Troisième session du travail commun des professeurs de Sciences Waldorf
Chatou, du 28 au 30 avril 2006 

Vendredi : Expériences, étude.
Claude présente plusieurs expériences concernant la chaleur.
Une expérience "classique" à faire en classe (7ème) est celle des trois récipients contenant une eau chaude, une eau tiède et une eau froide. Premièrement, les élèves sont invités à plonger une main dans l’eau chaude et l’autre dans l’eau froide, un petit moment. Puis, le professeur leur demande de plonger les deux mains dans le récipient d’eau tiède. Surprise, leurs deux mains ne ressentent pas la même température. Celle venant du froid a chaud, celle venant du chaud a froid !
Conclusion : On perçoit les échanges de chaleur (celle de l’environnement par rapport à celle de notre propre être de chaleur). La main qui a froid se réchauffe et celle qui a chaud se refroidit.

Expérience du bouillant de Franklin :
Dans un ballon, de l’eau est portée à ébullition grâce à la flamme d’un bec bunsen. Nous observons :
-	de la buée sur le bas extérieur du ballon montant rapidement jusqu’au col ;
-	la buée disparaît en extérieur et apparaît, mouvante comme des flammes fugitives, sur l’intérieur du ballon ;
-	des mouvements apparaissent dans l’eau  au fond du ballon, près de la flamme, ressemblant à des turbulences dans un liquide visqueux.
-	De grosses bulles apparaissent au centre du fond et montent en zigzag jusqu’à la surface, certaines progressent le long des parois ;
-	Des micro-bulles montent directement
-	De nouvelles grosses bulles, plus plates, montent et éclatent avant la surface
-	Ces bulles 's’organisent’ dans leur montée et éclatent régulièrement à la surface avec bruit : la surface de l’eau est très agitée ;
-	Le ballon est alors fermé hermétiquement à l’aide d’un bouchon et retiré des flammes ; les bulles disparaissent ;
-	Nous faisons couler de l’eau froide sur le ballon et voyons les bulles réapparaîtrent : l’eau bout de nouveau ; nous pouvons alors contrôler l’apparition et disparition des bulles par l’arrosage du ballon. Il semble que l’ébullition apparaisse tant que l’eau d’arrosage est plus froide que celle du ballon (à ce que nous pouvons juger de l’extérieur en touchant le ballon).
-	En essayant de retirer le bouchon, celui s’enfonce dans le col du ballon montrant qu’une force d’aspiration est désormais active dans le récipient. C’est avec de grandes précautions et beaucoup de sueurs que le bouchon est retiré.
-	Remarque : Si nous faisons de nouveau l’expérience avec de l’eau déjà portée à ébullition, la première série de grosses bulles n’apparaît pas.

Expérience du changement d’état :
Nous mesurons la température d’un amas de glaçons à l’aide d’une sonde thermique.
 Nous observons :
-	Les glaçons fondent et de l’eau apparaît progressivement. 
-	Tant qu’un peu de glace subsiste, la température affichée est de zéro degré. Elle monte rapidement dès que le dernier morceau disparaît.

Expérience du sel dans la glace :
Nous plaçons du sel sur un amas de glace pilée. Nous mesurons la température comme précédemment. Nous remarquons que:
-	La glace fond rapidement (plus vite que celle de l’expérience précédente) ;
-	La température chute très rapidement jusqu’à moins 15 degrés.

