Pollution lumineuse
Le projet pollution lumineuse
8 à 18 ans
classe
Le résumé du projet
Le projet éducatif sur la pollution lumineuse permet aux élèves d'étudier ce phénomène touchant plus de 80% de la population mondiale.
La pollution lumineuse correspond à la présence excessive et gênante de lumière artificielle durant la nuit.
Ces mutiples sources (sur-éclairage, puissance lumineuse trop importante, mauvaise directivité des sources lumineuses, ...) et conséquences (dérèglement du rythme de vie, modification des comportements des espèces nocturnes mais aussi diurnes,...) seront découvertes au fil de ce projet.
Conçu pour les élèves du CM2 à la Terminale, ce projet donne l'opportunité de manipuler des systèmes de mesure et d'assurer le traitement et l'analyse des données récoltées avec un tableur ou bien au travers de la programmation Python afin de caractériser la pollution lumineuse.
La démarche proposée
Cette page propose toute une démarche aux professeurs et aux élèves afin de découvrir et d'appréhender ce phénomène :
- Se documenter grâce à de nombreuses ressources (sites webs, vidéos, publications,...) pour tous les niveaux
- Consulter des images satellites pour avoir une vue globale de ce phénomène
- Utiliser des capteurs pour caractériser la pollution lumineuse autour de l'établissement scolaire par exemple
- Créer une aire éducative gérée par les élèves
- Participer à un défi pour s'engager contre la pollution lumineuse
Le journal introductif
En guise d'introduction, le Journal de la nuit éclairée a été conçu afin de servir de point d'entrée à ce projet :
journal_de_la_nuit_eclairee.pdf (JOURNAL 4 pages)
journal_de_la_nuit_eclairee.pdf (POSTER central)
A l'intérieur, on y découvre qu'une nuit n'est jamais vraiment sombre, ce qu'est la pollution lumineuse et quels sont ses impacts. Ce document se déplie également pour faire apparaître une image de la Terre prise la nuit depuis l'espace, permettant d'observer comment les êtres humains intéragissent avec leur environnement durant cette période.
Ce journal comprend notamment un défi lancé aux classes : s'engager contre la pollution lumineuse !
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Se documenter
De nombreuses ressources existent afin de découvrir le phénomène de pollution lumineuse et tous ses aspects.
Ci-dessous, elles seront regroupées selon leur thématique puis selon leur type (site web, publications, vidéo, etc.)
Ces ressources sont accessibles pour différentes niveaux et certaines ne sont disponibles qu'en anglais (cela sera indiqué).
Découverte générale
Dans cette section, plusieurs ressources externes sont listées afin de servir d'introduction générale pour découvrir le phénomène de pollution lumineuse.
Ces ressources donnent un aperçu global, présentent certains impacts et quelques solutions. D'autres ressources sont listées dans les sections suivantes afin de traiter plus en détails de ces aspects de la pollution lumineuse.
Vidéo et audio
- Conférence de Sébastien Vauclair : "La pollution lumineuse : enjeux, impacts et solutions" (Durée : 1h20)
Durant cette conférence diffusée en mars 2021 , Sébastien Vauclair, fondateur du bureau d'études DarkSkyLab, spécialisé dans la pollution lumineuse, présente ce qu'est la pollution lumineuse (provenance, types), comment elle est mesurée, notamment par les satellites, et ses nombreux impacts sur la biodiversité. Il démontre pourquoi ce n'est pas un phénomène à négliger et comment lutter contre ce dernier.
C'est une première ressource très intéressante pour entrer dans le sujet de la pollution lumineuse.
- Interview audio de Sébastien Vauclair : "La pollution lumineuse continue d'augmenter encore en ce moment." (Durée 6 min)
Cette interview a été réalisée en janvier 2023. Sébastien Vauclair présente rapidement ce qu'est la pollution lumineuse et ce qui la cause. Il présente également quelques uns de ces impacts et quelques solutions.
Du fait de sa courte durée, la présentation est très succincte mais cela permet d'avoir un premier aperçu de ce phénomène.
