90 degrés - Les @teliers ciel & espace - AFA

Les astropacks // Les bases générales (2010) 1

SOMMAIRE OMMAIRE
Les bases de l’orientation
1 SE REPERER (Jour) - Les points cardinaux p. 5
2 FABRIQUER (Jour) - La boussole p. 7
3 SE REPERER (Jour) - Comment s’orienter avec sa montre ? p. 8
4 MESURER (Nuit) - La mesure des angles p. 10
5 REALISER (Jour) - Un globe stellaire p. 11
6 REALISER (Jour) - La carte du ciel p. 13
7 OBSERVER (Nuit) - Au Nord l’étoile polaire p. 12
L’observation nocturne
8 OBSERVER (Nuit) - Différencier les objets qui brillent dans le ciel p. 15
9 OBSERVER (Nuit) - Observations nocturnes p. 18
La Lune
10 OBSERVER / COMPRENDRE – Autour de la Lune p. 22
11 EXPERIMENTER (Jour) - Les phases de la Lune p. 29
12 MODELISER (Jour) - La Lune et la Terre amoureuses… p. 31
Le Soleil
13 REALISER (Jour) - Gnomon et cadran solaire p. 33
14 OBSERVER (Jour) - Le Soleil p. 38
Jeux et Expériences
15 JOUER (Jour) - Enigme sur le temps p. 41
16 EXPERIMENTER (Jour) - Des constellations en trois dimensions p. 42
17 EXPERIMENTER (Jour) - Les distances et les échelles p. 44
18 REALISER (Jour) - Le Système Solaire : la ronde des planètes p. 46
Pour aller plus loin
Les astropacks // Les bases générales (2010) 3

SE SE REPERER REPERER
REPERER
Objectif(s) :
Connaître quelques points de repères remarquables
Comment identifier les points cardinaux ?
Les Les Les Les points points points points cardinaux cardinaux cardinaux cardinaux
On ne peut parler de repérage dans le ciel sans évoquer les points cardinaux. Outre
l’étoile polaire qui nous aide à identifier la direction du Nord, il est important d’avoir
toujours en tête un certain nombre d’autres indicateurs.
Le Nord : Il existe deux “types” de nord : le nord magnétique et le nord géographique.
Le nord géographique, sur l’axe de rotation de la Terre est ce que l’on appelle le pôle
Nord. Le nord magnétique est un endroit de la Terre, proche du pôle Nord, situé sur
l’axe de symétrie du champ magnétique qui nous entoure. La différence entre le nord
magnétique et le nord géographique est appelée déclinaison.
L’Est : Le lever du Soleil se fait dans la direction de l’Est. Cependant vous remarquerez
que ce n’est pas exactement l’Est. En été, le Soleil se lève au Nord-Est. Mais il n’y a pas
que le Soleil qui se lève de ce côté. En effet, ce mouvement est dû à la rotation de la
Terre sur elle-même. De ce fait, tous les astres se trouvant à l’Est se lèvent. Il est très
facile de bien observer ce phénomène au cours d’une soirée d’observation.
Le Sud : Tournons sur nous-mêmes d’un quart de tour vers la droite. A l’opposé de
l’étoile polaire, c’est-à-dire dans la direction du Sud, se passent un tas de choses. Les
étoiles se trouvant dans cette direction sont au plus haut de leur course dans le ciel.
Lorsqu’elles passent précisément au Sud, elles commencent à redescendre pour aller
se coucher. C’est aussi dans cette direction, sur une ligne qui traverse le ciel d’Est en
Ouest, que nous pourrons identifier les planètes, la Lune, ou encore le Soleil… A vos
cartes ! (ceci n’est valable que dans l’hémisphère Nord).
L’Ouest : Le coucher de Soleil se fait dans la direction de l’Ouest. Cependant, vous
remarquerez que ce n’est pas exactement l’Ouest. En été, le Soleil se couche au Nord-
Ouest. Il est possible de mettre en évidence un décalage quotidien du coucher du
Soleil. Pour ce faire, vous devrez prendre des points de repères précis sur l’horizon.
La Rose des vents
Afin de matérialiser avec précision toutes ces directions et noter des changements
éventuels au cours du temps, il peut être intéressant de réaliser avec les jeunes un
instrument, tel que une rose des vents (carton, bois…)
Vous pourrez même y dessiner votre horizon au crépuscule, ce qui vous donnera des
points de repères terrestres pour vos observations futures…
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Les astropacks // Les bases générales (2010) 6

