Les mathématiques des déchets

Par Kate Nelson

Traduction par Geneviève B. Granger

De par le monde industrialisé, la quantité importante de déchets solides envoyés aux sites d’enfouissement chaque année est difficile à concevoir. Saviez-vous que les États-Unis rejettent environ 250 millions de tonnes (environ 225 millions de tonnes métriques) de déchets résidentiels et commerciaux par an?[1] C’est environ 500 millions de mètres cubes.

Au Canada, 30 millions de tonnes sont générés[2] par an, tandis que les Australiens produisent environ 35 millions de tonnes[3]. Même si les élèves comprennent que ce sont des chiffres importants, il peut être difficile pour eux – comme pour les adultes – de saisir l’ampleur de ces volumes. Après tout, à quand remonte la dernière fois que vous avez vu 250 millions de tonnes de quoi que ce soit en un seul endroit?

La leçon suivante nécessite l’utilisation des mathématiques pour aider les enfants à appréhender la question des déchets à un niveau plus familier et plus significatif. Ces activités sont appropriées pour les élèves de 3^e et 5^e années pratiquant la multiplication et les graphiques, mais elles peuvent facilement être ajustées pour les niveaux supérieurs ou inférieurs.

Matériaux:

Pèse-personne, du papier millimétré, des calculatrices, des déchets de classe

Durée:

10 minutes par jour pendant cinq jours, plus 45 minutes pour effectuer les calculs et en discuter et 30 minutes pour la vérification des poubelles de la classe

Les connaissances de base pour l’enseignant:

• Information pour les calculs, à savoir le nombre de classes de l’école, les écoles primaires de la région, le nombre de jours d’école de l’année scolaire
• Compréhension générale des sites d’enfouissement (http://science.howstuffworks. com/landfill6.htm est un bon endroit pour débuter)
• Compréhension générale du programme de recyclage de votre école et / ou de la communauté

Objectifs: Les élèves comprendront que si les déchets d’une personne peuvent sembler sans conséquence, ils s’ajoutent au nombre lorsqu’ils sont pris dans leur ensemble. Ils comprendront également que la plupart des déchets sont acheminés vers les sites d’enfouissement, et que ces sites ont des conséquences sur l’environnement.

Procédure:

Pour commencer, demandez aux élèves de peser tous les déchets de la classe à la fin de chaque jour pendant une semaine. Comme il peut être difficile de faire tenir un sac directement sur une balance, une solution consiste à demander l’aide d’un élève qui va se peser en tenant le sac, puis à nouveau sans le sac. Il suffit ensuite de soustraire le premier résultat du second.

Faites un graphique du poids des ordures à chaque jour et trouvez la moyenne. Vous aurez fort probablement un nombre de quelques livres ou kilogrammes. La multiplication peut maintenant commencer. Tout d’abord, demandez à la classe de multiplier la moyenne du poids des ordures par jour par le nombre de classes de l’école. Demandez-leur: “Si notre classe fait  x  livres ou kilogrammes de déchets en moyenne chaque jour, serait-il raisonnable de supposer que les autres classes de notre école font à peu près la même quantité?” Cela pourrait susciter une conversation animée quant à savoir quel niveau génère la plus importante quantité de déchets, mais plus important encore, elle donnera une idée aux étudiants de la quantité de détritus que leur école produit chaque jour.

Ensuite, les élèves ont besoin de saisir l’ampleur des déchets qui sont générés par l’école (excluant les déchets du dîner) à chaque année scolaire. (Assurez-vous d’avoir le nombre de jours d’école en main.) Multipliez le nombre de déchets que la classe a précédemment calculé pour l’ensemble de l’école par le nombre de jours d’école, et maintenant vous devriez avoir un nombre imposant qui sera susceptible de surprendre les élèves.

Si vous souhaitez continuer, demandez à la classe: “Pouvons-nous supposer que la plupart des écoles primaires de notre région scolaire produisent la même quantité de déchets en un an?” Une visite rapide sur le site web de la région devrait fournir le nombre d’écoles primaires par lequel multiplier. Les calculatrices peuvent être nécessaires à ce moment.

Exemple hypothétique:

Moyenne des déchets pour la classe = 1 lb / kg par jour

1 lb / kg x 18 classes dans le bâtiment de l’école =18 lb / kg de déchets provenant des classes de l’école par jour.

(Les élèves peuvent avoir besoin de se rappeler que ce chiffre n’inclut pas la poubelle de la cafétéria.)