Ressources visuelles
Cette exposition de l'AFA est constituée de quatorze panneaux disponibles en téléchargement. Chaque panneau est composé d'une photographie et d'un paragraphe permettant de s'interroger quant aux liens entre les êtres humains et la voûte céleste. Certaines affiches sont dédiées à la pollution lumineuse.
De plus, un livret pédagogique est aussi disponible pour accompagner la découverte de l'exposition et propose également d'aller plus loin grâce à la présentation d'activités pédagogiques en lien avec ce phénomène.
Sites et pages internet
Le parc national des Cévennes est une réserve internationale de ciel étoilé (RICE) depuis août 2018 (la seconde en France après celle du pic du Midi de Bigorre).
Le site internet du parc propose plusieurs ressources consacrées à l'environnement nocturne et à la pollution lumineuse.
Une bibliographie commentée d'ouvrages sur la nuit, dont une partie est consacrée à la pollution lumineuse est disponible ici.
Enfin, le guide d'éclairage de la RICE a vocation, en presque vingt pages, "d'être un outil pratique et facilement consultable par les élus pour garantir la mise en place de programmes vertueux de l'éclairage public". Ainsi, il présente ce qu'est la pollution lumineuse, quelles sont ses causes et ses conséquences sur la biodiversité et quelles solutions sont disponibles pour lutter contre ce phénomène. Ce guide est à retrouver ici.
L'IDA est l'association qui descerne les titre de Réserves internationales de ciel étoilé (RICE) comme celle du pic de MIdi de Bigorre, du parc national des Cévennes, du parc du Mercantour et celle du parc naturel régional de Millevaches en Limousin.
Le site internet de l'IDA contient de nombreuses ressources dédiées à la pollution lumineuse. Il présente globalement tous les aspects de ce phénomène (lien). Cette page contient notamment des illustrations et schémas.
Il propose également aux citoyens de s'engager contre la pollution lumineuse grâce à de multiples actions possibles (lien).
Ce bureau d'études spécialisé dans la pollution lumineuse accompagne les collectivités locales dans leur prise de décision concernant l'éclairage public. Fondé par Sébastien Vauclair, dont certaines conférences et interviews ont été listées précédemment, il est notamment à l'origine du système NINOX permettant de quantifier la pollution lumineuse autour d'un lieu d'observation, et proposer comme outil de mesure dans la suite de ce projet.
Le site internet propose notamment des articles de blog sur ce phénomène nocturne.
Cette page présente un rapport d'information sur la pollution lumineuse. Ce dernier fait une synthèse détaillée sur ce phénomène et sur ces impacts. Il résume également le cadre législatif français et sa mise en application sur le territoire
Publications scientifiques
Publication dans la revue Science des simulations et des analyses de la pollution lumineuse à l'échelle de la planète. Elle est très souvent citée comme source de nombreuses autres publications sur le sujet.
- Association Dark Sky (IDA) (rapport de 2023)
Chaque année, l'IDA publie un état de la science sur la pollution lumineuse. Ce rapport contient notamment de nombreuses illustrations permettant de visualiser et comprendre ce phénomène.
Impacts de la pollution lumineuse
Vidéo et audio
- Animation de la Ligue de protection des oiseaux (LPO) : "Les pétrels face à la pollution lumineuse" (Durée : 2 min 33)
Cette courte animation présente les conséquences de la pollution lumineuse sur la vie d'une espèce d'oiseaux (les pétrels) à l'île de la Réunion.
- Chronique radio sur France Inter : "Les corridors noirs pour protéger les animaux de la pollution lumineuse" (Durée : 2 min)
Cette chronique liste plusieurs conséquences de la pollution lumineuse sur un grand nombre d'animaux puis présente une solution : les corridors noirs.
Ressources visuelles et brochures
- Brochure de la Ligue de protection des oiseaux (LPO) : "Etude sur l'impact de la pollution lumineuse sur l'avifaune de Gironde"
Cette étude publiée en 2019 comprend également des fiches actions
Cette page de l'IDA contient plusieurs brochures, dont la plupart sont disponibles en français, présentant les effets de la pollution lumineuse sur la biodiversité et notamment sur la santé humaine.
