La mesure de la bio-impédance d’un végétal comme moyen d’introduire le domaine de la biologie dans une formation E.E.A.

¹ Département EEA, ENS de Cachan, 61 Avenue du Prdt Wilson, 94230 Cachan
² SATIE, CNRS UMR 8029, Institut d’Alembert, ENS Cachan, France

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Résumé

Cet article présente l’utilisation d’un tissu biologique végétal comme support pédagogique auprès d’élèves dans une formation EEA de niveau L3 pour les sensibiliser aux interactions entre le champ électrique et le vivant, et les initier à l’électrophysiologie . Il permet de montrer aux élèves le rôle que peut avoir l’E.E.A. et la physique appliquée. dans des disciplines scientifiques très variées, et ici en particulier dans le domaine de la biologie. La partie expérimentale de cet enseignement, inclue une phase d’instrumentation pour la mesure, puis d’extraction des paramètres pour la détermination d’un modèle électrique du tissu biologique et enfin une phase d’étude d’effets induits par un choc électrique sur ce tissu. En s’appuyant sur la mesure d’une bio-impédance dans la gamme [100Hz – 5MHz] les élèves établissent le modèle équivalent électrique du tissu végétal (ici un simple morceau de pomme de terre). Ils mettent en évidence le comportement en fréquence du tissu biologique et sa nature: assemblage de cellules au sein d’un milieu extracellulaire conducteur (conduction ionique). Deux modèles électriques sont confrontés aux mesures expérimentales (modèle de Fricke et de Cole-Cole) par une extraction des paramètres en utilisant la méthode des moindres carrés et comparés pour en voir les limites. Enfin, une fois ces modèles assimilés, les élèves étudient l’évolution de la valeur des paramètres trouvés lors de l’application d’un choc électrique sur le tissu biologique et tente d’analyser ce qui se passe au sein du tissu. Au final, les élèves de L3 y ont vu un regard qu’ils n’imaginaient pas de l’EEA, très appliqué et original à l’aide d’un support étonnant que constitue une pomme de terre.