18 lb / kg de déchets x 180 jours d’école par an = 3 240 lb / kg de déchets provenant des classes de l’école par an.

3 240 lb/ kg x 15 écoles primaires dans la région = 48 600 lb / kg de déchets produits par les écoles de la région chaque année.

Pour comprendre l’approximation du volume de ce poids, on suppose qu’il y a 1 000 lb par mètre cube ou 496 kg par mètre cube de déchets (selon l’estimation du poids des déchets municipaux des camions à ordures de l’Association des déchets solides de l’Amérique du Nord).

Vous pouvez continuer à effectuer les calculs des résidus aussi loin que vous et vos élèves pouvez aller. Par exemple, vous pourriez maintenant multiplier par le nombre de régions scolaires dans votre état ou province, par le nombre d’états ou de provinces dans votre pays, et ainsi de suite. Les étudiants peuvent souligner le fait que le poids des poubelles devient de plus en plus approximatif à mesure que l’équation augmente. Toutefois, le but est de trouver une généralisation qui montre que l’ensemble du contenu d’une poubelle, petits sacs de croustilles, crayons cassés, bouts de papier finissent par s’accumuler et pèsent lourd sur le bilan global.

Fermeture:

Maintenant que les élèves de la classe ont une idée de la rapidité à laquelle les déchets peuvent s’additionner, voici un bon moment pour discuter des sites d’enfouissement avec eux. Soulignez que certains déchets générés par un pays peuvent être recyclés, compostés, ou encore brûlés, mais la majorité – soit 54% pour les États-Unis[4], 78% au Canada[5], et 54% en Australie[6] – est enterrée dans les sites d’enfouissement.

Voici quelques concepts de base pour aider les élèves à comprendre les conséquences des sites d’enfouissement: 1. Les sites d’enfouissement sont de formes et de tailles différentes, mais ils ont généralement la taille de 10 terrains de football. 2. Une fois les déchets déversés dans les décharges, ils ne sont jamais réutilisés. Les sites d’enfouissement ne sont pas des tas de compost, et rien n’est retiré aux fins de recyclage. 3. Les sites d’enfouissement vont éventuellement se faire remplir et seront fermés une fois pleins.

Demandez aux enfants: “Pourquoi les sites d’enfouissement ne sont-ils pas une solution durable au traitement des déchets? En d’autres termes, dans des centaines d’années, à quoi ressemblera notre pays si nous continuons à mettre nos rejets dans les décharges?” Discutez non seulement du problème de l’espace occupé par les décharges, mais de la question d’enterrer nos ressources naturelles pour toujours. “Si nous enterrons du papier dans un site d’enfouissement, comment allons-nous faire du papier neuf?” Il peut être nécessaire de faire un examen rapide de ce que nous utilisons comme ressources pour la fabrication, incluant le pétrole, le bois, le minerai et le sable.

Une conclusion significative de cette leçon serait d’examiner de près ce qui se retrouve spécifiquement dans la poubelle de la classe, aussi appelée une vérification des déchets.

Faites un remue-méninges sur les différentes façons de garder les objets trouvés en dehors du circuit des détritus. “Où pouvons-nous disposer de ces choses en dehors de la poubelle? Y-a-t-il une autre utilisation que nous pourrions faire de ces objets?”

Connaissant les enfants, ils arriveront avec plus de solutions sur le dilemme de la poubelle qu’on ne pourrait jamais espérer.

Création d’une salle de classe sans déchets

Réduire:

• Les assiettes, verres et coutellerie jetables de la classe se traduisent par des monticules d’ordures. Encouragez les enfants à apporter leur propre assiette, leur fourchette et leur verre de la maison. Gardez un ensemble de serviettes en tissu à portée de la main (aussi longtemps que vous êtes prêt à les laver!)

• Pour réduire la tendance des enfants à utiliser du papier à main comme si le rouleau n’avait pas de fin, utilisez des chiffons et des éponges à portée de la main pour effacer les acétates, laver les bureaux et ramasser les dégâts.

Réutiliser:

• Les contenants de jus ou de repas sont choses communes dans les poubelles de l’école, mais avec un peu d’encouragement, la situation peut facilement changer. Considérez de faire des tirages au sort pour les élèves qui apportent de la maison des boissons et des collations dans des contenants réutilisables. Faites le graphique quotidien du nombre d’étudiants qui utilisent des contenants durables.

