Modélisation de notre gerris

Pourquoi une modélisation ?

Notre TPE repose sur l’étude de la flottaison du gerris sur différents milieux (une eau saine ou une eau polluée par des tensioactifs).
Or, l’acquisition de réels gerris était impossible : la période des TPE, allant de septembre à mars, correspondait à une période où les gerris n’étaient plus accessibles : aucun individu actif se trouve sur les bassins lors de cette saison. Pour réaliser les expériences nécessaires à l’élaboration de notre projet, nous avons donc décidé de réaliser un modèle d’un gerris. Un modèle est en quelque sorte une modélisation qui se substitue au réel quand celui-ci est complexe : il permet de le rendre plus compréhensible avec un objet plus concret ; toutefois un modèle reste limité par rapport à la réalité. Notre gerris sera donc un modèle car il est impossible de reproduire un vrai gerris ainsi il comportera des différences avec la réalité.

Afin de comprendre notre démarche pour créer ce gerris vous pouvez lire le compte rendu qui suit ou vous reporter à la vidéo explicative ci dessous.

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Les recherches

En premier lieu, avant de passer à la réalisation manuelle de notre gerris nous avons effectué plusieurs recherches pour découvrir tout les caractéristiques physiques du gerris. Voila un bref résumé des informations que nous avons retenu comme susceptibles de nous servir pour notre modélisation :

• Le gerris est caractérisé par son corps mince mesurant entre 6 et 15 mm.
• Le gerris a une masse maximale d'environ 2g à l'âge adulte.
• Le gerris possède 6 pattes dont 4 munies de poils hydrophobes en contact avec l'eau. Ses pattes sont presque collées à l'eau, elles forment un angle de contact avec l'eau supérieur à 150 degrés.
• Le gerris a une masse maximale d'environ 2g à l'âge adulte.
• Ses pattes frontales sont les plus courtes : elles ont un effet stabilisateur et sont utiles à la prédation ; cependant, ce ne sont pas elles qui permettent son déplacement et elles n’ont aucun contact avec l’eau.

Après avoir trouvé toutes ces informations sur les dimensions du gerris, nous avons réfléchi à un matériau pour réaliser notre modèle.

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Le choix du matériau

En premier lieu nous avions pensé à utiliser du fil de fer, car celui-ci présentait l’avantage d’être léger et donc de peut-être permettre de faire flotter notre gerris plus facilement. Ainsi nous avons coupé, plié et tordu le fil de fer jusqu'à former un X pour les pattes du gerris et le reste du corps.
Cependant, au cours de l’utilisation le fil de fer s’avérait être moins maniable que prévu : nous n’arrivions pas à le plier de manière à ce qu’il soit entièrement plat, pour avoir une surface de contact plane entre le fer et l’eau.

Nous avons donc cherché un nouveau matériau et nous avons pensé à l'aluminium. L’aluminium est un matériau tout aussi léger que le fer mais plus maniable, nous avons donc tenté de lui donner la forme que l’on souhaitait. Cependant, l’aluminium n’était pas assez pratique à faire flotter : il était dur de limiter la surface de contact entre l’aluminium et l’eau tout en conservant un modèle assez solide… l’aluminium en effet était trop fin et trop léger.

Après plusieurs recherches et tentatives nous avons enfin trouvé notre matériau. Nous nous sommes procuré un ancien câble téléphonique. Dedans, plusieurs fils de fer avec une gaine pouvaient nous servir. Ils étaient aussi de cette manière un peu plus hermétique ce qui pouvait être avantageux pour faire flotter notre modèle.

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Les dimensions

Après avoir choisi le matériau qui allait être la base du gerris, nous voulons à présent choisir les longueurs pour passer à la construction. De nombreuses séances ont été consacrées à cette recherche mais seulement la dimension en longueur des pattes médianes du gerris ainsi que la dimension de son corps ont été trouvées. Faute de renseignements assez précis, pour avoir un modèle aux dimensions proportionnelles à celles de la réalité, nous calculons un rapport :

• d’abord, nous prenons comme base la photo d’un gerris trouvé sur un site sérieux  vu de haut pour avoir les mesures les plus précises possibles.

• Après avoir imprimé la photo, nous mesurons la longueur du corps, des pattes avants et des pattes arrières.
• Ensuite, nous sommes parties du principe que le corps d'un gerris est d'environ 1 cm.
• Puis on a calculé le rapport entre la taille du corps de gerris sur la photo et celle en réalité, pour le reporter aux mesures calculées des pattes avants et arrières (dont on ne connaît pas les réelles mesures ).
• Puis nous réalisons notre gerris en multipliant les mesures par 2 de manière à avoir un gerris proportionné même si les mesures ont été multipliées pour avoir un modèle plus facile à manier. Voici le tableau :

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Réalisation

Une fois ce modèle réalisé, nous décidons alors de voir s’il flotte en le posant délicatement sur l’eau d’un robinet dans un cristallisoir. A chaque tentative, le modèle coulait ; c’est pourquoi nous essayions de changer la configuration des pattes (c’est à dire changer l’angle ou agrandir/réduire la surface de contact du fil de fer avec l’eau) pour qu’il flotte, mais toujours aucun résultat…

Nous cherchons donc un autre moyen pour le faire flotter, et nous nous intéressons alors aux techniques de pêche sous les conseils de notre entourage. La technique de la pêche à la mouche semble être pertinente pour notre sujet : les pêcheurs usent d'appâts qui ressemblent à des mouches et qui flottent sur l’eau. Ces imitations sont réalisées avec un hameçon sur lequel sont collés divers matériaux : des poils ou des plumes (ou mousse et matières synthétiques auxquelles on ne s’intéressera pas). Nous cherchons alors à savoir si cette technique ne peut pas être appliquée sur notre modèle et nous allons donc au magasin de pèche à Saint Médard “Le Pic Vert”, pour voir si des mouches sont en ventes ou si les poils/plumes sont à vendre séparément.

Cependant, seulement un type de mouche (vendues par 3)  nous était proposé. Surprises du peu de choix que nous avions, nous avons demandé au vendeur des explications. Il nous a expliqué que cet objet n’était pas très vendu car les pêcheurs préféraient réaliser eux-mêmes leurs mouches.Les matériaux permettant de les fabriquer n’étaient pas non plus disponibles. Pour notre problème le vendeur nous a proposé un fil de nylon qui était hermétique. Nous l’avons acheté, pensant que nous pourrions enrouler quelques brins autour des pattes en fil de fer de manière à remplacer les poils hydrophobes du gerris. Mais cela n’a pas été concluant car nous n’arrivions pas à réaliser quelque chose d’assez précis et à le plaquer contre les pattes : il déséquilibrait le gerris et n’améliorait pas sa flottabilité.

A contre-cœur et après plusieurs essais nous décidons pour nos expériences, d’utiliser un gerris pas tout a fait proportionnel mais tout de même respectueux du poids du gerris ( pas plus de 2g ).Ce gerris est beaucoup plus équilibré, ces pattes arrière et médianes mesurent chacune 3cm et son corps environ 0,8cm. Le fait que la surface de contact soit plus importante et la même entre les pattes avants et arrières rend ce gerris plus stable et donc lui permet de flotter.

Évidemment, nous avons conscience des limites de notre modèle qui ne représente pas tout a fait la réalité (pas de poils hydrophobes, pas l’exacte surface de contact etc..) et nous sommes assez déçues de ne pas pouvoir présenter un gerris digne de ce nom, mais nous allons tout de même réaliser nos expériences avec ce gerris car il flotte.

Pour visualiser l'expérience réalisée avec ce gerris, vous devez retourner à la page précédente.

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