Un microscope de laboratoire reste hors de portée de beaucoup d'écoles. Pourtant, l'appareil photo d'un téléphone, associé à une petite lentille, permet déjà d'observer un monde invisible à l'œil nu : cellules d'oignon, ailes d'insectes, cristaux de sel, fibres de tissu. Et comme le téléphone photographie ce qu'il voit, les élèves peuvent conserver, partager et comparer leurs observations.
Le principe
L'objectif d'un téléphone est conçu pour photographier à distance. En plaçant devant lui une petite lentille très bombée, on raccourcit la distance de mise au point : l'objet peut être placé à quelques millimètres, et il apparaît fortement agrandi.
Plus la lentille est petite et bombée, plus le grossissement est important, mais plus la zone nette est réduite et plus il faut de lumière.
Trois façons de fabriquer la lentille
1. La goutte d'eau
C'est la méthode la plus simple, idéale pour une première séance. Déposez une petite goutte d'eau sur l'objectif du téléphone (préalablement nettoyé), en la gardant bien ronde. Le téléphone posé à plat, objectif vers le haut, approchez l'échantillon par-dessus. La goutte agit comme une loupe.
Inconvénients : elle s'évapore et coule facilement. Mais elle fait comprendre le principe en deux minutes.
2. La lentille de pointeur laser
Les petits pointeurs laser bon marché contiennent une minuscule lentille très bombée, idéale pour cet usage. Récupérez-la (un adulte démonte le pointeur, retire les piles et met de côté la diode laser, qui ne doit jamais viser les yeux). Fixez la lentille devant l'objectif avec un morceau de pâte adhésive ou dans un trou percé dans une bande de plastique rigide.
Le grossissement obtenu est souvent suffisant pour distinguer des cellules végétales.
3. Les lentilles à clip du commerce
Des objectifs « macro » ou « microscope » à pince se vendent à petit prix. Ils sont plus pratiques et plus durables. Pour un club, un ou deux de ces accessoires constituent un bon complément aux versions artisanales.
Fabriquer un support stable
Tenir le téléphone à la main donne des images floues. Un support simple change tout :
- une boîte en carton ou une petite planche avec, au-dessus, un plateau transparent (morceau de plastique rigide ou de plexiglas) sur lequel on pose le téléphone, objectif vers le bas ;
- en dessous, l'échantillon sur une lame de verre ou un morceau de plastique transparent ;
- une petite lampe torche ou la lumière d'un second téléphone, placée sous l'échantillon pour l'éclairer par transparence.
La mise au point se fait en rapprochant ou en éloignant l'échantillon par petits mouvements, par exemple en ajoutant ou retirant des cartes de visite sous la lame.
Ce qu'on peut observer
- Les cellules de l'oignon : prélevez la fine pellicule transparente entre deux couches, posez-la à plat avec une goutte d'eau. Avec un peu d'iode ou de colorant alimentaire, les cellules et leurs noyaux deviennent plus visibles.
- Les cristaux : sel, sucre, bicarbonate. Comparer leurs formes est une belle introduction à la chimie.
- Les insectes : ailes de mouche, pattes de fourmi, écailles de papillon (sur des insectes trouvés morts).
- Les tissus et le papier : fibres de coton, de papier journal, d'un billet de banque.
- L'eau d'une flaque ou d'une mare : avec un bon éclairage, on aperçoit parfois de minuscules organismes qui bougent.
- Les feuilles : les stomates, petites ouvertures par lesquelles les plantes échangent l'air, se voient sur la face inférieure de certaines feuilles.
Faire de l'observation une démarche scientifique
L'intérêt ne se limite pas aux belles images. Proposez aux élèves de :
- dessiner ce qu'ils voient avant de photographier : le dessin oblige à regarder attentivement ;
- estimer la taille des objets observés en photographiant une règle graduée au même grossissement ;
- comparer : feuilles de plantes différentes, eau de deux sources, sel fin et gros sel ;
- constituer un album du club, avec légende, date et méthode pour chaque image.
Les précautions
- Ne jamais regarder ni pointer la diode laser d'un pointeur démonté vers les yeux ; un adulte la retire et la garde.
- Protéger l'objectif du téléphone : essuyez l'eau et les produits avec un tissu doux, évitez tout liquide agressif.
- Manipuler les lames de verre avec soin et prévoir une boîte pour les morceaux cassés.
- Se laver les mains après avoir manipulé de l'eau de mare ou des insectes.
Avec quelques téléphones et un peu d'ingéniosité, un club peut ainsi disposer d'un véritable atelier d'observation, et découvrir que la science commence souvent par regarder de plus près.
Newtiv.org aide les écoles et les clubs à créer des laboratoires pratiques adaptés à leurs moyens.