Expérience de l’éther.
Nous emballons une sonde thermique dans un tissu (ou papier absorbant) imbibé d’éther, en ayant le souci d’obtenir une surface maximum de contact entre la sonde et l’éther. Nous faisons tournoyer la sonde dans l’air. Nous remarquons que  la température affichée chute très fortement pour atteindre également des valeurs négatives (qui a noté combien ? )

Étude : Raymond présente un extrait d’une conférence de Steiner concernant le rythme des trois étapes en deux jours, base de l’enseignement en période. Cette conférence a été donnée à l’occasion du début des grandes classes. Steiner y explique que le jour, le professeur, en parlant à l’élève ou en lui montrant une expérience, stimule son être tout entier. Ceci est la première étape. Lors de la récapitulation, le même jour en fin de cours, le professeur s’exprime particulièrement à l’homme du milieu (le sentir). C’est la deuxième étape. La nuit, cet homme du milieu est le porteur de ces impressions diurnes et un flux d’images parvient (monte) à la tête. Le lendemain, lors de la troisième étape, le professeur a pour tâche de faire venir ces images à la conscience. Steiner dit que les enfants reviennent en classe avec des photographies plein la tête. Ils peuvent alors y réfléchir, les amener à leur conscience, les comprendre et formuler les lois. 
Si l’on fait une autre expérience, sans avoir fait remonter les expériences précédentes, alors les cartes sont brouillées, les images sont mêlées.
C’est peut-être, se dit le groupe, une des difficultés à laquelle se heurtent les professeurs de nos jours. Un enfant, en rentrant chez lui, est très sollicité et de lui-même, participe à de nombreuses expériences nouvelles puis ne trouve le sommeil que parfois bien tard ou de mauvaise qualité.
Autres remarques du groupe :
- On peut voir l’expérience comme une image à trois dimensions, la récapitulation comme une synthèse à deux dimensions, la découverte de la loi comme l’éclair à une dimension. 
- La difficulté est d’organiser les cours pour que les expériences et les lois cohabitent dans la journée (trois pas en deux jours donc récapitulation et expériences doivent se chevaucher, plusieurs matières successives qui peuvent se superposer dans la journée ce qui a pour effet d’empiler les expériences  (exemple :période de physique, cours d’histoire, cours de SVT, entrecoupés de langues et de musique dans le meilleur des cas).
- L’activité nocturne est d’ordre spirituel et il est intéressant de s’interroger sur ce que vit alors l’homme du milieu et pourquoi/comment parvient ce flux d’images lors de ce processus.