Une présentation PowerPoint et des affiches sont aussi disponibles (seulement en anglais) sur la même page.
Sites et pages internet
- Office français de la biodiversité : "Limiter les éclairages extérieurs chez soi, pour préserver les espèces végétales et animales"
Cette page contient notamment une image interactive présentent plusieurs impacts de la pollution lumineuse sur la biodiversité.
Publications scientifiques
- "Reproduction under light pollution: maladaptive response to spatial variation in artificial light in a glow-worm" (en anglais)
Dans cette étude publiée en 2020, les chercheurs ont étudié les effets de la pollution lumineuse sur des vers luisants et ont constaté que la proportion de femelles émettant de la lumière diminuait et qu'elles attiraient moins de mâles.
Solutions pour limiter la pollution lumineuse
Vidéo et audio
- Chronique radio sur France Inter : "Les corridors noirs pour protéger les animaux de la pollution lumineuse" (Durée : 2 min)
Cette chronique, aussi présentée dans la section traitant des impacts de la pollution lumineuse, introduit la solution de la mise en place de trames (ou corridors) noires.
Ressources visuelles et brochures
L'association guyanaise Kwata d'étude et de protection de la nature a créée une brochure présentant comment limiter la pollution lumineuse en bord de mer pour diminuer son impact sur les tortues marines.
Sites et pages internet
Cette page web contient un guide présentant une solution contre la pollution lumineuse : la mise en place de trames noires.
- Office français de la biodiversité : "Limiter les éclairages extérieurs chez soi, pour préserver les espèces végétales et animales"
Déjà présentée dans la section "Impacts de la pollution lumineuse", cette page du site de l'OFB présentant la réglementation en vigueur pour lutter contre ce phénomène.
- "Pollution lumineuse, économies d'énergie... Les Français sont-ils prêts à éteindre l'éclairage public ?" lien
Un aspect intéressant de ces questions d'installation et d'utilisation de l'éclairage public : qu'en pensent les citoyens ? quelles mesures sont les mieux acceptées ou, au contraire, les plus rejetées ?
Ressources pédagogiques existantes
Afin de débuter un projet éducatif sur la pollution lumineuse, il est intéressant de se documenter sur les ressources pédagogiques déjà existantes.
Issu d'un partenariat entre l'association Science en Bigorre, la Direction académique des Hautes-Pyrénées et de la Réserve internationale de ciel étoilé du PIc de Midi de Bigorre, ce dossier pédagogique accompagne élèves et enseignants, de la maternelle à la 6ème sur les thématiques de la nuit et de la pollution lumineuse.
De plus, la majorité des fiches pédagogiques sont adaptables pour le niveau collège et lycée.
Des ressources sont dédiées à l'étude de la pollution lumineuse. Elles sont à découvrir en suivante ce lien : lien
Les fiches sont accessibles en utilisant le menu déroulant sous la rubrique "pollution lumineuse".
C'est une source très complète et très intéressante pour débuter un nouveau projet pédagogique sur ce sujet.
- Travaux académiques mutualisés (TraAM) de l'Académie de Rennes : "Pollution lumineuse et trame noire"
La page web associée comporte plusieurs accroches possibles pour aborder la thématique de la pollution lumineuse en SVT.
Un exemple de kit pédagogique pour traiter de la pollution lumineuse est présenté. Ce lien donne un bon aperçu des différents capteurs et systèmes qui peuvent être utilisés.
- Le programme "Globe at Night" (en anglais)
Le programme international Globe at Night propose de nombreuses ressources, vidéos, animations, cartes et activités pour aborder la thématique de la pollution lumineuse. C'est une source très complète et très intéressante pour débuter un nouveau projet pédagogique.
Le sous-programme "Dark Skies Rangers" fournit des approches afin de visualiser la pollution lumineuse grâce à des activités simples à réaliser. A retrouver avec le lien suivant : Dark Skies Ranger
Globe at night proposer également un kit pour aborder la problématique et les enjeux de l'éclairage public et de sa qualité. A retrouver avec le lien suivant : Quality LIghting Teaching Kit.
