Niveau : Seconde (enseignement scientifique ou SVT)
Durée : 1 heure
Objectif : Saisir des données expérimentales, créer un graphique sous Excel et développer son esprit critique face à des résultats de laboratoire.
CONTEXTE
Vous travaillez dans un laboratoire de contrôle qualité alimentaire. Votre responsable vous demande de comparer l’acidité de différentes boissons pour vérifier la conformité des étiquetages.
Le pH a été mesuré trois fois pour chaque boisson afin d’améliorer la fiabilité du résultat.
DONNÉES À SAISIR DANS EXCEL
| Boisson | pH_mesure1 | pH_mesure2 | pH_mesure3 | pH_moyen | Acidité_étiquette | Écart |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Cola A | 2,45 | 2,51 | 2,48 | 2,5 | ||
| Cola B | 2,89 | 2,92 | 3,15 | 2,9 | ||
| Jus orange | 3,62 | 3,58 | 3,65 | 3,6 | ||
| Thé citron | 4,12 | 4,08 | 4,15 | 4,1 | ||
| Eau gazeuse | 5,21 | 5,18 | 5,24 | 5,2 | ||
| Lait | 6,72 | 6,68 | 6,75 | 6,7 |
QUESTION 1 – TRAITEMENT DES DONNÉES (30 min)
Consignes Excel :
- Calculez la colonne pH_moyen pour chaque boisson (formule : moyenne des trois mesures).
- Calculez la colonne Écart : différence entre pH_moyen et Acidité_étiquette (on arrondit au centième).
- Créez un graphique en barres : pH_moyen en fonction du nom de la boisson.
- Ajoutez une couleur sur la case Écart : si Écart > 0,1 la cellule devient rouge.
Questions de réflexion :
R1 : Pourquoi effectue-t-on trois mesures pour chaque boisson au lieu d’une seule ?
R2 : Observez les résultats du Cola B. La troisième mesure (3,15) est différente des deux autres. Proposez deux explications possibles à cet écart.
R3 : Quelle boisson présente l’écart le plus important par rapport à son étiquetage ? Cet écart est-il selon vous acceptable ? Justifiez.
R4 : Si vous deviez refaire les mesures d’une seule boisson, laquelle choisiriez-vous et pourquoi ?
INTERPRÉTATION ET COMMUNICATION (25 min)
Consigne de rédaction :
Dans une zone de texte sous votre graphique, rédigez 3 phrases maximum pour répondre à votre responsable :
« Voici les résultats de l’analyse. Indiquez si les boissons sont conformes à leur étiquetage, signalez un résultat inhabituel si nécessaire, et proposez une action si une non-conformité est détectée. »
Questions de réflexion :
R5 : Votre calcul donne un pH moyen de 2,953333 pour le Cola B. Combien de chiffres après la virgule est-il raisonnable de communiquer ? Justifiez votre choix.
R6 : Une boisson avec un pH mesuré de 3,0 mais étiquetée 2,9 est-elle forcément non conforme ? Quels autres éléments faudrait-il connaître pour trancher ?
R7 : Si le laboratoire devait analyser 50 boissons par jour, quel avantage y aurait-il à automatiser les calculs de moyenne et d’écart dans Excel ?
GRILLE D’AUTO-ÉVALUATION (pour soi, n’est pas recopier)
| Critère | Validé | À travailler |
|---|---|---|
| J’ai calculé correctement les moyennes et les écarts | ||
| Mon graphique est lisible avec titre et légendes | ||
| J’ai utilisé les couleurs correctement | ||
| J’ai répondu à au moins 8 des questions de réflexion | ||
| Mes réponses montrent que je réfléchis aux résultats, pas seulement aux calculs | ||
| Ma communication au responsable est courte et claire |
Note pédagogique : En laboratoire, la rigueur dans la saisie et l’interprétation des données est aussi importante que la manipulation elle-même. Ce TP vise à développer des compétences numériques de base tout en introduisant une démarche critique face aux résultats expérimentaux.
Barème pour le TP
Répartition globale des points
| Compétence évaluée | Points | % |
|---|---|---|
| Traitement des données Excel | 8 pts | 40 % |
| Graphique et mise en forme | 4 pts | 20 % |
| Questions de réflexion (R1-R7) | 5 pts | 25 % |
| Communication écrite | 3 pts | 15 % |
| TOTAL | 20 pts | 100 % |
Traitement des données Excel (8 points)
| Critère | Détails | Points |
|---|---|---|
| Calcul du pH_moyen | Formule =MOYENNE() correcte pour les 6 boissons | 3 pts |
| Calcul de l’Écart | Formule correcte (pH_moyen – étiquette), arrondi au centième | 2 pts |
| Mise en forme conditionnelle | Cellules en rouge automatiquement si |Écart| > 0,1 | 2 pts |
| Fiabilité des données | Aucune erreur de saisie dans les valeurs brutes | 1 pt |
Graphique et mise en forme (4 points)
| Critère | Détails | Points |
|---|---|---|
| Type de graphique | Diagramme en barres correctement choisi | 1 pt |
| Lisibilité | Titre explicite, axes nommés, unités indiquées | 2 pts |
| Présentation | Couleurs cohérentes, légende si nécessaire, police lisible | 1 pt |
Questions de réflexion R1 à R7 (5 points)
| Question | Compétence visée | Barème détaillé |
|---|---|---|
| R1 (réplicats) | Compréhension démarche expérimentale | 0,5 pt : réponse pertinente (fiabilité, détection d’erreurs) |
| R2 (écart Cola B) | Esprit critique / analyse d’anomalie | 1 pt : 2 explications plausibles (erreur de manipulation, bulle, étalonnage…) |
| R3 (écart max) | Interprétation numérique | 0,5 pt : identification correcte + justification nuancée |
| R4 (re-mesure) | Prise de décision argumentée | 0,5 pt : choix justifié par les données |
| R5 (chiffres significatifs) | Rigueur scientifique | 1 pt : justification du nombre de décimales (précision du pH-mètre → 2 décimales max) |
| R6 (conformité) | Distinction mesure / tolérance | 1 pt : mention des incertitudes, seuils réglementaires, répétabilité |
| R7 (automatisation) | Culture numérique | 0,5 pt : gain de temps, réduction des erreurs, reproductibilité |
Communication écrite(3 points)
| Critère | Détails | Points |
|---|---|---|
| Structure | 3 phrases maximum, respect de la consigne | 1 pt |
| Contenu scientifique | Conformité signalée, anomalie mentionnée (Cola B), proposition d’action | 1,5 pt |
| Clarté et ton professionnel | Phrase fluide, vocabulaire adapté au contexte professionnel | 0,5 pt |