Samedi : conclusions, expériences

Conclusions : Claude conclut sur les expériences d’hier, expliquant les phénomènes à l’aide de schémas au tableau (coupe du ballon, zoom sur la paroi du fond).
-	La buée à l’extérieur est créée par la présence de la flamme, de même que grâce au processus humain de combustion se crée la vapeur sur les carreaux par le souffle expiré. La buée se crée en premier lieu à l’extérieur puis à l’intérieur, au dessus du liquide.
-	Les premières grosses bulles sont de nature différente de celle des deuxièmes grosses bulles car elles n’apparaissent pas dans l’eau déjà bouillie. Nous pouvons conclure que ces bulles sont faites d’air prisonnier de l’eau : celui que les poissons respirent (en effet, ils ne peuvent vivre dans de l’eau dégazée). 
-	La deuxième série de bulles sont issues de l’eau qui change d’état (liquide->vapeur). Elles apparaissent d’abord petites, grossissent et disparaissent, dans un premier temps avant d’atteindre la surface. Il existe en effet un gradient de température dans le ballon. L’eau est plus froide en haut, ainsi les bulles de vapeur d’eau, nées proches de la flamme, se condensent en montant et disparaissent en provoquant une sorte de claquement. Quand l’eau est suffisamment chaude jusqu’en haut, la production de vapeur d’eau s’installe en un régime régulier, les bulles éclatant au-dessus de la surface. 
-	Certaines bulles se collent aux parois pour monter. Cela montre que l’interface verre/bulle induit des comportements différents (trois états alors en présence : liquide, gaz, solide).
-	Tant que la glace existe et fond, la température est comme bloquée.
-	Dans l’expérience du bouillant de Franklin, de la vapeur d’eau est présente dans l’air enfermé dans le ballon à la suite de l’ébullition (les fameuses grosses bulles éclatées et prisonnières). L’eau froide coulant sur le ballon fait se condenser cette vapeur sur les parois du ballon (nous ne pouvons observer ce phénomène, de très petite échelle : comment le faire apparaître ?). Un espace disponible alors se crée (l’eau occupe plus de place sous forme de vapeur que liquide) ce qui invite l’eau à se vaporiser. De grosses bulles réapparaissent alors et comblent cet espace. On voit donc l’eau bouillir. Si nous arrêtons de faire couler l’eau froide, un équilibre se crée et les bulles cessent de se former. En ré-aspergeant d'au froide, on fait à chaque fois redémarrer l'ébullition.
-	En arrosant le ballon, nous réalisons un échange de chaleur entre l’eau externe qui coule et se réchauffe et le mélange interne qui se refroidit.. Le système étant clos à une certaine température, le volume total est fixé et constant. En l’arrosant, nous engageons sa chaleur à des échanges extérieurs. La vapeur d’eau intérieure a alors tendance à se condenser et l’équilibre liquide/vapeur se réajuste constamment. La chaleur propre du système diminuant, la vapeur est de moins en moins présente dans l’air du ballon. Le gaz interne pèse donc de moins en moins sur le liquide; l’air ambiant extérieur, lui n’ayant pas subit de telles variations, pèse toujours autant sur le bouchon qui s’enfonce à la moindre sollicitation. CQFD !
-	L’expérience de l’acétone, liquide très volatile, montre la force de l’engagement de la chaleur dans le principe d’évaporation. En faisant tournoyer la sonde, nous favorisons ce phénomène et voyons la température diminuer très rapidement (bien en dessous de celle de l’air ambiant). Un déficit apparaît (s’accentuant jusqu’à afficher –15°C) montrant que l’environnement immédiat autour de la sonde lègue une chaleur très importante.   
-	Le sel est également un produit qui accélère le changement d’état, en faisant fondre très rapidement la glace. Là encore, nous observons le fort engagement de la chaleur dans le processus de fonte. 
-	Sans accélérer la fonte, nous voyons que la température de l’air ambiant n’influence pas celle de la glace tant qu’elle est en cours de fusion. La chaleur est engagée dans le processus de fonte et ne "réchauffe" pas l’eau tant que les deux phases (glace/eau) cohabitent. Ensuite, la tendance à l'égalisation de température entre l’air ambiant et l’eau froide se manifeste de nouveau, le ‘travail’ étant terminé. Nous remarquons alors une élévation de la température de l’eau. 
Expérience de la cristallisation :
Dans un becher contenant une solution saturée de thiosulfate de sodium, nous plongeons un petit cristal. Nous observons :
-	Un processus de cristallisation se produit et lentement des cristaux ‘poussent’ à partir du germe initial. Ils emplissent finalement tout le becher en une structure ramifiée dans la solution. Certaines ‘branches’ tombent au fond du becher. 
-	La température, mesurée à l ‘aide d’une sonde plongée dans le liquide, augmente sensiblement.

Expérience de la pesée de l’air :
Grâce à un montage de notre ingénieux professeur Paccoud, de l’air est introduit par gonflage dans une bouteille d’eau de Seltz (bouteille, armée de grillage, munie d’un bouchon comportant une valve). 
-	Nous pesons la bouteille ouverte. Nous obtenons : 2333gr.
-	Nous gonflons la bouteille à une pression de 6,5 bars. Nous la pesons de nouveau et obtenons: 2340gr
-	La valve reliée à un système de barbotage, nous laissons échapper l’air et le recueillons dans un récipient préalablement empli d’eau. Nous en mesurons 3,7 litres.
-	Un calcul rapide nous montre que 1 litre d’air pèserait donc 1,89g. La valeur officielle est de 1,3g mais dans une rencontre de travail si intense, l'air n'est-il pas obligatoirement un peu "chargé" ? d;o)

Expérience de la dilatation d’une barre de verre ou métal:
Une expérience à faire en classe est celle d’une barre de cuivre ou de verre chauffée à une extrémité, sur laquelle sont placés à intervalles réguliers des plots de cire d’abeille. Cela permet d’observer (et de mesurer) la progression de la chaleur dans la barre qui fait fondre la cire. 

