Cet article fait partie de la série « Réussir sa synthèse TPE ». Vous trouverez l’ensemble des articles de cette série à cette adresse.
Le site du lycée Dumont d’Urville à Maurepas propose des exemples de fiches de synthèses TPE qui peuvent aider à se faire une idée du résultat attendu pour cet exercice. En voici une proposée en intégralité sur ce blog, les deux autres fiches de synthèse TPE sont disponibles sur le site du lycée. En espérant que ça vous soit utile !
TPE série scientifique.
Thème : formes et structures.
Sous thème : les transformations de la matière.
Sujet : la barbe à papa.
Nous avons choisi ce sujet sur la barbe à papa car nos papilles gustatives et notre curiosité nous y poussaient.
Problématique : Par quels principes physiques et chimiques aboutit-on à la fabrication de la barbe à papa ?
Ce choix était aussi intéressant car il nous a permis de faire différentes expériences, ainsi que d’appliquer le couplage de trois matières :
La physique : nous avons utilisé la loi de la force centrifuge.
Les SVT : nous avons eu recours à l’étude des sucres alimentaires et à leurs structures ainsi qu’à des mesures de températures et de temps.
La chimie : nous avons étudié des réactions chimiques et des molécules.
Notre hypothèse de départ s’est formée par observation de la fabrication de la barbe à papa avec des machines de type « fête foraine » et de la barbe à papa elle-même, nous avons alors supposé que la barbe à papa était formée à partir de sucre chauffé et centrifugé à grande vitesse.
Notre travail :
Nous avons tout d’abord cherché à comprendre quelles étaient les réactions chimiques mises en jeu lors de la transformation du sucre en barbe à papa. Nous avons donc été amenées à étudier les différentes étapes de la caramélisation.
Nous avons aussi tenté de suivre la structure des molécules engagées dans cette réaction de caramélisation.
Nous avons ensuite fait une expérience, pris des mesures de temps et de températures pour atteindre le stade de caramélisation souhaité et constaté que cette réaction seule ne permettait pas l’obtention de barbe à papa.
Ce constat nous amène à la fabrication d’une machine à faire de la barbe à papa, machine qui est basée sur un principe de chauffage et de rotation. Nous avons construit plusieurs prototypes avant d’obtenir une machine opérationnelle.
Le nombre d’expériences et de tentatives étant assez important, nous avons jugé utile de constituer un dossier précis résumant les différentes étapes de notre travail et schématisant les divers prototypes de machines confectionnées et donnant un aperçu des résultats à l’aide de photos.
Travail personnel :
Pour la gestion du travail en commun, nous l’avons principalement effectue ensemble au Lycée. Quant aux recherches individuelles à faire en dehors de l’établissement, nous les avons réparties équitablement entre les différents membres du groupe. Je me suis principalement occupée de la fabrication des différentes machines ainsi que de recherches documentaires à la médiathèque et sur Internet notamment concernant la force centrifuge. J’ai aussi participé à la correction du dossier et à une partie de sa confection sur les prototypes de machines sachant que c’est principalement Marina qui s’est occupé de rédiger la trame du dossier puis chacune de nous a pu compléter sa partie. Toutes les expériences effectuées et la plupart des recherches ont été faites avec l’ensemble du groupe.
Réponse à notre problématique :
La barbe à papa peut donc s’obtenir par chauffage du sucre cristallisé, afin qu’il subisse une réaction de caramélisation (jusqu’au stade du grand cassé aux environs de 1 50°C), et par centrifugation du sucre ainsi transformé.
