Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

TPE

Diapo
by

Jégou Mathilde

on 5 November 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of TPE

Côté ludique lors de la réalisation
* Le principe de la colle
Thème : Environnement et progrès
Sujet : Colle caséine artisanale ou colle artificielle ?
Problématique : Pourquoi utiliser une colle artisanale plutôt qu'une colle artificielle ? Quels sont leurs points communs ? Leurs différences ?
Notre TPE
sur la colle caséine

Réalisé par :
Manon Affaticati, 1ère Sb
Camille Lancelin, 1ère Sa
Mathilde Jégou, 1ère Sa
C'est grâce à eux :
L'origine de notre
TPE
Notre plan :
I - Le lait, le citron, la colle de demain ?

II - L’expérience : coller une masse de 50 kg avec la colle que nous avons créée ? Avec une colle artisanale « Sader »

III - Comparaison des deux colles

"On n'est pas que des cobayes"
I - Le lait, le citron, la colle de demain ?
C) Expérience de création de la colle
Faire chauffer le lait à 60°
Composants de la colle caséine :
Déroulement de l'expérience
Composants :
Presser les citrons et ajouter
leur jus au lait de façon à extraire la caséine du lait (grâce à l'acidité des citrons)
Filtrer la caséine obtenue dans un torchon de façon à récupérer la caséine du lait uniquement
Test de la colle :
- 1er test : sur un bois poreux & humide :
-2ème test sur un bois sec & vernis :
B) Explication des composants
-La chaux éteinte

II - L’expérience : coller une masse de 50 kg
avec la colle que nous avons créée ? Avec une colle
artisanale « Sader »

B - Généralités
Les forces de traction:
Les forces de cisaillement :
Les forces de clivage :
C - Les forces appliquées à notre sujet
Les forces de pelage :
2ème étape : enduire les 4 poignées en bois : de colle caséine pour 2 d'entres elles et de colle SADER pour les deux autres.
A - Le déroulement de notre seconde expérience :

La preuve en est !

Il est donc possible de réaliser une colle à base de lait, de citrons et de chaux !
De plus, l'expérience issue de "On n'est pas que des cobayes" n'est pas faussée et peut être réalisée par tous.
III - Comparaison des deux colles
Composants issus de ressources renouvelables
Synthétisation de ses composants -> ressources fossiles -> non renouvelables
Risques émissions organismes volatiles toxiques -> brûlures internes
Composée de Glycolate de Butyle + traces agents conservateurs
Composants BIO : lait, citrons, chaux -> respect environnement
Non utilisation d'agents conservateurs
Non utilisation de produits chimiques
Colle à bois
CASEINE
Réalisation artisanale par : AFFATICATI Manon, LANCELIN Camille et JEGOU Mathilde
EN BREF :
"Pourquoi utiliser une colle artisanale plutôt qu'une colle artificielle ? Quels sont leurs points communs ? Leurs différences ?"
Respectueux de l'environnement

Aucun risque toxique

Idéal pour les enfants

Ludique à fabriquer

Achats des 3 produits avant la réalisation de la colle

Temps de fabrication (env. 45 min)

A - Impact sur l'environnement
B - Utilisation / Réalisation
Temps de réalisation nul
Réalisation environ 45 min
Achats du lait, des citrons & de la chaux
Achat en grande surface
Temps de séchage (env. 2 min)
Temps de séchage (env. 24h)
Réalisation d'une pub pour notre colle caséine
*Résultat : Le montage se décolle. Mais on observe que la colle a adhéré au bois mais qu'un élément à perturbé le phénomène de collage (l'humidité ?)
*Résultat : Le montage se décolle. Mais on observe que la colle n'a pas adhéré au bois et qu'elle s'est décollée "d'un seul bloc"
On en déduit que l'humidité et la présence de vernis sur le bois nuisent à l'adhésion entre le bois et la colle. Nous avons donc réalisé l'expérience avec un bois sec & poreux. Le résultat est clair : l'adhésion est parfaite !
Nous obtenons une "pâte" à la couleur beige, et à l'odeur de citron. Sa consistance est proche de celle des colles artificielles. Cette première expérience paraît donc être une réussite. Il faut maintenant vérifier que sa principale qualité, coller, est présente dans ce mélange.