Expérience de la dilatation de l’eau :
La dilatation peut être mise en évidence en plaçant de l’eau dans un flacon fermé par un bouchon percé, portant une pipette à réservoir plongeant dans l’eau. En plaçant les mains sur le ballon (en réchauffant l’eau), nous verrions légèrement descendre le niveau de l’eau dans le réservoir puis ensuite monter régulièrement. Cela montre dans un premier temps, la dilatation du flacon, offrant ainsi plus d’espace à l’eau dont le niveau descend, puis celle de l’eau par elle-même, occupant plus d’espace et donc montant dans le réservoir.

Expérience de la dilatation de l’air :
La dilatation s’observe à l’aide d’un dispositif semblable. Le flacon est vide… mais plein d’air (!), un tube de verre coudé à angle droit est enfoncé dans le bouchon, une goutte d’eau colorée est prisonnière dans le tube et visible au-dessus du bouchon (avant le coude). En plaçant les mains sur le flacon, nous pourrions voir la goutte se déplacer dans le tube, poussée par l’air qui se dilate.

Quelques remarques du groupe :
- Nous n’avons pas expérimenté le rayonnement. La chaleur peut exister sans la matière pour médiateur puisque le soleil rayonne et nous fait don de sa chaleur sans air l’environnant. 
Question : l’univers (le non-soleil) rayonne-t-il du froid ?
- La capacité calorique massique, qui dépend de la température, est une mesure de la possibilité d’emmagasiner et de transmettre la chaleur, et la sensibilité à varier de température.
- La chaleur est liée au vivant, au mouvement, à l’éthérique, à la quatrième dimension (toute ‘disparition’ est un passage dans la quatrième dimension où le phénomène ne nous est plus sensible). Il faudrait voir à ce sujet les définitions des éthers (retravailler les ondes, l’éther de vie, de chaleur, de lumière, de son, la 4ème dimension).

Expérience du pneu de Pierre (appellation contrôlée) :
Une roue de voiture est utilisée comme une enceinte étanche dans laquelle de l'air peut être emmagasiné sous forte pression. Cette opération de stockage compressé qu'on appelle gonflage contraint l'air à se confiner dans la chambre en adoptant une extension spatiale nettement inférieure à celle qu'il aurait librement à cette température. Il ne peut y parvenir qu'en dégageant de la chaleur, que nous percevons particulièrement au point du circuit où se réalise cette diminution de volume: la sortie de la pompe. Nous gonflons donc jusqu'à une pression de l'ordre de 5kg/cm², et nous observons la chaleur intense dégagée en ce point. 
Puis nous provoquons une détente aussi brutale que possible de l'air ici comprimé. Pour cela, nous dévissons l'obus obturateur de la valve et l'escamotons rapidement. L'air sort avec un puissant sifflement, et le laiton de la valve se couvre de givre. De la glace se forme dans le conduit et l'obture brièvement, avant qu'il ne se débouche lui même en projetant le glaçon. La sonde du thermomètre, tenue dans le flux de détente, s'engangue de glace, et la température affichée plonge brutalement en dessous de zéro.
Nous nous sommes posé la question du frottement qui apporte la chaleur. L’élève peut-il le mettre en relation ? Oui, Puisqu’il l’a abordé lors de l’électricité statique en 7ème.