FABRIQUER
FABRIQUER
Objectif(s) :
Réaliser un objet technique simple et s’en servir
Matériel utile :
1. une épingle
2. un aimant
3. un bouchon de liège
4. une assiette creuse et de l'eau
Une Une Une Une boussole boussole boussole boussole
La boussole a été inventée au XV ème siècle, et elle a favorisé notablement, la
navigation et les grandes découvertes. Elle se base sur une propriété naturelle de
certains métaux : le magnétisme, connu depuis l'Antiquité mais utilisé seulement bien
des siècles plus tard.
Une boussole est constituée d'une aiguille aimantée flottant librement, de façon à
indiquer constamment l'axe Nord- Sud (le méridien), quelle que soit la position de la
boussole. L'aiguille est attirée par le pôle Nord de cet énorme aimant qu'est la Terre.
Dans l'hémisphère Sud, c'est le pôle Sud qui attire l'aiguille.
A l'aide d'un aimant, magnétisons l'épingle en frottant l'aimant sur elle un bon nombre
de fois, sur toute sa longueur et toujours dans le même sens. Ce dernier point signifie
que l'aimant doit être relevé en bout de course pour revenir en début de course,
comme on caresse un chat. Sinon :
1 - le chat griffe
2 - l'aiguille ne s'aimante pas.
Découper une rondelle d'un bouchon de liège, dans lequel on pratiquera une rainure
diamétrale. L'épingle aimantée vient naturellement prendre place dans cette rainure.
Remplissons une assiette de liquide : eau, huile, etc…
Posons, avec la délicatesse qui caractérise d'ordinaire les adolescents, le bouchon au
centre du liquide. Si le bouchon est bien en liège et non en acier, il flotte. Si l'épingle est
convenablement aimantée, le bouchon tourne doucement jusqu'à ce que l'épingle
soit sur le méridien. La pointe indique donc, dorénavant, le Nord … ou le Sud ! (Ce
dernier point dépend du pôle de l'aimant que vous avez utilisé).
Astuces :
Aimanter plusieurs épingles avec plusieurs aimants : une sur deux environ sera aimantée
dans le bon sens.
La pointe de l'épingle doit indiquer le Nord. Vérifions notre méridien à l'aide d'une vraie
boussole, ou … de l'étoile polaire ! Evitons de poser notre boussole sur une table aux
pieds métalliques, et éloignons-la en général des objets ferreux.
En savoir plus :
Pourquoi la Terre est-elle un gros aimant ? Parce que ses couches profondes ne
tournent pas tout à fait à la même vitesse ; les frottements engendrent un champ
magnétique. Ce phénomène est à ne pas confondre avec la gravité. Ce n'est pas
parce que la Terre est un aimant qu'elle nous attire ! Pour cela, il faudrait que nous
soyons en fer ! Ce qui nous attire est une autre force : la gravité.
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SE SE REPERER REPERER
REPERER
Objectif(s) :
Se repérer à l’aide des constellations
Matériel utile :
1. 1 montre
Comment Comment Comment Comment s’orienter s’orienter s’orienter s’orienter avec avec avec avec sa sa sa sa
montre montre montre montre ????
Autrefois, les gens ne connaissaient qu’une seule heure : celle du Soleil. Depuis, nous
avons inventé un autre type d’heure : l’heure légale. C’est notamment pour cela que
tu dois régler ta montre lorsque tu passes à l’heure d’hiver ou à l’heure d’été.
En France, par exemple en été, il y a deux heures d’écart entre l’heure solaire et
l’heure légale, et en hiver, il n’y a qu’une heure de différence. Ainsi lorsqu’il est 16 h en
été (heure légale = celle que tu lis sur ta montre), il n’est que 14 h à l’heure du Soleil.
Pourquoi parle-t-on de décalage horaire ?
As-tu déjà entendu parler de Greenwich ?
Quand il fait jour chez toi, il fait nuit de l’autre côté de la Terre. L’heure qu’il est dépend
alors de l’endroit où l’on se trouve. Pour que ce soit plus simple, un ingénieur écossais,
Sandford Fleming, décide en 1884, de diviser le globe terrestre en 24 parties égales, où
l’heure est la même du nord au sud : les fuseaux horaires. Et le premier fuseau est situé
près de Londres, à Greenwich.
A partir du méridien de Greenwich (la ligne en pointillée sur le dessin), on détermine
l’heure origine ou heure GMT (Greenwich Mean Time). Ainsi, à intervalles réguliers, on
avance d’une heure par fuseau, en se déplaçant vers l’est.
Regarde sur le dessin, tu pourras connaître les heures GMT de ces deux villes :
- Heure de Londres = Heure GMT + 0
- Heure de New York = Heure GMT – 5
Ainsi, lorsqu’il est 0 h (ou minuit) à Londres, il est 18 h à New York (on retire 5 h).
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Manipulation :
1 - Règle ta montre à aiguille à l’heure solaire : en été, tu retardes ta montre de deux
heures, en hiver, tu retardes ta montre d’une heure seulement.
2 - Vise le Soleil avec la petite aiguille.
3 - Le Sud se trouve toujours exactement entre la petite aiguille et le midi de ta montre.
Exemple : nous sommes en hiver et il est 15 h :
a) Retarde ta montre de 1 h. La petite aiguille se retrouve alors sur le chiffre 2
(correspondant à 14h)
b) Tourne ta montre de telle sorte que la petite aiguille, qui est sur le chiffre 2
maintenant, se retrouve face au Soleil. Le sud se trouve exactement entre la petite
aiguille et le midi (le 12 de ta montre), comme sur le dessin.
Explications :
Le Soleil se lève à l’est.
Le Soleil se couche à l’ouest.
Le Soleil est au sud à midi.
Le Soleil ne va jamais au nord.
Maintenant, voici les quatre points cardinaux comme sur une boussole :
NORD (360 degrés)
SUD (180 degrés)
EST (90 degrés)
OUEST (270 degrés)
Donc, le Soleil se lève le matin à l’est à 90 degrés. Il est à midi au sud à 180 degrés. Il se
couche le soir à l’ouest à 270 degrés et ne va jamais au nord à 360 degrés.
Il peut y avoir une autre façon de s’orienter, c’est avec la mousse qui pousse au pied
de certains arbres. Elle se trouve au nord. En effet, le Soleil ne va jamais au nord. Donc,
la mousse pousse à l’ombre et du côté plus humide, puisse que le Soleil n’y va jamais.
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MESURER
MESURER
Mesurer Mesurer Mesurer Mesurer des des des des angles angles angles angles avec avec avec avec ses ses ses ses mains mains mains mains
Après s’être familiarisé avec les constellations du ciel, il peut être utile de posséder un
moyen de mesurer les “distances” entre divers objets. On appelle ces “distances” des
angles. Cela permet notamment de pouvoir bien expliquer ce que l’on cherche à faire
observer à quelqu’un d’autre.
Le système de mesure le plus élémentaire, c’est d’utiliser... ses mains ! Tendues à bout
de bras, elles constituent un instrument très efficace et à la portée de chacun.
L'évaluation des distances dans le ciel est particulièrement utile pour
indiquer la distance entre deux objets dans le ciel lors d'une séance
de repérage des constellations. Cette technique permet aussi de
vérifier, avant une observation, que l'horizon sera suffisamment
dégagé dans la direction où vous attendez tel ou tel astre, et qu'un
arbre, un lampadaire ou un bâtiment ne se trouvent pas sur la ligne
de visée.
2°
Pour repérer les angles dans le ciel, tendez votre bras et
utilisez votre main : une main tendue à bout de bras
représente une largeur d'environ 20°.
Pour évaluer des distances plus petites, utilisez la largeur de votre poing, soit
10°, ou votre pouce : respectivement 3° et 5° pour la largeur et la longueur
de celui-ci.
Pour vous exercer, vous pouvez tenter de retrouver les distances entre les
différentes étoiles d'une constellation comme la Grande Ourse
La nuit, le ciel présente à nos yeux une curieuse illusion, toutes les étoiles
semblent projetées sur une même toile de fond : la sphère céleste.
Les distances sur cette sphère imaginaire
s'expriment en angles : un tour d'horizon fait
360° et la distance entre l'horizon et le
zénith est de 90°. La Lune, quant à elle,
nous apparaît sous la forme d'un disque
d'un demi-degré, ou 0,5° : on la cache ainsi
aisément avec le pouce.
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REALISER
REALISER
Objectif :
• Se familiariser avec le ciel et réaliser un outil original pour l’observation
Durée : 1 heure ou plus
Matériel utile :
- Gabarits (sur feuille bristol si possible)
- Scotch
- Colle
- Pic à brochettes
La construction du globe aura lieu la journée pour pouvoir ensuite l’utiliser durant la soirée
d’observation.
Construction :
- Construire le globe, en scotchant et pliant aux endroits pré-tracés (plier n’est pas
obligatoire, le globe n’en est que plus beau par la suite).
Utilisation :
- Repérez dans le ciel la Petite Ourse (repérez d’abord la grande ourse et guidez-vous à
l’aide de la carte du ciel). Orientez la Petite Ourse située sur le globe vers son homologue
céleste (le globe sera donc incliné à environ 45°, par rapport à son équateur, en France
métropolitaine).
Une fois que cette opération est faite ne plus changer l’axe ou l’inclinaison du globe (le
planter dans le sol dans cette position à l’aide d’un pic à brochettes le traversant par les
pôles est une bonne solution).
- Imaginez maintenant l’axe de rotation de ce globe : il passe par la Petite Ourse sur le
dessus et près de la Croix du Sud pour le dessous. Vous allez le faire tourner autour de cet
axe afin de faire coïncider les constellations visibles dans le ciel avec celles visibles sur le
dessus du globe.
Avec des enfants, il est plus simple de matérialiser cet axe avec un pic à brochettes
passant à travers le globe par exemple.
- Maintenant, orientez la partie supérieure du globe
de façon à ce qu’elle coïncide avec le ciel visible en
faisant tourner le globe autour de l’axe (servez-vous
d’une autre constellation que vous alignerez avec sa
copie sur le globe). La Grande Ourse constitue un
bon repère, étant visible toute l’année, facilement
repérable et connue de la plupart des personnes.
Une fois le globe orienté, la moitié supérieure de la
sphère représente le ciel tel qu’on le voit. Il est donc
facile de repérer les constellations, car le globe étant
sphérique, il donne directement l’emplacement de la
constellation et son altitude.
Il suffit alors de regarder vers l’endroit où « pointe » la
constellation sur le globe pour trouver la constellation
dans le ciel.
Info : Les étoiles de la carte sont d'autant plus grosses qu'elles apparaissent brillantes.
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REALISER
REALISER
Objectifs : Se familiariser avec le ciel
• Réaliser un outil d’observation utile toute l’année
Durée : 1 heure
Temps de préparation : 5 minutes
Matériel utile :
- Fiches cartonnées
- Gabarits
- Ciseaux
- Attaches parisiennes
- Cutters
- Scotch ou agrafes
Cette carte vous permettra de reconnaître facilement les étoiles visibles à un instant donné. En
effet, la Terre ayant un mouvement de révolution (de rotation) autour du Soleil, le ciel se modifie
peu à peu au cours de l'année : les étoiles visibles à minuit en été sont différentes de celles
visibles à minuit en hiver. La carte du ciel se règle donc en fonction de la date et bien
évidemment de l'heure d'observation (on fera attention à la différence entre l'heure locale vraie
et l'heure officielle de votre montre cf. fiche « comment s’orienter avec sa montre »). Il faudra
veiller à orienter la carte vers le Nord et la regarder en la tenant au-dessus de vous, l'Est et
l'Ouest sont donc inversés, ces 2 horizons sont à noter sur le masque (seconde partie de la
carte).
La carte du ciel se présente en trois parties : la carte des étoiles, le masque permettant de ne
montrer que le ciel visible et un fond où l'on trouve les explications et le mode d'emploi. C'est sur
le fond que l'on fixe la carte. Lors du montage, on veillera à ce que les échelles de dates
apparaissent dans les fenêtres afin d'obtenir les coïncidences heure-date, c'est-à-dire le bord du
cercle de la carte du ciel doit coïncider avec le bord du cercle découpé dans la partie du
dessus (celle qui était en gris avant de la retirer).
Il vous faudra photocopier ces trois parties sur du
papier cartonné (au minimum celle du milieu).
Les parties en grisé sont à évider. Ensuite, on
assemble à l’aide d’une attache parisienne les
parties 1, 2 et 3 (la partie 1 étant celle du dessus).
A proximité de l'Etoile Polaire (Petite Ourse) on
remarque une petite croix qui indique le centre
exact de la carte c'est-à-dire le pôle céleste nord
(c'est le point où l'on fixera l'attache parisienne).
Les étoiles de la carte sont d'autant plus grosses
qu'elles nous apparaissent brillantes.
Sur la carte figure un cercle. Il s'agit de l'Ecliptique
(cercle représentant la trajectoire annuelle
apparente du Soleil autour de la Terre) où l'on
trouve les planètes et qui passe par les
constellations du zodiaque.
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OBSERVER
OBSERVER
Objectif(s) :
Se repérer à l’aide des constellations
Matériel utile :
1. Une carte du ciel
2. Une lampe rouge (pour lire la carte sans s’éblouir)
3. Une boussole (au cas où)
Trouver le Nord
Au Au Au Au Nord, Nord, Nord, Nord, l’étoile l’étoile l’étoile l’étoile polaire polaire polaire polaire
Toute observation doit débuter par l’identification de points de repères. Le plus facile
sera bien sûr, pour commencer, de retrouver les points cardinaux. La connaissance de
la grande Ourse sera précieuse pour accomplir une telle démarche ! En effet, grâce à
elle, nous pourrons retrouver très facilement sa petite soeur : la Petite Ourse. Il suffit pour
cela de reporter cinq fois la distance entre les deux étoiles qui se trouvent à l’opposé
de la queue de la Grande Ourse (cf. schéma). On tombe alors sur une étoile bien
connue des navigateurs : l’Etoile Polaire. Cette étoile se trouve toujours dans la
direction du Nord, ce que vous pourrez vérifier à l’aide d’une boussole. Une fois le Nord
repéré, il vous est facile de trouver les autres points cardinaux par déduction.
Amusez-vous alors à identifier les constellations et les astres sur les différents horizons, à
l’aide de la carte du ciel.