Ce qui nous amène à la seconde étape de cette expérience : les tests de la colle.
Ajouter la chaux ainsi que l'eau au mélange de façon à obtenir une solution ayant une consistance proche de celle d'une colle artificielle. Pour éviter la putrification de la colle.
Photo du montage bois sec & poreux
-L'acide citrique
L'acide citrique est un acide alpha hydroxylé de formule C6H8O7.
Il est naturellement présent dans le citron en grande quantité (il intervient pour plus de 95 % dans l'acidité de ce fruit)
Sa formule semi-développée
Sa représentation développée
Le principal constituant de la chaux vive est l'oxyde de calcium, qui a pour formule CaO. Après apport d'eau, une réaction chimique se produit. Elle devient la chaux éteinte Ca(OH)2. Son nom minéralogique est portlandite. Elle est dite « aérienne », car elle réagit avec le CO2 de l'air. Plus la teneur en oxyde de calcium est élevée, plus la chaux est dite grasse. Sa masse volumique est d'environ 500 kg/m³.
Sa formule semi-développée
-La caséine
Le lait de vache est composé (en grammes par litre) : d’eau (905), de lactose (49), de lipides (35), de protéines (32,5), de sels (5,85), de vitamines et d’autres éléments. Or, la caséine est une des principales protéines du lait, à hauteur de 80%. Il existe dans le lait quatre formes de caséine.
-La
caséine alpha S1
. C'est une molécule qui représente entre 34 et 40% des caséines soit entre 10 et 13g par litre de lait.
- La
caséine alpha S2
. C'est une molécule qui représente entre 12 et 16% des caséines soit entre 4 et 5g par litre de lait.
- La
caséine kappa.
La caséine kappa représente 8 à 15% des caséines soit 3 à 4g par litre de lait.
- La
caséine béta
.
La caséine béta représente entre 37 et 42% des caséines soit entre 9 et 11g par litre de lait.
1ère étape : réalisation de la colle en suivant le même protocole qu'à la première expérience . . .
Faire chauffer le lait à 60°C, ajouter le jus de citrons, récupérer la caséine obtenue puis ajouter la chaux éteinte et l'eau.
A- Comment la colle colle-t-elle ?
On a tous déjà tenté de recoller ses chaussures ou une assiette avec de la super glu. Cependant, quand on la remplace avec de la colle à bois, la magie n’opère plus.
Comment l’expliquer ?
Le terme coller désigne le fait de fixer, de faire adhérer avec de la colle deux objets ou deux surfaces.
Le principe de la colle est de reconstruire artificiellement les liaisons entre les morceaux et plus particulièrement dans notre cas, de reproduire les liaisons entre les deux planches de bois.
* La tension de surface, un point essentiel au collage de deux matériaux
Pour qu’un collage soit efficace, il faut étaler une
épaisse couche de colle

sur les deux éléments à coller.

Mais pourquoi cette couche?
La caractéristique de la colle est d’être liquide, cependant, les molécules présentes dans un corps liquide ne peuvent pas s’épaissir. Les molécules à l’intérieur sont stables : elles attirent autant qu’elles sont attirées. Celles en surface sont attirées par les molécules de l’intérieur. On appelle cela la
«tension de surface».
Pour qu’une colle s’étale bien, il faut donc que sa tension de surface soit inférieure à celle du matériau à coller. Si cette condition est remplie, la colle peut pénétrer dans les petits trous du solide pour augmenter la zone de collage.