Triptyque dédié à la pollution lumineuse, cette ressource pédagogique issue d'un partenariat entre l'ENS Lyon et Eduscol présente en détail tous les sujets en lien avec la pollution lumineuse : la physique derrière ce phénomène, ses iimpacts, pourquoi ce n'est pas un phénomène à négliger et ses solutions.
Cette page internet fait une présentation complète de la pollution lumineuse : description, impacts sur la biodiversité et comment la réduire.
Afin d'aborder le sujet avec les élèves, cette page web liste des amorces de discussions sous forme de questions ou d'activités.
Consulter des images satellites
La pollution lumineuse est un phénomène aux sources locales mais aux conséquences gloables. Ainsi, afin de pouvoir le mesurer et l'étudier, les satellites jouent un grand rôle pour observer de grandes zones de la Terre durant la nuit. Plusieurs sites utilisent les mesures effectuées afin de générer des images ou des cartes interactives.
NASA's Black Marble (en anglais)
La plupart des observations des sources de lumières artificielles sont effectuées par l'instrument VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) du satellite américain Suomi NPP (National Polar-orbiting Partnership) lancé en octobre 2011.
Ses données quotidiennes sont accessibles au sein du programme Black Marble ou téléchargeables sur le site du LAADS DAAC ou bien visualisables sur le portail Worldview présenté ci-dessous.
Le portail WorldView de la NASA (en anglais)
Le portail Worldview permet de visualiser les données issues de nombreuses missions d'observation de la Terre menées par l'agence spatiale américaine et notamment celle du satellite Suomi NPP.
En particulier, le portail propose deux parcours explicatifs traitant de la pollution lumineuse, intitulés Night Lights from NASA's Black Marble et Earth at Night.
Cartes de la pollution lumineuse
A partir des données satellites, la diffusion par l'atomosphère peut être simulée pour créer des cartes de visualisation de la pollution lumineuse.
Deux sites sont proposés ici :
- lightpollutionmap.info (carte en 2D, possibilité de changer d'années de mesure)
- Artificial Sky 3D (globe 3D interactif, un seul ensemble de données)
Utiliser des capteurs
Le système NINOX
Présentation du NINOX
NINOX est un système autonome de mesure de la brillance du ciel nocturne développé par la société DarkSkyLab. Il se présente sous la forme d'un boîtier étanche contenant un capteur de type Sky Quality Meter, d'une batterie interne et d'un microcontrolleur.
Une fois installé et alimenté, NINOX acquiert une mesure par minute lorsque la nuit est tombée (en pratique lorsque le Soleil est situé à plus de 8° sous l'horizon). Chaque mesure, représentant la brillance (ou luminosité) du ciel nocturne à une heure et une date précises, est ensuite stockée dans la mémoire interne du système avant d'être téléchargée par l'utilisateur. Ces données peuvent ensuite être analysées afin d'étudier l'évolution du ciel nocturne et de quantitifier notamment la pollution lumineuse autour du lieu d'installation du capteur.
Des fiches pratiques et des guides détaillés sont disponibles dans la section suivante pour accompagner les utilisateurs dans l'installation et la prise en main du système ainsi que dans la découverte du traitement des données mesurées.
Dans ce projet éducatif dédiée à l'étude de la pollution lumineuse, le CNES propose, aux classes souhaitant développer un projet sur cette thématique, de leur prêter un système NINOX afin que les élèves et professeurs puissent réaliser des mesures et les étudier ensuite.
Pour cela, écrivez-nous : education.jeunesse@cnes.fr
Fiches pratiques et guides détaillée
Comme indiqué précédemment, de courtes fiches pratiques et des guides plus détaillés sont disponibles pour accompagner la découverte, l'installation et l'utilisation générale du système NINOX.
- Les fiches pratiques, d'une longueur maximale de 4 pages, ont pour vocation d'être utilisées "sur le terrain", c'est-à-dire lors de l'installation effective du système ou lorsque l'utiliseur est présent devant le capteur pour récupérer les mesures.
