Chaînes et réseaux trophiques

Les élèves comprennent mieux les réseaux trophiques quand ils les vivent concrètement plutôt que de les étudier sur le papier. Les jeux de simulation et les constructions collaboratives transforment des concepts abstraits en expériences tangibles, ce qui favorise une mémorisation durable et une compréhension profonde des interactions écologiques.

• 5ème
• Exploration du Vivant et de la Planète Terre
• 4 activités
• 15 min–45 min

Objectifs d’apprentissage

1. Analyser la structure d'une chaîne alimentaire simple en identifiant producteurs, consommateurs primaires, secondaires et tertiaires.
2. Comparer les flux d'énergie entre différents niveaux trophiques en calculant le pourcentage d'énergie transférée.
3. Construire un modèle de réseau trophique pour un écosystème donné en représentant les interdépendances alimentaires.
4. Prédire les conséquences d'une perturbation (ex: disparition d'une espèce) sur la stabilité d'un réseau trophique.

Jeu de simulation

⏱ 35 min·Classe entière

Jeu de simulation: L'écosystème en équilibre

Chaque élève reçoit une carte représentant une espèce (producteur, herbivore, carnivore, décomposeur). Ils se relient par des fils de laine selon les relations alimentaires. Lorsqu'une espèce est « retirée », les fils sont tirés pour montrer physiquement quels maillons sont affectés. Discussion sur les conséquences en cascade.

Préparation et détails

Expliquer comment l'énergie circule d'un maillon à l'autre de la chaîne alimentaire.

Conseil de facilitation: Pour la construction collaborative du réseau trophique de la mare, fournissez des étiquettes autocollantes de différentes couleurs pour chaque niveau trophique afin de faciliter l'organisation visuelle.

Setup: Espace modulable avec différents îlots de travail

Materials: Fiches de rôle avec objectifs et ressources, Monnaie fictive ou jetons de jeu, Tableau de suivi des tours

• Appliquer
• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Conscience sociale
• Prise de décision

Étude de cas

⏱ 45 min·Petits groupes

Étude de cas: La réintroduction du loup dans le Mercantour

En petits groupes, les élèves analysent des documents sur la réintroduction du loup dans les Alpes françaises. Ils reconstituent le réseau trophique local, identifient les effets en cascade (prédation sur les ongulés, régénération de la végétation) et débattent des conséquences pour les éleveurs et l'écosystème.

Préparation et détails

Analyser les interdépendances entre les espèces au sein d'un réseau trophique.

Setup: Groupes de travail en îlots avec dossiers documentaires

Materials: Dossier d'étude de cas (3 à 5 pages), Grille d'analyse méthodologique, Support de présentation des conclusions

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Prise de décision
• Autogestion

Penser-Partager-Présenter

⏱ 15 min·Binômes

Penser-Partager-Présenter: Que se passe-t-il si les insectes disparaissent ?

Chaque élève liste les conséquences de la disparition des insectes sur un réseau trophique donné. En binôme, ils comparent leurs listes et identifient les conséquences qu'ils n'avaient pas envisagées. La mise en commun révèle l'ampleur des interdépendances.

Préparation et détails

Prédire les conséquences de la disparition d'une espèce sur l'équilibre du réseau.

Setup: Disposition de classe standard ; les élèves se tournent vers leur voisin

Materials: Consigne de discussion (projetée ou distribuée), Optionnel : fiche de prise de notes pour les binômes

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Carte conceptuelle

⏱ 40 min·Petits groupes

Construction collaborative : Le réseau trophique de la mare

À partir d'une liste d'espèces d'une mare (algues, daphnies, larves de libellule, grenouille, héron, bactéries), les élèves construisent le réseau trophique sur une grande affiche. Ils ajoutent des flèches pour indiquer le sens du transfert de matière et identifient les espèces clés de voûte.

Préparation et détails

Expliquer comment l'énergie circule d'un maillon à l'autre de la chaîne alimentaire.

