ExAO en SVT : utilisation et applications au lycée

L'ExAO (Expérimentation Assistée par Ordinateur) a profondément transformé la pédagogie des sciences expérimentales en lycée. Là où l'on travaillait autrefois avec des appareils analogiques peu précis et des lectures manuelles, on dispose aujourd'hui d'un écosystème de sondes et logiciels qui enregistre, trace et analyse en temps réel.

Les sondes courantes en SVT

• Sonde oxygène (O₂) : type Clark, mesure la PO₂ ou la concentration en O₂ dissous. Utilisée pour la photosynthèse, la respiration, la fermentation.
• Sonde CO₂ : infrarouge ou électrochimique, mesure la teneur en CO₂ d'une atmosphère close.
• Sonde pH : verre, mesure le pH d'une solution. Utilisée en digestion enzymatique, fermentations, photosynthèse.
• Sonde de conductivité : mesure les variations ioniques. Utile pour suivre les échanges ioniques racinaires.
• Capteur de pression : suit la pression dans une enceinte fermée — production de gaz par fermentation, etc.
• Sonde de température : pour étudier l'effet de la température sur les réactions enzymatiques.
• Capteur d'humidité : transpiration foliaire.
• Capteur de luminosité : pour calibrer l'éclairement en photosynthèse.

Expériences classiques en SVT

1. Photosynthèse de l'Elodée : production d'O₂ et consommation de CO₂ — voir protocole détaillé.
2. Respiration cellulaire : graines en germination, levures, petits invertébrés.
3. Fermentation alcoolique : levures + sucre, suivi du dégagement de CO₂.
4. Cinétique enzymatique : effet du pH, de la température, de la concentration en substrat.
5. Digestion in vitro : amylase + amidon, suivi de la production de glucose ou de la chute du pH.
6. Échanges gazeux pulmonaires : variations de CO₂ dans l'air expiré au cours de l'effort.
7. Cardiologie : électrocardiogramme simplifié avec électrodes de surface.

Logiciels et matériel

En France, plusieurs marques équipent les lycées : Pierron, Sordalab, Jeulin, Lego Education. Les logiciels les plus utilisés sont LatisPro et FoxyDirect. Tous permettent d'enregistrer, exporter (CSV), tracer, lisser et faire des régressions sur les données.

Avantages pédagogiques

• Mesures en temps réel, dont l'élève voit la courbe se construire.
• Précision : un dégagement gazeux de quelques µmol/L est détecté.
• Possibilité de répéter rapidement les expériences sous différentes conditions.
• Données exportables pour analyse mathématique (calcul de vitesses, courbes d'Arrhenius, modélisation).
• Interactivité : on voit immédiatement l'effet d'une modification (lumière, température, substance ajoutée).

L'ExAO est aujourd'hui indispensable à la pédagogie expérimentale moderne — et donne aux élèves des compétences directement réutilisables dans l'enseignement supérieur scientifique.