- Les guides sont des documents plus longs que les fiches pratiques, d'une dizaine de pages chacun. Ils ont été rédigés afin de transmettre une plus grande quantité d'informations que les fiches pratiques. Leur lecture s'effectue donc pour préparer les manipulations associées ou pour chercher une information qui n'est pas comprise dans les fiches pratiques.
1. Présentation du système NINOX | ||
2. Installation du système NINOX | ||
3. Récupération des données NINOX | ||
4. Traitement des données NINOX |
Pour le quatrième point, dédié à la découverte du traitement des données NINOX, plusieurs choix sont proposés selon les méthodes et logiciels disponibles :
Utilisation de tableurs |
|
Programmation Python | |
Mesures d'exemple | Pour essayer le traitement des données NINOX, un ensemble de mesures est disponible : |
Le système TESS
Un autre système de mesure de la brillance du ciel nocturne, similaire au NINOX, est le système espagnol nommé TESS
Le site associé à ce système permet d'en apprendre plus et de découvrir comment en acquérir pour un projet éducatif.
De nombreux TESS sont utilisés autour du globe. La froce de ce système réside dans la mise en réseau des différents TESS qui permet à toute personne d'accèder aux données de n'importe quel système à partir du site suivante : Map - Grafana (stars4all.eu)
En choisissant un TESS sur la carte présente sur le site précédent, des multiples informations sont accessibles comme la dernière semaine de mesure ou encore l'historique de la couverture nuageuse,
Un smartphone et des yeux
Un dernier type de système qui peut être utilisé pour mesurer la pollution lumineuse est un smartphone est une application dédiée. Ici, les capteurs sont les yeux de l'observateur.
L'application principale est Ciel en péril : l'utilisateur est guidé afin de repertorier les étoiles qu'il peut observer. La luminosité des étoiles (la magnitude) diminue après chaque réussite. Lorsque l'observateur ne peut pas apercevoir l'étoile demandée, l'application renvoie le résultat de la démarche : la magnitude limite observable. Cette dernière est ensuite envoyée sur une carte mondiale, accessible par tous à l'adresse suivant : My Sky at Night.
Cette application s'inscrit dans le projet Globe at night présenté précédemment dans la section Ressources pédagogiques existantes.
Une page du site internet de l'association DarkSky présente également comment participer à des campagnes de mesures de pollution lumineuse.
Créer une aire éducative
L'Office français de la biodiversité coordonne le réseau des Aires éducatives :
"Une aire éducative est un petit territoire naturel géré de manière participative par les élèves d'une école ou d'un collège, encadrés par leurs enseignants et une structure de l'éducation à l'environnement. Les élèves se réunissent sous laforme d'un conseil des enfants et prennent toutes les décisions concernant leur aire éducative." selon la page du site web de l'OFB associée aux aires éducatives qui fournit également de nombreuses informations sur la mise en place d'une aire éducative et sa labellisation.
Il existe actuellement deux types d'aires éducatives : les Aires terrestres éducatives (ATE) et les AIres marines éducatives (AME).
Un troisième type est en développement : les aires célestes éducatives. Un projet de ce type a été mis en place durant l'année scolaire 2022 - 2023 dans les pyrénées.
Pour plus d'informations :
Participer au défi
A l'intérieur du "Journal de la nuit éclairée" se trouve un défi afin de s'engager contre la pollution lumineuse !
Rédigez avec votre classe une charte pour lutter contre la pollution lumineuse !
Documentez vous sur le phénomène, observez les sources de lumière artificielle autour de vous et proposez des solutions pour lutter contre cette pollution et ses nombreux impacts !
Créez également un slogan impactant et communiquez sur vos réalisations pour faire connaitre votre projet !
Les classes ayant produites les meilleures réalisations - à envoyer avant le 31/03/2023 à education.jeunesse@cnes.fr - seront invitées au Centre National d'Etudes Spatiales à Toulouse en fin d'année scolaire !