Réflexions sur ce qu’est la chaleur et la température :
La température d'un corps est le résultat de son appropriation d'une certaine quantité de chaleur. La notion de capacité calorifique exprime la réactivité plus ou moins grande d'une substance sous forme de variation de température, à son appropriation d'une quantité de chaleur donnée. 
La tendance inéluctable au partage de la chaleur disponible (nivellement calorique) se réalise entre les corps en tenant compte de cette réalité particulière de chacun. L'équilibre s'établit quand les températures s'égalisent, et les quantités de chaleur mobilisées par chacun d'eux pour atteindre cette équité, sont toutes différentes. (L'hydrogène, et, dans une moindre mesure, sa forme "atterrie" qu'est l'eau, sont sur ce point les champions en matière de voracité calorique)
On a ici une analogie saisissante: Si la chaleur correspondait au liquide, la température correspondrait au niveau de liquide dans un récipient, et la capacité calorifique de ce dernier, à sa surface de section horizontale. Les échanges de chaleur se présentent dans ce cas comme une analogie de la mise en œuvre de la loi des vases communicants. 
Les phénomènes de changements d'état viennent accroître cette individualisation du comportement calorique: des quantités de chaleur, spécifiques pour chaque substance, sont nécessaires pour les rendre possibles. Le geste du changement d'état est fortement révélateur de la mission de la chaleur :
GAZ  LIQUIDE  SOLIDE : la chaleur se libère (apparaît) cependant que la matière se rétracte, se densifie, se localise, s'individualise 

SOLIDE  LIQUIDE  GAZ : la chaleur s’engage (disparaît) cependant que la matière se dilate, se disperse, accroît son pouvoir de liaison et d'interaction, se cosmifie.
La chaleur est la monnaie d'échange pour se déplacer sur le chemin de distanciation ou de retour à l'unité cosmique originelle. 
L'être vivant à sang chaud se caractérise par son besoin de maintenir en permanence un flux de chaleur de lui vers le monde, tout en cherchant à maintenir constante sa propre température.
Quand le monde n'est pas assez demandeur de ma chaleur, je dis "il faut trop chaud" et je mets en œuvre diverses stratégies pour créer coûte que coûte un flux thermique d'"intensité normale de moi vers le monde (déshabillage, ventilation, evapo-transpiration , climatisation, etc…). A l'inverse, si le monde me demande trop de chaleur, je dis "il fait froid" et je m'habille ou je fais agir un dispositif réchauffant le monde pour qu'il diminue son avidité de chaleur à mon égard.
Le "sens de la chaleur" n'est-il pas un dispositif de surveillance et d'évaluation de l'intensité du flux calorique centrifuge que je m'efforce d'entretenir vers le monde ? Et le sens de la vie, quant à lui ne serait-il pas celui qui perçoit et évalue la bonne constance de ma température interne ?

Dimanche : apports divers pédagogiques

Apport de Raymond à l’aide d’un texte de ……….
Un élève fait un compte rendu. Il exprime en premier son ressenti (le ballon est dur à gonfler), puis, appelé à l’amélioration par son professeur, il compare le phénomène à un animal. Il faut l’amener à exprimer la loi, exempte d’astralité ou de sentiment personnel. Le phénomène doit s’exprimer dans sa pureté, à l’aide de la causalité et des lois mathématiques s’il y a lieu (PV=constante)

Remarques initiées par François
Certaines discussions ont montré, au cours de ce week-end, que notre cours aux scientifiques peut comporter deux volets :
-	le premier concerne le développement de la démarche goethéenne, telle qu’elle s’inscrit dans la pédagogie pour l’élève en classe, de la 6ème à la 12ème (concernant les sciences). Ce geste pédagogique d’incarnation est orienté “ du haut vers le bas ” : rendre conscientes les lois spirituelles des phénomènes (incarner dans la conscience diurne le processus d’intuition inconscient de la nuit de l’enfant) 
-	le deuxième (ou est-il nécessaire en prélude au premier ?) concerne la formation de l’adulte enseignant, qui a besoin de retrouver le chemin inverse : rendre conscientes les démarches d’inspiration et d’intuition afin de trouver  les solutions spirituelles des phénomènes. C’est le geste inverse d’"excarnation" de l’adulte.