• Le papier est très utile à l’école, donc essayez d’en tirer le maximum. Les feuilles utilisées d’un côté seulement peuvent être laissées dans un bac désigné pour le papier brouillon. Les retailles de papier de construction peuvent être récupérées et réutilisées pour les bricolages.

Recycler:

• Les rejets de la classe sont nombreux : les cahiers de notes, les copies papier (blanc ou pastel) et les boîtes de mouchoirs. Heureusement, ils sont communément acceptés par les programmes de recyclage; vérifiez le guide de recyclage de votre école pour plus de détails. Si votre école n’a pas de programme de recyclage, tout ce qu’il lui faut, c’est un bac de collecte improvisé et une équipe de parents prêts à amener le recyclage jusqu’au centre de tri.

• Même si votre école a établi un programme de recyclage, il peut être utile d’examiner s’il existe des objets recyclables supplémentaires acceptés par le centre de tri de votre municipalité. Vous pourriez vous rendre compte que même si la liste de collecte de votre école ne promeut pas les contenants de jus, le centre de tri les accepterait.

Composter:

• Donnez aux pelures d’oranges et aux croûtes une deuxième chance. Les jardins scolaires gagnent en popularité et une bonne dose de déchets alimentaires décomposés rendra les plantes heureuses. Si une pile de compost de jardin n’est pas une option pour votre école, envisagez d’adhérer au mouvement des enseignants aventureux qui font du vermicompostage dans leur classe. Vos élèves vont adorer et peu de travail est nécessaire pour garder vos vers heureux et en santé – trouvez les informations à l’adresse http://www.watershedactivities.com/projects/winter/wormbin.html.

Extensions:

Pour le plaisir, utilisez la division pour trouver des comparaisons de poids intéressantes.

Par exemple: si l’école génère 3 000 lb (1 364 kg) de déchets par an, cela équivaut approximativement au poids d’environ combien d’élèves de cinquième année?

À 80 lb ou 37,5 kg par étudiant, l’équivalent du poids d’environ 38 élèves de cinquième année est rejeté chaque année!

Utilisez des fractions pour découvrir des solutions possibles. Par exemple, si nous pouvions recycler le tiers de ce qui se retrouve dans les poubelles de l’école à chaque année, nous pourrions réduire de quel poids?

(3 000 lb ou 1 364 kg x 1/3 = 1 000 lb ou 454 kg, de sorte qu’il serait possible de réduire de 1000 lb ou 454 kg). Si nous pouvions composter un autre _─ de nos déchets, combien de plus pourrait-on réduire? (2 000 lb / 909 kg laissés après le recyclage x _─ = 500 lb / kg, donc le compostage permettrait de réduire les déchets de 500 lb / kg).

Recyclez le problème. Si vous utilisez déjà un bac de recyclage dans votre salle de classe, pesez le contenu du bac pendant une semaine et effectuez les calculs précédents. Cette fois, l’augmentation du poids sera donc une bonne chose, et les élèves de la classe pourront hypothétiquement calculer la quantité de recyclage générée par l’école chaque jour, chaque année et ainsi de suite.

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Références

[1] US EPA <http://www.epa.gov/osw/basic-solid.htm>

[2] Statistique Canada, L’activité humaine et l’environnement, Statistiques annuelles 2005, http://www.statcan.gc.ca/pub/16-201-x/16-201-x2005000-eng.pdf

[3] Commission sur la productivité, Rapport d’enquête sur la gestion des déchets, 2006, http://

www.pc.gov.au/projects/inquiry/waste/docs/finalreport

[4] US EPA <http://www.epa.gov/osw/basic-solid.htm>

[5] Statistique Canada, Enquête sur la gestion des déchets de l’industrie 2006, http://www.

statcan.gc.ca/pub/16f0023x/2006001/5212375-eng.htm

[6] Bureau australien des statistiques, Déchets solides en Australie, Environnement Australie:

Enjeux et tendances, 2006 http://www.abs.gov.au/ausstats/abs@.nsf/

Previousproducts/4613.0Feature%20Article252006?opendocument&tabname=

Summary&prodno=4613.0&issue=2006&num=&view=

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Kate Nelson aime aborder la problématique des déchets. Elle est éducatrice environnementale pour Eco-Cycle à Boulder, au Colorado.

Geneviève B. Granger est traductrice à ses heures. Elle enseigne à Montréal, au Québec.

Ce qui précède est une traduction de « The Mathematics of Trash » qui a été publié en Green Teacher 89, Été 2010.