Différencier Différencier Différencier Différencier les les les les objets objets objets objets qui qui qui qui
brillent brillent brillent brillent dans dans dans dans le le le le cie ciellll cie cie
Un astre correspond à tout objet naturel visible dans le ciel nocturne…
Quand nous regardons le ciel, nous pouvons y voir des étoiles, mais aussi des avions,
des satellites ou même des planètes. Mais comment les distinguer ? Voici une liste des
principales lueurs que vous rencontrerez lors de vos veillées nocturnes.
Un avion ?
Pour ce qui est de l’avion, c’est plutôt
simple ! Même si nous ne l’entendons
pas, il a en général un feu blanc fixe,
c’est sa lumière ventrale, pas plus
brillante qu’une étoile moyenne. Les
deux petits points rouges clignotants, ce
sont les feux de bout d’ailes. Impossible
de s’y tromper.
Un hélicoptère ?
Les hélicoptères ne volent pas la nuit...
Même pas pour lâcher des vipères en
Dordogne...
Une étoile ?
Boule de gaz très comprimé qui produit
de l’énergie et de la lumière. L’étoile de
notre
Système solaire est le Soleil. 1 000 voire
2 000 sont visibles à l’oeil nu, certaines
étant très brillantes. Toutes scintillent
légèrement, un peu plus quand le vent
se lève et quasiment pas quand l’air est
stable. Quand elles sont basses sur
l’horizon, elles peuvent même s’iriser de
couleurs qui peuvent faire douter de
leur nature stellaire. Un peu de
connaissance du ciel et on s’y retrouve
facilement.
Une planète ?
Cinq sont visibles à l’oeil nu et chacune
a ses particularités.
- Mercure, par exemple, est très difficile
à voir du fait de sa proximité du Soleil et
ce sont donc les quatre autres qu’il faut
savoir reconnaître.
- Vénus, appelée aussi “étoile du
Berger” est la plus brillante, toujours
visible le soir au crépuscule ou le matin
à l’aube, jamais au milieu de la nuit.
- Mars est orangée comme Arcturus ou
Antarès.
- Jupiter est blanche comme Véga,
avec une paire de jumelles ou une
petite lunette astronomique on peut
distinguer ses 4 principales Lunes.
- Saturne est jaune comme Regulus,
beaucoup moins brillante que Jupiter.
Les planètes ne scintillent pas à la
différence des étoiles. Sur quelques
semaines, on les voit même se déplacer
par rapport aux étoiles. A noter qu’une
planète n’émet pas de lumière, elle
renvoie celle de son étoile comme une
sorte de miroir géant.
La Lune ?
Qui ne la reconnaîtrait pas ? Et
pourtant, parfois, quand elle se couche
ou se lève, rougeâtre et découpée par
des nuages, notre satellite peut
ressembler à une étrange soucoupe
volante… très poétique ! L’astre de la
“nuit” est en réalité autant présent dans
le ciel le jour. La pleine Lune est visible
toute la nuit, le premier quartier est
visible en première partie de soirée puis
se couche, à l’inverse du dernier
quartier de Lune qui n’est visible qu’en
dernière partie de nuit et le matin. La
nouvelle Lune est présente dans le ciel
de jour et donc invisible du fait de la
clarté du Soleil.
Une étoile filante ?
Une seconde ou deux de brillance, une
trajectoire courte, un mouvement
rapide, l’éclat d’une étoile : c’est un
météore ! Si ce fragment de corps
céleste atteint le sol d’un astre, comme
notre bonne vieille Terre, on récoltera
alors une météorite.

Un bolide ?
Une brillance nettement plus forte que
le météore, une trajectoire longue,
plusieurs secondes de durée, des
couleurs parfois surprenantes : c’est un
bolide, parfois gros comme un caillou. Il
peut traverser le ciel tout entier, se parer
de couleurs intenses, plus rarement
crépiter et devenir aussi brillant que la
pleine Lune, voire davantage. Très
spectaculaire !
Une aurore boréale ?
Rare mais visible en France, c’est un
voile mouvant, de couleur rouge, verte
ou bleue électrique, observable en
direction du nord. Les aurores polaires
(boréales pour la France) sont toujours
associées aux périodes d’activité
maximale du Soleil. Retrouvez sur le site
Internet
http://www.swpc.noaa.gov/pmap/ les
prévisions en direct de l’activité solaire
et connaître ainsi vos chances d’en
observer.
Un ballon-sonde ?
Observation rare qui se présente
comme un point de brillance variable
mais parfois intense, surmonté d’une
lumière plus faible et pulsante. La
première est le ballon, la seconde son
écho radar. Son déplacement est lent,
voire très lent.
Pourquoi Pluton n’est plus une planète :
L’UAI (Union Astronomique Internationale) a
décidé en août 2006 de décrire une planète
comme étant un objet qui :
- orbite autour d’une étoile sans en être une
lui-même,
- n’est pas un satellite (comme notre Lune
par exemple, satellite de la Terre),
- doit être suffisamment lourd pour que sa
gravité lui donne une forme ronde,
- et doit être suffisamment massif pour avoir
“éliminé” tout autre corps gravitant autour
de lui (en clair, cet objet ne doit pas être un
corps parmi d’autres sur une même orbite).
Pourquoi une telle révolution ?
Depuis peu, Pluton posait quelques
Un satellite ?
Corps qui tourne autour d’une planète.
Il existe deux types de satellites : les
naturels et les artificiels. La Lune est le
satellite naturel de la planète Terre et
nous envoyons régulièrement des
satellites artificiels, autour de la Terre,
pour nous fournir de très belles images
de celle-ci. Petit point brillant, mais pas
plus qu’un avion pour certains,
beaucoup plus pour d’autres, selon sa
taille, sa distance et l’angle qu’il fait
avec le Soleil. Le satellite a une
trajectoire rectiligne et disparaît parfois
brusquement dans l’ombre de la Terre.
A l’image de la station spatiale
internationale ISS, qui aujourd’hui est
l’objet le plus brillant dans le ciel après
Venus. Elle a des passages prévisibles, et
la voir (sachant qu’elle est habitée), est
toujours émouvant. Elle met trois à
quatre minutes à traverser le ciel, en
général du Sud-Ouest au Nord-Est.
Quant aux flashs iridium, ces satellites
particuliers brillent pendant quelques
secondes d’un éclat croissant qui peut
dépasser celui de Vénus. C’est la
première publicité de l’espace !
Retrouvez sur le site Internet
http://www.heavens-above.com/ les
heures de passages des iridiums et de la
Station spatiale pour votre commune.
D’où vient le nom de “ planète” ?
Lorsqu’on lève les yeux au ciel, nous
observons une multitude d’étoiles
scintillantes qui paraissent immobiles à
un instant donné. Mais en observant le
ciel plus attentivement sur plusieurs
jours, nous pouvons nous apercevoir
que certains astres semblent se
déplacer sur la voûte céleste. Pour les
Grecs de l’Antiquité, ces astres
semblaient errer dans le ciel, ils leur
donnèrent alors le nom de “planêtês”
(origine du mot planète), qui signifie
vagabond.

problèmes à la communauté astronomique… Compte-tenu du fait qu’elle soit très
différente des autres planètes de notre Système solaire, par sa taille et que son orbite
ne soit pas sur un même plan de révolution, Pluton était une planète atypique de notre
Système Solaire. elle s’est demandé (vous avez dû en entendre parler) si nous devions
ou pas la considérer comme telle.
Petit retour en arrière…
Lorsque l’astronome américain Clyde Tombaugh l’a découverte en 1930, elle s’était
vue attribuée le titre de neuvième planète du S ystème solaire. Or depuis la fin du 20 e
siècle d’autres objets très similaires, comme Charon ou Eris, ont été découverts et on ne
les a pas pour autant considérés comme des planètes.
Alors quel était le problème ?
En fait, il semblerait qu’elle soit beaucoup plus petite qu’on ne le pensait (plus petite
que la Lune) et que son orbite autour du Soleil soit très différente de celle des autres
planètes (beaucoup plus allongée et “coupant” parfois celle de sa voisine, Neptune).
Du coup, pour savoir s’il fallait l’exclure de cette famille des “planètes” ou considérer
tous les corps qui lui ressemblaient comme de nouvelles, les astronomes ont décidé de
redéfinir cette notion (ils n’étaient pas non plus très rassurés à l’idée que leur nombre
augmente démesurément grâce aux probables futures découvertes).
Finalement, malgré le fait que tous les astronomes ne partagent pas cette nouvelle
norme qu’on leur impose, nous devons considérer maintenant que notre Système
solaire compte désormais 8 planètes, reléguant ainsi Pluton au rang de “planète
naine”, nouvelle catégorie de planètes s’ajoutant ainsi aux planètes dites “classiques”.
Que l’on se rassure, pour ne pas froisser sa susceptibilité, l’UAI a tout de même décidé
en 2008 de lui rendre ses lettres de noblesse en la définissant comment étant le
prototype d’une nouvelle catégorie d’objets transneptuniens (objets dont l’orbite se
trouve au-delà de Neptune), les plutoïdes.

Lorsque nous sortons par une nuit sans nuages, pour peu
que nous levions le nez vers le zénith, nous pouvons
observer une multitude d’étoiles et plus nous les observons
plus il y en a. Au bout d’une dizaine de minutes, nos yeux
se sont habitués à l’obscurité et nos pupilles dilatées
permettent à la lumière de près de 2000 étoiles
d’impressionner nos rétines (dans de bonnes conditions
d’observation).
Durant l’Antiquité, les observateurs ont cartographié le
ciel. De cette époque sont nées les nombreuses
mythologies qui font du ciel nocturne un véritable livre
d’histoires fantastiques.
L’observation par la méthode des alignements (cf.
schéma)
Il s’agit tout simplement de tirer des lignes imaginaires à
partir d’une constellation que vous savez reconnaître à
coup sûr. En général il s’agit de la Grande Ourse, visible
toute l’année, même en ville et facile à identifier et à
mémoriser. A noter que dans cette constellation, la
deuxième étoile de la queue de la célèbre "Casserole”,
Mizar, est une belle étoile double (regardez-bien, on voit
un autre petit point lumineux, juste au-dessus, c’est Alcor).
La Petite Ourse est plus discrète la moitié est invisible en
cas de pleine Lune ou de pollution lumineuse. Pour la
retrouver, relier les 2 étoiles Mérak et Dubhe.
Reporter cette distance 5 fois vers le haut de la Casserole
tout en restant dans l’alignement. Nous trouvons alors une
étoile peu brillante : c’est l’Etoile Polaire (Polaris), alignée
avec l’axe de rotation de la Terre et dirigée vers le Nord.
Elle se trouve au bout de la queue de la constellation de
la Petite Ourse, avec des étoiles peu brillantes.
La Petite ressemble à la Grande Ourse mais avec une
queue orientée dans l’autre sens ou encore à une louche
plongeant vers la Casserole.
Pour retrouver Cassiopée, après avoir trouvé Polaris, nous
continuons tout droit jusqu’à atteindre la Voie Lactée
(cette grande bande laiteuse barrant les cieux éloignés de
pollution lumineuse), nous découvrons alors le W de Cassiopée.
Observations Observations Observations Observations nocturnes nocturnes nocturnes nocturnes
Un oeil photographique
Pour présenter notre oeil, on
pourrait le comparer à un
appareil photo :
- le boîtier serait le globe
oculaire ;
- l’objectif serait le cristallin ;
- le diaphragme (l’ouverture)
serait l’iris ;
- la sensibilité (notée iso sur les
APN ) serait la pupille ;
- la pellicule (ou capteur sur
les numériques) serait la
rétine.
De même, pour voir de près,
nous accomodons, ce qui
s’apparenterait à faire une
mise au point.
Lorsque la lumière rentre dans
l’appareil et traverse
l’objectif, elle vient imprimer
la pellicule. De la même
manière, dans notre oeil, la
lumière traverse le cristallin et
va “exciter” les cellules du
fond de notre oeil, avant que
l’image ne soit transmise au
cerveau.
En continuant la courbe de la queue de la Grande Ourse nous pouvons observer une
étoile brillante et légèrement orangée, c’est Arcturus de la constellation du Bouvier.
Et le Cocher ?
© Illzach Optic