Setup: Tables avec de grandes feuilles ou espace mural

Materials: Étiquettes de concepts ou post-its, Papier grand format (A3 ou raisin), Marqueurs, Exemple de carte conceptuelle

• Comprendre
• Analyser
• Créer
• Conscience de soi
• Autogestion

Enseigner ce sujet

Commencez par des activités simples et manipulatoires pour ancrer les concepts avant d’aborder la complexité des réseaux. Évitez de présenter les chaînes alimentaires comme des listes linéaires : insistez dès le début sur les chevauchements et les interactions multiples. Les recherches en didactique des sciences montrent que les élèves comprennent mieux les écosystèmes quand ils voient les liens entre les organismes plutôt que les maillons isolés.

À quoi s’attendre

À la fin des activités, les élèves doivent pouvoir expliquer le rôle de chaque niveau trophique, représenter correctement le sens des flèches dans une chaîne alimentaire, et justifier pourquoi l'énergie diminue à chaque transfert. Leur travail doit montrer une compréhension des interdépendances au sein des écosystèmes.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Lors du jeu de simulation, certains élèves pensent que les flèches indiquent simplement « qui mange qui » sans comprendre le transfert d'énergie.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant le jeu de simulation, utilisez les fils de laine pour matérialiser le flux de matière et d'énergie : montrez que la laine part de l'herbe (producteur) vers le lapin (consommateur primaire) pour illustrer que l'énergie de l'herbe est transférée au lapin.

Idée reçue courante

Les élèves croient souvent que le prédateur au sommet de la chaîne est l'espèce la plus importante pour l'écosystème.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Lors de l'étude de cas sur la réintroduction du loup dans le Mercantour, demandez aux élèves de lister tous les rôles écologiques impactés par cette espèce, en insistant sur l'interdépendance des niveaux trophiques.

Idée reçue courante

Les élèves perçoivent les chaînes alimentaires comme des systèmes linéaires et isolés les uns des autres.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant la construction collaborative du réseau trophique de la mare, utilisez des ficelles de couleurs différentes pour relier les chaînes entre elles et montrez comment un organisme peut appartenir à plusieurs chaînes.

Idées d'évaluation

Vérification rapide

Après le jeu de simulation, présentez aux élèves une image d'un écosystème simple et demandez-leur d'identifier un producteur, un consommateur primaire et un consommateur secondaire, puis de tracer une chaîne alimentaire reliant ces trois organismes.

Question de discussion

Pendant le Think-Pair-Share sur la disparition des insectes, écoutez attentivement les échanges pour vérifier que les élèves identifient au moins trois conséquences écologiques (pollinisation, prédation, recyclage de la matière organique).

Billet de sortie

Après la construction collaborative du réseau trophique de la mare, distribuez une fiche avec un schéma simplifié et demandez aux élèves de colorier en bleu les flèches représentant le transfert d'énergie et en rouge celles représentant le transfert de matière.

Extensions et étayage

• Demandez aux élèves de créer une chaîne alimentaire imaginaire pour un écosystème extraterrestre et d'expliquer comment l'énergie y est transférée.
• Pour les élèves en difficulté, fournissez un réseau trophique partiel à compléter avec des étiquettes à placer.
• Proposez une recherche approfondie sur le rôle des décomposeurs dans un écosystème forestier, avec présentation orale ou écrite.

Vocabulaire clé

Producteur	Organisme capable de produire sa propre matière organique à partir de matière inorganique, généralement par photosynthèse (ex: plantes, algues).
Consommateur	Organisme qui se nourrit d'autres organismes pour obtenir de l'énergie et de la matière. On distingue les consommateurs primaires (herbivores), secondaires (carnivores ou omnivores) et tertiaires (superprédateurs).
Niveau trophique	Position qu'occupe un organisme dans une chaîne alimentaire, déterminée par son régime alimentaire.
Réseau trophique	Ensemble des chaînes alimentaires interconnectées au sein d'un écosystème, montrant les multiples relations de prédation et de compétition.
Décomposeur	Organisme (bactérie, champignon) qui dégrade la matière organique morte, la recyclant en éléments minéraux pour les producteurs.