Cela permet aussi de limiter les bulles d’air entre les deux parties à coller qui sont autant de points faibles dans les liens entre les deux morceaux de bois. La colle pénètre donc dans toutes les aspérités du bois, comme une pieuvre étalerait ses tentacules.
Photo montrant l'épaisse couche de colle que nous avons étalée sur les deux morceaux de bo
is
Photo représentant la tension de surface colle supérieure à celle du matériau.
Photo une tension de surface colle inférieure à celle du matériau
* L'adhérence de la colle
Pour expliquer l'adhérence de la colle, il faut se placer au niveau atomique
Une matière ...
Est constituée d'atome , eux même composés d'un noyau et d'électrons :
Un atome est caractérisé par ses couches externes et chaque élément à tendance à vouloir avoir sa dernière couche pleine. Les atomes de la colle et du bois vont donc gagner ou perdre des électrons pour remplir leur dernière couche en suivant la règle du duet et de l'octet. Un atome de la colle va échanger des électrons avec un atome du bois. Il va donc y avoir la formation de liaison dites «covalentes» qui expliquent pour une grande partie l’adhérence de la colle. Pour être le plus stable possible, un atome du bois donne cette fois un électron à un atome de colle. L’atome du matériau devient un ion positif et celui de la colle un ion négatif. Le plus et le moins s’attirant, il y a donc création d’une liaison rigide.
Schéma représentant la tension de surface :
La colle est donc étalée sur nos deux surfaces à coller et elle commence à adhérer. Mais comment expliquer qu’en séchant, la colle devient dure et continue à maintenir attacher les deux plaques de bois ?
Pour accrocher les deux morceaux de bois, il faut parvenir à faire sécher la colle. Hors dans notre expérience, nous avons rajouté à la fin de l’eau pour diluer les éléments et rendre notre réalisation liquide, l’eau fait donc office de solvant. Quand la colle est appliquée, le solvant, donc l’eau s’évapore. La colle durcie donc et devient un matériau qui fixe les deux bouts de bois pour un bon bout de temps. Touchons du bois !
*
Photo du montage après avoir collé les 2 poignées (collées avec la colle caséine)
Photo du montage après avoir collé les 4 poignées
3ème étape : utilisation de cobayes pour tester le montage. Ils ont été une dizaine, de masse et taille différentes. Ils se sont suspendus aux deux formes de collage : à la colle caséine et à la colle SADER.
L'expérience en photos !
Pour tout objet qui touche le sol, il existe deux forces qui s’exercent sur lui de même intensité. La première est l’attraction gravitationnelle soit la force terre et tréteaux et la seconde est la résistance au sol qui explique que notre montage ne s’enfonce pas dans le sol jusqu’au noyau de la terre. Pour notre montage, il existe une troisième force, celle entre les poignées et la planche de bois. En voulant tester la résistance de la colle, on teste avant tout la résistance de la force de pelage. Pourquoi la force de pelage ? Tout simplement car la puissance exercée pour détacher les poignées et la planche de bois va être uniforme et s’exercer perpendiculairement au montage. Cependant on ne va tirer que sur les poignées donc c’est la force de pelage et pas celle de traction.
Il existe différentes forces permettant de détacher nos deux planches de bois :
Les forces sont exercées perpendiculairement au film de colle : la surface totale de collage est soumise à une force de traction uniforme.
Des forces sont exercées dans l'épaisseur du film de colle, parallèlement à la surface de collage; toute la surface de collage est soumise à une contrainte uniforme. On fait généralement référence à la résistance au cisaillement
Des forces sont exercées sur seulement une partie du collage. La contrainte est hétérogène.
Des forces sont exercées perpendiculairement sur le bord du film de telle sorte que seule une fraction de la surface de collage est sollicitée.
Pour les livres :
- Physique Terminale S Paru en 2002 aux éditions Bréal par Marie-Françoise TORDEUX 416 pages
- Physique Term S Paru en 1999 aux éditions Hachette Education. Collection Durandeau – Durupthy, 383 pages
- Physique Chimie Term S. Spécialité Paru en 2002 aux éditions Belin par Jean-Marie PARISI, 223 pages
- Physique Term S Paru en 2006 aux éditions Hachette par Jean-Pierre DURANDEAU, 384 pages.

Pour les sites internet :
- Sirtin « qu’il est taquin cet arlequin ». Consulté le 8 novembre 2012. Disponible sur :http://www.sirtin.fr/2011/07/19/ajouter-du-citron-dans-le-lait-cree-une-formation-des-grumeaux/
- CNRS. Consulté le 29 novembre 2012. Disponible sur : http://www2.cnrs.fr/presse/thema/319.htm
- France cinq. Consulté le 25 octobre. Disponible sur : http://www.france5.fr/emissions/on-nest-pas-que-des-cobayes-
You tube. Consulté le 25 octobre. Disponible sur
- You tube. Consulté le 15 novembre. Disponible sur :
- Sader, ca adhère. Consulté le 3 janvier. Disponible sur : http://www.fixersanspercer.com/

1 an de conservation dans son emballage entre +5° et +30°
La conservation varie en fonction de la température
-> Meilleure conservation si placée dans un endroit froid
La colle caséine est donc l'équivalente d'une colle artificielle. De plus son utilisation est sans aucun risque et elle apporte un côté ludique.
Elèves du Lycée LA PERVERIE Sacré Coeur de Nantes
Full transcript