Cette fois-ci si l’on suit la ligne la naissance de la queue de la Grande Ourse (Megrez)
et un des “gardes” (Dubhe), nous trouvons alors la constellation du cocher dont l’étoile
la plus brillante est Capella (étoiles orangée).
Comment notre œil peut observer durant la nuit ?
C’est grâce à nos photorécepteurs. Ce sont des cellules photosensibles (sensibles à la
lumière) qui tapissent notre rétine : les cônes et les bâtonnets. Elles sont
complémentaires et permettent à notre cerveau d’interpréter l’image formée sur la
rétine suivant certaines conditions.
• les cônes sont sensibles aux couleurs et utilisés en lumière vive. Ils sont situés dans le
prolongement de l’axe de l’œil (dans la fovea) et existent sous trois types :
ceux sensibles à la lumière rouge, à la lumière verte et à la lumière bleue. Ils nous
permettent de voir de jour et en couleurs.
• les bâtonnets sont spécifiques aux faibles luminosités et fonctionnent dans l’obscurité
et la pénombre. Ils se répartissent sur toute la surface de la rétine. Ils sont tous
identiques, réagissent à toutes les couleurs et ne permettent qu’une vision en nuances
de gris (en noir et blanc). Dans des conditions de faible éclairage, nous voyons donc
sans couleurs. Ce n’est qu’au bout d’une vingtaine de minutes que l’on peut discerner
les objets dans la nuit, la pupille devant se dilater au maximum. En effet, hormis pour
admirer la Lune qui est très brillante, pour pouvoir observer le ciel, les yeux doivent
s’habituer à l’obscurité.
Pour ne pas détériorer cette “aptitude optique”, il faut donc faire attention à ne pas
allumer de lumière vive au cours de la soirée d’observation, mais on peut utiliser de la
lumière rouge, pour regarder une carte du ciel par exemple,
les bâtonnets n’y sont pas sensibles.
Légende : La Grande Ourse
Un groupe de 7 étoiles brillantes fait l’unanimité dans les cartes de
différentes civilisations : le Chariot ou la “Grande Casserole”. L es Grecs de
l’Antiquité y voyaient une ourse avec une grande queue, le récipient de
la casserole étant le corps et le manche, la queue.
Qui était cette Grande Ourse ?
C’était la princesse Callisto (fille du roi L ycaon) ayant juré fidélité et fait
vœu de chasteté à Artémis, déesse de la chasse et de la virginité. Bien
qu’averti de ce serment, Zeus, roi des Dieux en tomba amoureux (une de
plus !!) et par ruse, s’unit à elle et conçu un fils. Jalouse, Héra, épouse du
roi des Dieux, la transforma alors en ourse. L ors d’une partie de chasse
avec Artemis, Arcas, fils de Callisto, décocha une flèche, guidée par Héra,
sur sa mère alors transformée en ourse. Pour la sauver de cette tragédie,
Zeus décida alors de la placer parmi les étoiles en la faisant tournoyer par
la queue pour l’envoyer dans les cieux (ce qui lui valut sa grande queue).
P lus tard, Zeus transforma Arcas en étoiles (la Petite Ourse) et le plaça
près de sa mère. Par peur d’une autre infidélité, Héra s’entendit alors
avec son amant, Poséidon, pour que les deux ourses ne se couchent
jamais dans la mer. C’est pourquoi vous ne verrez jamais passer sous
l’horizon ces deux constellations (n’effleurant ainsi pas la mer).

Les Les Les Les alignements alignements alignements alignements remarquables
remarquables
remarquables
remarquables

Autour Autour Autour Autour de de de de la la la la Lune Lune Lune Lune
Vous trouverez ci-dessous quelques idées pour observer la Lune et mener des activités
autour d’elle.
Les contenus ci-dessous sont tirés des @teliers « Ciel et espace » ainsi que de quelques
sites dont vous trouverez la liste en fin de dossier.
Ce contenu est à considérer comme un « mémo » vous permettant de pointer les
notions et questions les plus essentielles et les plus rapidement appréhendables par
votre public.
Quelques chiffres
Taille (diamètre) : 3 480 km (6 fois plus petite que la Terre)
Distance à la Terre : env. 384 000 km (356 400 km au périgée et portée à 406 700 km à
l'apogée)
Température : +130°C / - 175°C
Période de rotation (sur elle-même) : environ 29 jours
Période de révolution (autour de la Terre) : environ 29 jours (C’est pour cette raison que
de la Terre, nous voyons toujours la même face de la Lune.)
Age : 4,6 milliards d’années
Composition : pas d’atmosphère, il n’y a donc ni vent ni climat. Elle est aride. Son
centre contient de la roche et du métal en fusion, mais elle est solide. Depuis la Terre,
sur sa surface recouverte de poussière, nous observons des zones sombres et des zones
claires.
Les zones sombres appelées « mers » sont de vastes plaines formées de nappes de
roche fondue. Les zones plus claires sont des cratères, des montagnes et des vallées.
L’apesanteur y est 6 fois moindre
Ex : un objet pesant 100kg sur la Terre ne pèserait que 16.6 kg sur la lune.
(On pourrait y faire des bonds de 300m (les astronautes n’ont fait que de petits bonds
dans les images que l’on a vues à la télé parce qu’ils avaient beaucoup de matériel
sur eux, environ 250kg)
Que voir (et faire observer) à l’œil nu ?
1. La forme
Quelle forme a la Lune ? A votre avis, quelles seront les formes suivantes ?
Quels sont les différents noms des formes ? Que veut dire gibbeuse ?
Comment retrouver les formes et s’en souvenir ?
Qu’est-ce que le limbe ? Le terminateur ? Quelles particularités ont ces limites ?
2. La taille
Quel est mon œil directeur ?
Notions de distances angulaires.
Pourquoi parait-elle plus grosse à l’horizon ?
3. La couleur/la lumière
Est-ce la même chose que le Soleil ?
D’où vient la partie éclairée ?
Question « piège » : Quelle est la couleur du ciel vue de la Lune ?

Axe d’inclinaison
de la Lune (~6°)
cornes de
la Lune
4. Les « ombres »
Quelle face voit-on ? Est-ce toujours la même ?
A quoi correspondent les différentes formes que l’on voit dessus ?
Que dire de plus concernant ces formes ? (noms, particularités des deux « côtés » de la
Lune…)
Quelques informations rapides
1. La couleur/lumière
La Lune ne brille pas par elle-même. Elle reçoit de la lumière du Soleil, comme la Terre,
et c'est la lumière qu'elle nous renvoie que nous percevons. C'est elle qui donne le clair
de lune. Si elle brillait par elle-même, comme le Soleil, elle serait toujours pleine !
Lorsqu'il y a le clair de lune, on voit le sol et les arbres, les bâtiments... C'est parce qu'ils
nous renvoient encore un peu de la lumière qu'ils reçoivent de la Lune (en provenance
du Soleil).
2. La forme
Limbe et Terminateur :
terminateur
(limite intérieure)
lumière
cendrée
limbe
(limite extérieure)
Le limbe est la limite extérieure de l’aspect d’un astre
vu de la Terre, toujours de forme circulaire.
Le terminateur est la limite d’éclairement d’un astre
par le Soleil, qui sépare la zone éclairée de la zone
d’ombre. Toujours de forme elliptique, cette limite
fictive varie avec la phase des objets célestes
observés.
C'est là qu'il faut observer, le long du Terminateur, car
l'éclairage rasant des rayons du Soleil à cet endroit
fait ressortir le relief. Quand on s'écarte du
Terminateur, on s'aperçoit que le relief s'aplatit, on ne
distingue plus guère de détails. Ce qui est intéressant, c'est que le Terminateur se
déplace chaque jour, et donc on a droit chaque soir à un paysage différent !
Le seul moment défavorable à l'observation du relief lunaire est la Pleine Lune, car alors
tout le paysage est aplani par la lumière solaire. Il faut alors se contenter d'observer la
Lune dans son ensemble, ce qui peut être assez joli malgré tout !
Il y a de gros écarts thermiques entre les deux limites (+150°C / -100°C). Pourquoi ?
Cycle lunaire :
© http://www.jardinature.net/jardin_lune.htm
La Lune met 29 jours pour effectuer un
cycle lunaire.
Le cycle commence lorsque la Lune
se trouve entre la Terre et le Soleil : elle
est alors invisible, c'est la Nouvelle
Lune.
Elle commence par apparaître sous
forme d'un petit croissant, qui va
grossir de plus en plus au fil des jours :
on dit que la Lune est croissante.
Lorsqu'elle a accompli le quart de son
orbite, elle est à moitié éclairée : c'est
le Premier Quartier.

