé un très gros travail à mes élèves de ZEP.
  • La météo très peu lumineuse de ce premier trimestre 2013 a beaucoup joué contre nous, les expériences avec sténopés et surtout la chambre noire nécessitant beaucoup de lumière du jour pour bien fonctionner.
  • La partie montrée dans le film n’est qu’une composante du projet bien plus vaste, qui se poursuit par la question de la captation durable de l’image obtenue. Une grande partie du projet est axée sur la culture humaniste, l’histoire des arts (découverte des premières photographies, étude de photos et photographes célèbres) et les pratiques artistiques (pratique photographique, exploration de thèmes photo).

Apport de ce projet pour l’enseignement des sciences dans sa classe :
  • Pratique concrète, active et motivante de la démarche expérimentale
  • Travail expérimental sur des variables corrélés (taille du trou, flou et luminosité de l’image)
  • Travail sur le langage, l’écriture, le compte-rendu, pour recréer et rapporter une expérience scientifique vécue
Apports de ce projet pour l’enseignement des TICE et de l’éducation à l’image :
  • Les outils numériques ont pris tout leur sens : préparation et écriture des textes sur ordinateur ou tablette tactile, recherches Internet, filmage, montage et enregistrements audio.
  • Filmage et montage ont été réalisés par les élèves à 90% sur smartphone et tablette tactile.
  • En parallèle du projet de film chercheurs en herbe les élèves ont publié des articles sur le site internet de la classe, ainsi que sur Twitter, pour expliquer la démarche et l’avancement du projet (http://www4.ac-nancy-metz.fr/eco-p-...)
Autres remarques (utilisation des ressources mises à disposition par la plate-forme…) :