Survol d’une période de physique/chimie en 6ème classe (résumé rapide)
La 6ème est l’année du début de la physique. Que cette matière soit introduite par le professeur de classe est essentiel car la relation avec les enfants influence beaucoup la possibilité d’aborder les expériences. C’est l’introduction à la rigueur de la méthode scientifique dont les maître mots sont : écoute, observation, patience. Les compte rendus d’expériences sont réalisés à l’aide de mots simples et de manière imagée. Emmanuel réalise tant que possible les expériences en fin de cours. Il demande aux enfants de faire les dessins et le compte rendu chez eux chaque soir.
Le geste du pédagogue doit être principalement de leur faire exprimer ce qu’ils savent déjà (souvenir d’expériences), d’être le metteur en scène des phénomènes naturels, de se soustraire le plus possible pour laisser l’accès aux phénomènes.
 
Voici les thèmes et expériences évoqués :
- Le cycle de l’eau : évaporation d’eau au dessus d’un cristallisoir.
- L’expérience du froid et du chaud (le ressenti).
- L’expansion de l’air qui s’échauffe par les mains (ballon en verre avec tube coudé et goutte d’eau colorée; ballon en verre avec ballon de baudruche à l’embouchure) ; expansion de l’eau qui s’échauffe par les mains (ballon en verre rempli d’eau et tube plongeant : modèle du thermomètre)
- Observation des formes très différentes d’une goutte d’encre colorée tombant dans un bac d’eau froide ou chaude.
- Courants d’air mis en évidence par des papiers de soir accrochés en haut et en bas dans une pièce (modèle des mouvements d’air à l’échelle planétaire : l’un entre, l’autre sort) ; exemple des cigognes qui utilisent les ascenseurs thermiques pour se déplacer sur des kilomètres sans voler.
Compléments de Raymond :
- la dilatation est de préférence à observer en 7ème
- Observation du chaud et du froid dans les objets et parler du rôle des isolants (vêtements)
- Observation des bulles d’air dans de l’eau froide ou chaude (modèle des poisson des mers chaudes ou froides).

Apport de Marie-Eve (la chaleur chez les animaux)
La sortie de l’eau des animaux dans l’évolution mène vers deux lignées :
- une portant le système nerveux sur le dos avec vertèbres, moelle épinière, tête ;
- une le portant sur le ventre tels les mollusques et les insectes. 
On remarque une graduation de température des animaux  relative à leur distance d’environnement par rapport à la terre (reptiles “ froids ”, mammifères “ tièdes ”, oiseaux “ chauds ”). La chaleur est portée par le sang pour permettre au moi (via le fer) de pénétrer l’organisme. Le corps de chaleur est individuel.
On retrouve des graduations plus fines mais similaires dans les espèces. Par exemple, du scarabée au papillon :
-	scarabée : image arihmanienne (matérialiste)
-	abeille : ruche à l’image d’une tête humaine à fontanelle ouverte (elles sont reliées et savent toutes)
-	papillon : image luciférienne (certains s’extraient tant de l’étherique qu’ils ne se nourrissent pas)

Propositions de thèmes de travail pour la prochaine rencontre;

Survol d’une période et Expérimentations :La sous-nature :  
-	la chaleur dans la sous-matière
-	le magnétisme
-	l’électricité (statique et voltaïque) 

Pédagogie générale : L’enfant en devenir
-	observer et penser
-	comment et à quel âge
-	comment favoriser le processus

Engagements de contributions :
-	Emmanuel : électricité statique
-	Véronique : l’enfant en devenir
-	????? ?

Prochains RDV :

   17, 18, 19 novembre 2006 
   2, 3, 4 mars 2007  
  27, 28, 29 avril 2007

Procès verbal rédigé par Véronique Adler, revu et complété par Pierre Paccoud.
Toutes nos excuses pour cette finalisation tardive: On veut faire mieux la prochaine fois.
V.A. & P.P. d;-)