Ensuite, la taille de la surface éclairée continue d'augmenter : on dit alors que la Lune
est gibbeuse.
Lorsqu'elle a effectué la moitié de sa trajectoire, la Lune est alors entièrement éclairée :
c'est la Pleine Lune.
Elle se trouve alors à l'opposé du Soleil par rapport à la Terre. Ensuite, elle devient
décroissante : la taille du croissant lunaire se met à diminuer. Au trois quarts de son
orbite, c'est le Dernier Quartier : une moitié de la Lune seulement est visible.
Enfin, le croissant lunaire continue à s'affiner jusqu'a devenir à nouveau invisible. Le
cycle peut alors recommencer.
Mémo sur les phases
Le tableau ci-dessous vous indique pour plusieurs phases, la forme observée, le
moment de la journée où la Lune est observable et enfin le temps écoulé entre cette
phase et la précédente nouvelle Lune.
LUNE CROISSANTE : après-midi et soir // LUNE DECROISSANTE : fin de nuit et matin
Forme
observée
Aucune Aucune
Forme
de
croissant
Demidisque
Trois
quarts
de
disque
Disque
Trois
quarts
de
disque
Demidisque
Période de la journée
où la Lune est visible
Après-midi, début de soirée
Premier croissant : le soir au Sud -Ouest ou à
l’Ouest.
De midi à minuit
Premier quartier : bien visible dès le milieu de
l’après-midi, il culmine au Sud au coucher du
Soleil.
Nuit
La Gibbeuse se lève plus tard, vers le S-E au
coucher du Soleil. Lorsqu’elle devient presque
pleine, le contour « rogné » est à votre gauche
Du crépuscule à l'aube
La pleine Lune est la seule dont les contours
sont parfaitement nets. Elle s’observe presque
exclusivement de nuit. Vous la voyez se lever
vers l’est le soir, elle paraît plus grosse mais ce
n’est qu’une illusion d’optique.
Nuit
Gibbeuse : visible au lever du soleil vers l’Ouest,
puis les jours passant vers le Sud-Ouest. Le
contour « rogné » est à votre droite.
Fin de la nuit, aube
Dernier quartier : observable avec des élèves
juste avant de rentrer en classe.
© http://membres.multimania.fr/helium4/lune/lune.htm
Phase
Nouvelle
Lune
Croissant
du soir
Premier
quartier
Lune
gibbeuse
Pleine
Lune
Lune
gibbeuse
Dernier
quartier
Temps
écoulé par
rapport
à la
nouvelle
Lune
-
3 - 4 jours
7 jours
10 - 11 jours
14 jours
17 - 18 jours
21 jours

En forme
de
croissant
Fin de la nuit et grande partie du jour
Dernier croissant : bien visible en fin de nuit et
au lever du Soleil, il devient plus difficile à situer
dans le ciel ensuite, à mesure que l’on
s’approche de la nouvelle Lune.
Croissant
du jour
24 - 25 jours
Périodes de visibilité :
Au début de son cycle, La Lune se lève en début d'après-midi, ce qui fait qu'elle est
presque couchée à la tombée de la nuit, donc basse sur l'horizon et donc difficile à
observer.
Au fur et à mesure de son cycle, elle se lève de plus en plus tard, et devient donc plus
facile à observer en début de nuit, d'autant plus que la taille de la surface éclairée
augmente.
Lorsque la Lune est dans sa phase décroissante, elle se lève très tard dans la nuit, le
mieux pour l'observer à ce moment-là étant plutôt de se lever très tôt le matin. La Lune
est donc surtout facile à observer entre le Premier Quartier et la Pleine Lune, car elle est
présente alors dès le début de la nuit, elle est alors assez haute dans le ciel et
largement éclairée. C'est le moment idéal pour les débutants et aussi la période
pendant laquelle on l'observe le plus souvent.
Les formations géologiques
Même à l’œil nu, on remarque de grandes taches sombres. Les premiers
observateurs, par analogie avec la Terre, ont pensé qu'il s'agissait de MERS LUNAIRES.
On s'est bien vite rendu compte qu'il s'agissait de vastes et plates étendues pierreuses
sans eau !
La moindre paire de jumelles montre les formations "géologiques" (on devrait dire
"séné logiques") les plus caractéristiques : les CRATÈRES MÉTÉORIQUES.
L'idée la plus généralement admise est qu'il ne s'agit pas de volcans, mais de véritables
"trous de bombe" creusés par des météorites, des blocs de roche de toutes tailles
voyageant dans l'Espace, qui ont heurté la Lune.
Avec un télescope, il est possible de détailler les grandes chaînes de
MONTAGNES LUNAIRES. Les plus hauts sommets atteignent 8 000 m d'altitude par
rapport aux mers voisines.
Enfin, il est possible d'observer des "volcans" sur la Lune. Ils se présentent sous
forme de DÔMES avec, parfois, un petit cratère au sommet.
Les formations géologiques de la Lune ont reçu des noms empruntés à la vie terrestre.
a. Les mers et les lacs ont des noms poétiques (Mer de la Tranquillité, des Humeurs…).
Côté « positif » (droite à œil nu) : autour des Mers de la Sérénité, de la Fécondité et de
la Tranquillité, il y’a un point sombre qui est la Mer des Crises.
Côté « négatif » (gauche à œil nu) : Mers des Pluies, Mers des Humeurs, Mers des Nuées,
Océan des Tempêtes
b. Les cratères ont été baptisés à partir de noms d'hommes ou de femmes célèbres
(Newton, Copernic, Platon...).
Pourquoi sont-ils là ? Comment se sont-ils formés ? Est-ce que c’est la même chose sur
Terre ? (érosion, atmosphère…).
Si on veut avoir son nom sur la Lune, il faut donc 1- être connu et 2- avoir plus de 2 siècles

c. Les noms des chaînes de montagnes ont été calqués sur les noms de montagnes
terrestres (Appenins, Alpes, Carpathes...).
Des questions à (se) poser
Quelles différences il y a entre ces deux cartes ?
Pourquoi ?
Quelle est la couleur du ciel vue de la Lune ?
Combien pèse-t-on sur la Lune ?
Quand s’est-elle formée ?
Combien de temps faut-il pour y aller ? Quelle distance de la Terre ?
Combien il y a-t-il de cratères ?
Pourquoi la Lune ne nous tombe-t-elle pas sur la tête ?
Pourquoi n'y a-t-il pas de vie sur la Lune comme sur la Terre ?
La Lune a-t-elle une influence sur les plantes ? Sur les animaux ?
Voyagera-t-on un jour sur la Lune ?
Pourquoi les loups-garous préfèrent-ils la pleine Lune ?
Quel âge a la Lune ?
Pourquoi alors qu'il fait jour, voit-on encore la Lune dans le ciel et pas les étoiles ?
S'il n'y avait plus de Lune, que se passerait-il ?
Pourquoi n'y a-t-il pas d'oxygène sur la Lune ?
Que signifie le mot « Lune » ?
Pourquoi la Lune a-t-elle parfois une couleur rougeâtre ?
Quelles sont les différences entre la Terre et la Lune ? (http://pagespersoorange.fr/philippe.boeuf/robert/physique/lunecurios.htm)

Petit jeu : cherchez l’erreur…
Question : Le pain de nos boulangers est-il vraiment frais ?
1- Proposer cette assertion et profiter de la minute de désarroi
profond des stagiaires…
2- Donner le logo des artisans ou faire le dessin
3- Poser la question fil rouge « dans ce logo, il y a un élément qui
permet de déterminer si le pain réalisé par le boulanger est frais ou
non ? »
4- Donner 6 à 10 minutes aux équipes pour apporter des éléments de
réponses. En fonction des réactions, proposer des indices :
- Qu'est ce qui détermine la fraicheur du pain ?
- A quelle heure est-il préparé ?
- Y a t il un lien entre la Lune et l'horaire ?
- Les phases de la Lune sont elles distribuées aléatoirement ?
...
5- Si la réponse n'est pas trouvée et si cela n'est pas fait, proposer l'activité sur les phases de la
Lune, cycle lunaire.
6- REPONSE :
© Nicolas Franco
Observation : La Lune est dans son premier quartier (règle des ‘p’ et ‘d’)
Ce que l’on sait (faire émerger ces notions auprès de votre public) :
- La France se trouve dans l'hémisphère nord
- Les boulangers préparent (à priori) leur pain le matin du jour même
- Pour les habitant des l’hémisphère Nord, la Lune suit « à peu près » la course du Soleil
c'est-à-dire va d’Est (plus ou moins) en Ouest (plus ou moins) en passant par le Sud (elle
ne passera jamais, pour notre hémisphère, par le Nord, comme le Soleil d’ailleurs)
- Lors de la phase croissante de la Lune, c'est la partie Ouest qui est illuminée (les pointes
du croissant indiquent donc l’Est)
- Lors de la phase décroissante, c'est la partie Est qui est illuminée (les pointes du croissant
indiquent donc l’Ouest)
- Le Soleil se lève à l’Est et se couche à l’Ouest
- Si l’on regarde la Lune (vers le Sud), le Soleil doit donc se lever à gauche (à l’Est) puis se
coucher à droite (à l’Ouest).
La forme de la Lune et sa position dans le ciel sont donc intiment liées à une heure donnée, et
ce, chaque mois dans l'année. Pour les habitants de l'hémisphère nord :
- Le premier quartier de Lune est visible en première partie de nuit (fin d'après-midi jusqu'à la
première partie de nuit)
- La pleine Lune est présente toute la nuit et se trouve au plus haut dans le ciel, vers minuit à
l'horizon sud
- Le dernier quartier de Lune est visible en 2 e partie de nuit et le matin.
- La nouvelle Lune est présente le jour donc invisible.
La Lune est donc à moitié « astre du jour » et « astre de la nuit » !
Conclusion :
Lorsque le boulanger fait son pain tôt le matin, le Soleil se lève à l'Est. La Lune devrait donc être
éclairée par la gauche ! Et non par la droite, comme le laisse supposer le logo.
Le pain a donc été fait la veille.
Donc il n’est pas frais… (Enfin ! Juste à cause du logo ! N’allez pas dire çà à votre boulanger
de quartier sous peine de ne plus pouvoir profiter de vos viennoiseries dominicales !!). Qu'on se
le dise !!

Les expressions
http://www.expressio.fr
http://lameyse.free.fr/expressions.htm
- Aboyer à la lune
- Décrocher / Promettre / Demander la
lune
- Depuis des lunes
- Être con comme la lune
- Être dans la Lune
- Être lunatique
Quelques poèmes
D’autres sur : http://lameyse.free.fr/poesies.htm
Nouvelles de lune - Jean Desmeuzes
Moi j'irai dans la lune... - René de Obaldia
La lune sur le clocher - Alfred de MUSSET
La Lune - Raymond Queneau
LA LUNE - Maurice Carême
- Être mal (bien) luné
- Lune de miel
- Lune rousse
- Poisson-lune
- Tomber de la Lune
- Vieilles lunes
- Prendre la Lune avec les dents
Acrostiches
* Principe : écrire un poème dont les premières lettres de chaque ver constituent
ensemble un mot.
Etoile qui nous éclaire, tu te
Caches derrière la
Lune.
Il faut attendre deux
Petites minutes pour te retrouver, toi le
Soleil qui nous
Eblouit.
Eclipse
Terre
Orient
Inquiétude
Lumière
Entaille
Lumineux
Univers
Nuit
Espoir
ECLIPSE ETOILE LUNE
D’autres sites pour aller plus loin
Références générales :
http://www.bibli.obspm.fr/thematiques/fonds_lyot/lexique.htm
http://emilie.bodin.free.fr/questions/questions.html
http://lewebpedagogique.com/sciencesalecole/wp-content/blogs.dir/750/files//observer-la-lune.pdf
http://membres.lycos.fr/helium4/lune/lune.htm
http://perso.id-net.fr/~brolis/docs/blue/blue.html
http://www.arnaudom.fr/Luneo.htm
http://www.astro-rennes.com/initiation/distance_terre_lune.php
http://www.astro-rennes.com/initiation/intro.php
http://www.astrosurf.com/astropreaux/astrofiche%20la%20lune.htm
http://www.astrosurf.com/d_bergeron/astronomie/Bibliotheque/Explications_lune/expl_lune.htm
http://www.dil.univ-mrs.fr/~gispert/enseignement/astronomie/2eme_partie/planetes/lune.php
http://www.mcq.org/societe/phases_lunaires/phaseslunaireshig.html
http://www.neufplanetes.org/systeme_solaire/luna.html
Vison nocturne
http://version2.xmouse.org/modules/news/article.php?storyid=63
http://perso.id-net.fr/~brolis/docs/oeil/photorecept.htm
Illusion de grosseur :
http://pagesperso-orange.fr/pgj/PL-261007.htm
D’autres questions :
http://emilie.bodin.free.fr/questions/questions.html

EXPERIMENTER
EXPERIMENTER
Manipulation :
Les Les Les Les phases phases phases phases de de de de la la la la Lune Lune Lune Lune
1 - Recouvre le ballon entièrement avec du papier
aluminium.
2 - Découpe un carré de 10 cm de côté dans la
feuille de papier opaque.
3 - Plie-le en 2 et découpe au milieu un demicercle.
Déplie ton petit carré et tu verras apparaître un
trou au milieu.
4 - Maintenant dépose ce carré troué sur ta lampe
de poche et fixe-le dessus en l’entourant avec les
deux élastiques. Le faisceau de la lumière ne
passera maintenant plus que par ce trou.
5 - Mets-toi dans une pièce sombre (tes toilettes fermées par exemple).
6 - Prends dans une main ta lampe de poche dirigée vers le ballon et dans l’autre main
le ballon.
La lampe représente maintenant le Soleil, le ballon représente la Lune et ta tête
représente la Terre.
7 - Fais tourner le ballon autour de toi en laissant la lampe toujours à la même place.
Qu’observes-tu ?
Explications :
La partie de la Lune (boule blanche) que nous voyons est celle qui est éclairée par le
Soleil (lampe torche). Lorsque le ballon se trouve parfaitement aligné entre toi et la
lampe de poche, sa face tournée vers toi t’apparaît noire. Dans l’espace, c’est le
moment où la Lune a le «dos» éclairé par le Soleil. Vue de la Terre, sa face est alors
sombre : c’est la Nouvelle Lune.
Au contraire, lorsque ton corps se trouve entre la lampe et le ballon, la face du ballon
tournée vers toi est complètement éclairée. Dans l’espace, c’est le moment où la Lune
a le «devant» éclairé par le Soleil. Vue de la Terre, sa face est complètement visible :
c’est la Pleine Lune. On peut remarquer sur plusieurs nuits consécutives que la Lune n’a
pas la même forme. Les différentes zones d’ombre et de clarté que tu observes sur le
ballon entre ces deux moments correspondent aux différentes phases de la Lune. Elle
peut être pleine, gibbeuse (qui signifie bossue), en quartier, en croissant ou nouvelle
(on ne la voit pas).

Phases de la Lune vues de la Terre
Les astropacks // Les bases générales (2010) 30
30

MODELISER
MODELISER
La La La La Lune Lune Lune Lune et et et et la la la la Terre Terre Terre Terre amoureuses
amoureuses
amoureuses
amoureuses
La Lune et la Terre sont amoureuses ?
Pourquoi ? Qu’est ce qui vous permet de dire cela ?
« A chaque fois que je regarde la Lune je m’aperçois
qu’elle regarde toujours la Terre ! Son visage est tout le
temps dans sa direction ! Elle ne peut qu’être
amoureuse. Un soir même elle était toute rouge qui sait
peut-être parce que trop de monde la regardait »
A l’écoute de cette information je suis vite sorti pour
voir l’amoureuse dans le ciel. C’est vrai que soir après
soir je me suis aperçu que la Lune ne changeait pas de
visage, elle me montrait toujours le même côté…
Pourquoi donc la Lune ne tourne pas ? Nous savons
que la Terre tourne sur elle-même. Nous appelons cela la rotation.
Et la Lune qui est le satellite naturel de la Terre, tourne autour d’elle.
Cette révélation fit le tour de la Terre comme une traînée de poudre, tous les gens de la Terre
entière se mirent à scruter la Lune ! A la une de tous les journaux, nous pouvions lire en grand
titre « LA LUNE EST AMOUREUSE DE LA TERRE ».
Mais l’était-elle puisqu’elle ne rougissait pas vraiment ?
Un soir, me promenant sous les étoiles, je vis des enfants jouer sur la plage et ce fut pour moi la
révélation !
Et vous, voulez vous savoir pourquoi ?
Oui ? Bon allons-y alors ! Mais vous allez devoir m’aider…
Il va falloir que nous choisissions l’un(e) d’entre vous et le
mettre au centre d’une ronde que vous allez former. Rien
ne vous empêche de chanter « au clair de la Lune »
pendant ce temps. Durant cette ronde vous regarderez
toujours votre camarade au centre que nous allons
nommer la Terre. Vous lui montrerez chacun votre visage.
Vous serez tous des petites Lunes ! ! Bien entendu dans la
nature comme vous le savez il n’y en a qu’une. Vous
choisirez alors un(e) deuxième de vos camarades qui
restera Lune autour de la Terre pendant que vous vous
éloignerez de leur ballet. Vous êtes devenus des
extraterrestres !
Les enfants tournent autour de la Terre
en lui faisant face en permanence.
A ce moment vous allez découvrir la solution.
Quand vous devenez observateur extérieur, vous
remarquez que la Lune tourne sur elle-même tout en
tournant autour de la Terre. Lors de la rotation de votre
ami(e) autour de la Terre vous apercevez successivement
son dos, son flanc, sa face, puis son autre flanc pour revoir
sa face.
Pour que nous puissions voir depuis la Terre, la même face
de la Lune, il faut que la Lune fasse un tour autour de la
Terre en même temps qu’elle réalise un tour sur elle-même.
Nous pouvons ainsi dire que la durée de la rotation de la
Lune sur elle-même est identique à la durée de révolution
de la Lune autour de la Terre !
Mais dans ces conditions pourquoi rougit-elle ? Là, c’est une autre histoire, mais sachez que j’ai
aussi trouvé la solution… pour une prochaine foi… en attendant, je dois retourner observer la
Lune.
Les astropacks // Les bases générales (2010) 31
31

Objectif :
Durée : variable
Gnomons Gnomons Gnomons Gnomons et et et et cadrans cadrans cadrans cadrans solaires solaires solaires solaires
• Réaliser un outil permettant de lire l’heure n’importe où et n’importe quand
Temps de préparation : 5 à 15 mn
Matériel utile :
• Un cutter
• Une règle (pour guider le cutter)
• Carton fort
• Les gabarits du cadran solaire d’été
• Des ciseaux
L'art de construire les cadrans solaires remonte à la plus haute Antiquité, époque où
furent produits les premiers observatoires, les "gnomons" : de simples bâtons plantés
verticalement dans le sol. Cet art, ou cette science - nous sommes à la frontière des
deux grands domaines - porte le nom de "gnomonique". Faisons comme nos glorieux
ancêtres : ne nous habillons pas de peaux de bêtes pour manger des légumes crus,
non. Plantons dans le sol un bâton vertical, et exerçons-nous à lui faire dire l'heure qu'il
est.
GNOMON : LE PLANTER DE BATON
Le gnomon est l’ancêtre du cadran solaire : un simple bâton que l’on plante à un
endroit plat, horizontal et ensoleillé.
Notez que plus les dimensions du gnomon sont importantes, meilleures seront les
mesures par la suite. (Oubliez donc immédiatement les gnomons et cadrans solaires de
poche !).
Lui faire dire l'heure paraît simple : on vérifie la verticalité du gnomon, on choisit un jour
où il fait beau et, dès que le Soleil apparaît, on trace sur le sol la ligne marquant l'ombre
du bâton.
S'il fait beau, vous obtiendrez à la fin de la journée une série de rayons plus ou moins
longs, tracés sur le sol selon les ombres portées du gnomon. Votre astuce vous aura
sûrement suggéré de choisir les heures justes, et non pas 14 h 28 ou 16 h 57. Mais il est
vrai qu'avec un ciel variable, il vaut mieux profiter des éclaircies,
et tant pis pour les heures justes!
Attention à ne pas rater l’heure de midi !
- Aux alentours de midi l’ombre est la plus courte, tandis qu’elle
est longue en début et en fin de journée. A midi solaire lorsque le
Soleil passe au méridien et que l’ombre est la plus courte), elle
indique la direction du Nord. (Vérifier avec une boussole).
- Il y a un décalage du midi solaire (et le midi de la montre).
Vous pouvez choisir de peindre les rayons si la nature du sol est
appropriée. Vous aurez dès lors un superbe cadran solaire, digne
ornement de la petite ville où vous demeurez… Et notre article

s'arrête ici.
En vérité, pas tout à fait : le gnomon ainsi réalisé donnera l'heure…seulement deux fois
par an. Ce qui pouvait suffire pour les anciens Egyptiens pas trop stressés, mais ne
répond absolument plus aux besoins de la vie moderne. En effet, si l’on revient le
lendemain, on notera un léger décalage des ombres relevées aux mêmes heures qui
s’accentuera de jour en jour.
EXPLIQUER CE DECALAGE
• Etant donné que le mouvement apparent du Soleil varie au cours de l’année et que
c’est ce mouvement qui déplace les ombres, il semble en fait plutôt logique que le
gnomon ne puisse pas nous indiquer l’heure.
Mais d’où vient cette variation ? Echanger alors avec les jeunes sur son origine, (qui est
en réalité due à l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre, ce qui engendre les
saisons).
Si vous avez la possibilité, réalisez deux « gnomons » à plus d‘une semaine d’intervalle
afin de mettre en évidence ces différences. Cela montrera que si le gnomon nous
donne des indications intéressantes sur quelques jours, cela ne fonctionne pas à long
terme.
Vous pourrez observer que d'un jour à l'autre, les ombres correspondant aux mêmes
heures vont être plus courtes ou plus longues ; mais cela n'a pas encore grande
importance. Le plus gênant sera le fait que la position du soleil va lentement se
décaler, surtout pour les heures du matin et du soir. Il faut donc veiller à ne pas choisir
des heures situées dans ces extrémités, car s’il fait jour à 7 heures au printemps, il n’en
est pas de même l’hiver.
• Pour tenter d'expliquer la chose plus précisément, le fait d'utiliser un bâton vertical
revient à projeter le mouvement apparent du Soleil sur une surface oblique. Or, toute
projection sur une surface oblique est déformante.
Dans la réalité, chaque tranche d'une heure n'aura donc pas la même largeur sur le
cadran selon l'heure et les saisons.
En France, ce décalage est assez important pour rendre complètement absurde la
lecture des heures avant 10 heures et après 16 heures. Il n'y a qu'aux alentours de midi
que cette lecture ressemble à peu près à quelque chose.
Un petit tour de globe terrestre aidera sûrement à
mieux comprendre.
1. Munissez-vous d’un globe terrestre, piquez des
allumettes un peu partout dans l'hémisphère Nord, du
pôle à l'équateur.
2. Assurez-vous que toutes les allumettes soient bien à
la verticale du lieu où elles sont plantées
(« perpendiculaires » à la surface).
3. Eclairez alors votre globe et notez les ombres de vos
gnomons. Vous pourrez déjà remarquer que certaines
ombres sont plus courtes que d’autres.
4. Faites ensuite tourner le globe sur lui-même, par tranches de 15°, puis notez à
nouveau soigneusement les ombres.
Au final, vous obtiendrez des résultats différents dans chaque lieu ! Et ce n’est pas tout,
car la Terre tourne aussi autour du Soleil… C’est là que rien ne va plus.
5. Déplacez ensuite un peu (voire beaucoup si vous voulez faire vite) votre globe par
rapport au Soleil, et recommencez la même opération.

Vous vous apercevrez tout de suite que vos nouveaux cadrans ne sont pas du tout
identiques aux précédents...
Interrogez les jeunes pour qu’ils proposent des solutions afin que les mesures soient les
plus précises et surtout plus constantes !
Faites-les manipuler le dispositif globe-lumière-allumettes pour tester la validité de ces
propositions.
Si aucune proposition ne vient, proposez d’orienter les allumettes vers le Nord, c’est-àdire
en direction de l’étoile Polaire, que vous pourrez matérialiser à l’extrémité de la
salle.
Toutes les allumettes seront alors parallèles à l’axe des pôles et donc parallèles entre
elles. C'est ainsi que seraient orientées toutes les aiguilles de cadrans que vous seriez
amenés à planter " pour de vrai " à ces différentes latitudes. Pour être parallèle à l'axe
des pôles, un bâton norvégien sera presque vertical alors qu’un bâton sénégalais sera
presque couché par terre !
De façon chiffrée, l'angle bâton / sol est égal à la latitude du lieu !
Le schéma qui suit illustre les explications précédentes.
La Terre fait ici office de cadran solaire. On la coupe au niveau de l’équateur et on
place le gnomon au centre, verticalement.
Le déplacement du Soleil étant dû à la rotation de la Terre sur elle-même, nous rendons
régulier (15 degrés par heure) le déplacement de l’ombre du gnomon en positionnant
notre gnomon parallèlement à l’axe !
Une fois convaincus que l’orientation du gnomon (que nous appellerons désormais le
style), est essentielle, vérifiez votre latitude (au degré près, ou même mieux si vous
pouvez), et vous connaîtrez l'angle qu'il vous faudra donner à l'aiguille de votre cadran
par rapport à l'horizontal.
Le style du cadran, pour pointer vers l'Etoile Polaire, devra suivre l’axe Nord-Sud (s’aider
d'une boussole).
Maintenant, procurez-vous tous les matériaux possibles pouvant servir à la construction
du cadran : bois, colle, outils, rayons de vélo, peinture, instruments de mesure des
longueurs et des angles, fil à plomb, pyrograveur, shamallows, carambars, aspirine,
crème solaire…

LE CADRAN SOLAIRE DE JARDIN
Le cadran solaire de jardin prend place dans un jardin. Il est dit "horizontal" car il est
constitué d'une table sur laquelle le style peut être une aiguille piquée en fonction de la
latitude, et dont l'axe est rigoureusement Nord-Sud.
Cette aiguille peut être avantageusement remplacée par un secteur (angle plein) en
bois, que l'on colle sur la table selon le méridien du cadran.
Il suffit ensuite de tracer, le premier jour, les lignes horaires en fonction des ombres
constatées.
Transportable, il est entièrement en bois ; fixe, il peut être en ciment, béton, pierre
naturelle, à même le sol ou sur un socle.
Le secteur peut être découpé dans sa partie libre selon une courbe gracieuse, et la
table décorée d'ornements gravés ou peints.
LE CADRAN EQUATORIAL
Comme son nom l'indique, ce cadran a quelque chose à voir avec l'équateur. Il
possède en effet un plan parallèle à celui de l'équateur terrestre. Dans ce cas, le style
est toujours perpendiculaire à ce plan (puisqu'il indique le pôle !).
Ce cadran est constitué de deux plans de bois, l'un horizontal, posé au sol, l'autre
incliné d'un angle égal à l'inverse de la latitude du lieu (90° - latitude).
Au pôle, cas toujours extrême, les deux plans sont confondus.
A Bourges par exemple, la table dite équatoriale du cadran fera avec le plan
horizontal un angle de 43 degrés. S'il est rigoureusement perpendiculaire et si l'axe du
cadran est bien sur le méridien, le style indiquera de lui-même l'Etoile Polaire. Mais ce
style sera obligatoirement une aiguille et non un secteur en bois. En effet, il devra
traverser le plan équatorial, pour rejoindre, au sol le plan horizontal.
Pourquoi ?
Si vous avez bien suivi ce qu'on vous a raconté sur les saisons, le Soleil passe la moitié de
l'année au Nord de l'équateur céleste, l'autre au Sud. Or, notre cadran est parallèle à
l'équateur céleste ! Le Soleil éclairera donc sa face supérieure pendant la moitié de
l'année et sa face inférieure pendant l'autre moitié ! Il faut par conséquent que le style
porte une ombre sur les deux faces et qu'il traverse la table équatoriale jusqu'au plan
horizontal.

Ainsi, au cours de l'hiver, vous aurez la joie de voir le
Soleil éclairer la face inférieure de la table, sur
laquelle vous lirez les heures, l'ombre de midi étant
de plus en plus courte comme il se doit. Au 21 mars,
LE TRAJET DU SOLEIL DANS LE CIEL (mouvement
diurne) SERA CONFONDU AVEC LA TABLE. Dès le
lendemain, il éclairera la face supérieure.
Cela évidemment, si votre cadran équatorial ne souffre d'aucun vice de construction,
si minime soit-il. Pour éviter ces vices, construisez grand, les défauts étant
principalement dus à la difficulté de mesurer des angles sur une surface trop petite. Et
pensez à tout ce qui doit être exact : horizontalité du sol, angle équatorial (90° -
latitude, à la minute près si possible), perpendicularité du style, orientation du cadran
dans le plan méridien, rigidité des matériaux, rectitude de l'aiguille.
Le fin du fin reste tout de même un cadran équatorial réglable, dont la table puisse
être abaissée ou relevée selon la latitude !
Pour aller plus loin dans les explications, rendez-vous sur le site www.cadrans-solaires.org

Observer Observer Observer Observer lle
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e e e Soleil Soleil Soleil Soleil en en en en toute toute toute toute
sécurité sécurité sécurité sécurité
L’observation du Soleil demande des précautions particulières. Il ne faut pas oublier
que son observation en direct est dangereuse pour la vue. Pour éviter de se la
détériorer et observer la surface de notre étoile en toute sécurité, nous vous proposons
deux techniques, dont une particulièrement simple à mettre en place : le Viséclipse,
que vous pouvez utiliser facilement sur votre site des Nuits des Etoiles Juniors. Ces
différentes techniques sont sans risque pour vous et les jeunes qui vous entourent. Il faut
toutefois être vigilant pour éviter une mauvaise utilisation des outils d’observation.
Le but de cette manipulation est d’observer la photosphère solaire et les taches qui se
trouvent à sa surface.
Première méthode : le Viséclipse
Vous avez trouvé dans le kit de la Nuit des Etoiles Juniors 2010 des viséclipses.
Ils permettent d’observer le Soleil sans aucun souci. Il s'agit d'un verre de soudeur
monté dans un disque de carton qui absorbe les rayonnements nocifs ainsi que le
surplus de lumière. La quantité de lumière étant moins importante, la surface du Soleil
devient visible. En regardant le Soleil à travers le filtre, vous pourrez observer sans
danger la surface du Soleil et les plus grosses de ses taches. Les enfants peuvent
enrichir leur carnet d’astronomie avec des dessins de leurs observations.
Ci-contre, position à adopter lors de
l’observation du Soleil avec le Viséclipse : tenez
le Viséclipse de façon à ce que vos mains
fassent complètement la jointure avec votre
visage (comme si vous regardiez à travers une
fenêtre)
Cette observation est la plus simple mais ne vous
permet pas d’agrandir le Soleil pour visualiser les
taches confortablement. Ce système ne permet
pas non plus à plusieurs personnes d’observer en
même temps, à l’inverse du système suivant.

Seconde méthode : la projection
La méthode de la projection donne la possibilité intéressante d’observer le Soleil en
groupe et de le grossir pour voir plus de détails.
Il faut prendre quelques précautions :
On vise le Soleil avec les jumelles, sans y mettre l'œil.
Il ne faut jamais viser trop longtemps le Soleil, sinon vous risqueriez d'abîmer vos
jumelles ! Pour éviter tout problème, dépointez le Soleil toutes les deux minutes environ
afin de laisser refroidir l’instrument.
Qu’allons-nous voir ?
Comme nous vous l’avons dit précédemment, vous allez pouvoir observer la surface du
Soleil, que nous appelons la photosphère. Cette surface a une température de 6000°.
Sur cette surface, comme Galilée, vous pourrez y voir des taches sombres, au moins les
plus grosses. Les taches solaires, indicateurs de l’activité du Soleil, sont des zones
d’activité magnétique intense. Plus vous en dénombrez, plus l’activité du Soleil est
importante. Actuellement, ce n’est malheureusement pas le cas mais rien n’empêche
la présence de quelques belles taches. Elles sont toujours par couple et nous paraissent
noires car ce sont des zones plus froides : environ 4500° ! Même si cette température est
élevée, elle reste inférieure à celle de la surface du Soleil et c’est pour cette raison
qu’elles nous paraissent plus sombres.
Vous pouvez vous amuser à essayer de déduire la taille d’une tache solaire, sachant
que le diamètre du Soleil est de 1 392 000 km.

JOUER JOUER
JOUER
Enigme Enigme Enigme Enigme sur sur sur sur le le le le temps temps temps temps AAAA
Objectif(s) :
Trouver des systèmes de mesure du temps originaux
Nous venons de découvrir diverses façons de se repérer dans le temps.
Et si tout cela est impossible ? Il s’agit alors de faire le bilan de ce dont on dispose et de
mettre au point son propre système de mesure. En voici un exemple.
Après une belle randonnée en montagne vous vous
apprêtez à rentrer à la maison… Mais tandis que vous avez
encore la tête dans les étoiles, une ombre vous tombe
dessus et vous voilà enlevé par un troll des cavernes !
Vu le physique de l'animal mieux vaut ne pas tenter le
diable. Vous prenez donc la sage décision de commencer
par l'observer un peu. Vous êtes son prisonnier, mais il se
comporte de façon courtoise puisqu'il ne vous fait aucun
mal. Il est tout de même difficile de fermer l'œil avec tout
cela… Pourtant les premiers rayons du soleil vous réveillent
au petit matin, et il n'est plus là. Vous entamez une course
terrible pour fuir, mais après un bon quart d'heure, votre "
nouvel ami " vous retrouve, alors que vous êtes hors
d'haleine et vous ramène tranquillement à la grotte. Un troll à ses petites habitudes, le "
vôtre " comme les autres.
Ainsi il part en quête de nourriture tous les matins un peu avant l'aube. Comme il est
sensible à votre bien être, il laisse une mèche allumée qui vous sert de veilleuse… et
toujours elle se consume jusqu'au lever du Soleil, en une heure exactement. Le troll est
ponctuel et rentre très exactement une demi-heure plus tard. Voilà votre chance de lui
échapper : partir quand il est au plus loin de sa course, trois quart d'heure après son
départ. L'évasion est pour demain matin !
Malheureusement un troll n'est pas aussi bête qu'il en a l'air et à vous voir guetter votre
montre, il sent que quelque chose se prépare, se fâche et brise le précieux objet. Il ne
vous reste plus qu'un seul espoir pour lui échapper : sa réserve de mèches qui brûlent
en une heure. Deux vous suffiront. Mais attention, les mèches de troll, impossible de les
couper comme ça, il faut trouver un autre moyen pour calculer trois quart d'heure à
partir de cela. Peut-être votre briquet vous sera utile ?
Et maintenant à vous de jouer et de montrer que vous serez assez ingénieux pour
calculer trois quart d'heure à partir de deux mèches qui se consument en une heure et
d'un briquet.
Réponse : Au moment où le troll allume votre veilleuse en mettant le feu à un des bouts
de la mèche, sortez la seconde de votre poche et faites la prendre par les deux bouts.
Cette seconde mèche se consume alors en une demi-heure. Au moment précis où elle
s'éteint, mettez le feu à l'autre extrémité de la première mèche. Quand elle terminera
de brûler, un quart d'heure sera passé. Une demi-heure plus un quart d'heure, il est
temps de courir…

Une Une Une Une constellation constellation constellation constellation en en en en 3 3 3 3
dimensions
dimensions
dimensions
dimensions
Objectif(s) :
Représenter une constellation connue à l’aide de matériel simple
Visualiser l’immensité du ciel en jouant sur les distances entre les étoiles
Matériel utile :
1. 1 planche de polystyrène de 50 cm x 50 cm x 2 cm
2. 5 pics à brochettes de 35 cm de long
3. 5 boules de papier de 4 cm de diamètre
Déroulement de l'expérience
- Reproduire sur la planche de polystyrène le schéma simplifié de la constellation de
Cassiopée. Vous pouvez utiliser une carte du ciel afin de reproduire la forme exacte.
1
2
3
4
- Tailler les pics à brochettes en fonction des distances respectives des cinq étoiles
principales de la constellation :
Segin = 4 cm (correspond à l'étoile de Cassiopée la plus éloignée de la Terre)
note : les 4 cm permettent l'insertion de la boule et l'introduction dans la planche.
Ksora = 25 cm
Cih = 22 cm
Schedar = 18 cm
Caph = 25 cm
- Enfoncer les boules de papier à l'extrémité des pics,
- Introduire les autres extrémités des pics en fonction de leur emplacement respectif.
- Observer la constellation face à la planche (vue de la Terre), puis de côté (vue d'un
espace lointain)… vous ne reconnaissez plus la forme du célèbre W !
Notions scientifiques
Dans l'espace, les étoiles qui forment le W dans la constellation de Cassiopée ne sont
pas proches les unes des autres : l'étoile Ségin est à 520 années-lumière de la Terre alors
que Ksora et Caph sont 11 fois plus proches, à 45 années-lumière de nous, soit 450 000
milliards de kilomètres. Il en est de même pour toutes les autres constellations du ciel qui
ne sont en fait que la projection de la lumière des étoiles sur une sphère imaginaire : la
voûte céleste. Les figures géométriques que forment les constellations sont donc des
illusions d'optique qui nous cachent la réalité d'un Univers en trois dimensions.
5

Pour en savoir plus :
Si tu veux bien identifier les étoiles et les constellations, évite de regarder le ciel les nuits
de pleine lune. La lumière dans le ciel due à l’éclairage de la Lune te gênera.
C’est quoi une année lumière ?
L’année lumière est l’unité qui sert à mesurer les distance entre les planètes.
C’est comme le kilogramme pour mesurer une masse ou la seconde pour mesurer le
temps. Elle correspond à la distance que parcourt la lumière en une année à la vitesse
de 300 000 km/s, soit environ 10 millions de millions de km (ou 10 000 milliards de km).
On préfère utiliser cette unité car les distances sont toujours très grandes lorsque l’on
parle de planètes ou d’étoiles.
Pour retrouver sa valeur :
• 1 année = 365 jours = 8760 h
= 31 536 000 s
• Vitesse lumière
= 300 000 km/s (1 milliard km/h)
Donc :
1 AL = 300 000 x 31 536 000
= 9 460 800 000 000 km
Soit :
1 AL = env. 10 000 milliards km
Qu’est ce qu’une constellation ?
Une constellation est un ensemble d'étoiles suffisamment proches les unes des
autres vues depuis la Terre pour qu'une civilisation donnée ait décidé de les relier par
des lignes imaginaires, traçant ainsi une figure sur la voûte céleste.
C’est une sorte de dessin que semblent tracer certaines étoiles dans le ciel

Objectif :
Les Les Les Les distances distances distances distances et et et et les les les les échelles échelles échelles échelles
• Prendre conscience des différentes échelles et distances de notre Univers
Durée : 45 minutes
Matériel utile :
• 1 papier et 1 crayon (au minimum(
• Maquette du Système solaire
ou le diaporama « échelle de l’univers » (cf. http://ateliers.afanet.fr rubrique « le
Web@telier/des contenus »)
Se représenter la taille de l’univers et celle des plus petites particules qui nous entourent
n’est pas chose aisée.
Dès que l'on parle d'un objet que l’on voit dans le ciel, les premières questions que l’on
se pose sont : à quelle distance se trouve-t-il ? Quelle taille mesure-t-il ?
Jusqu'à ce que les premières lunettes astronomiques soient inventées, les hommes
pensaient que l'Univers s’étendait sur 10 15 mètres, soit 10 000 000 000 000 000 mètres, ou
encore 10 000 000 milliards de mètres… Ce qui est déjà difficile à se représenter, mais
qui est encore bien éloigné de la réalité !
Depuis, les distances perçues par les hommes ont beaucoup évoluées.
Un petit jeu permet de se représenter un peu plus facilement ces distances.
Demandez d’abord aux enfants de trouver autour d’eux ce qui mesure de l’ordre du
mètre. Les réponses les plus courantes seront probablement : un homme, une maison,
un arbre, un vélo…
Commencer par cet ordre de grandeur est important car c’est celui de notre quotidien
et donc celui que nous nous représentons le plus aisément.
Avant de faire un saut imaginaire dans l’espace d’une ou plusieurs puissances de 10,
expliquez-leur rapidement ce que sont ces puissances de 10 en écrivant sur un tableau,
une feuille… bref, tout ce qui permettra aux enfants de comprendre le principe : 10 1
mètres = 10 mètres ; 10 2 mètres = 100 mètres et ainsi de suite.
Le principe est le même dans le sens inverse : 10 -1 mètre = 1 décimètre ; 10 -2 = 1
centimètre...
Constituez ensuite deux groupes avec le même nombre d’enfants.
Demandez à un des groupes ce qui, autour d’eux, mesure de l’ordre du kilomètre, de
la dizaine de kilomètre… jusqu’à l’année lumière.
Le second groupe commencera par chercher ce qui est de l’ordre du centimètre, puis
du millimètre… jusqu’à l’Angström, si cela est possible (pour les plus jeunes cela risque
d’être difficile).

Au lieu de poser des questions, vous pouvez aussi leur proposer différentes images
représentant ces ordres de grandeurs, afin qu’ils puissent les associer et les replacer
dans le bon ordre.
Inscrivez les réponses des enfants dans un tableau, et une fois que les deux groupes ont
terminé, proposez-leur d’échanger sur ce qu’ils ont découvert en présentant leur
tableau à l’autre groupe.
Vous pouvez également ne faire qu’un seul groupe et commencer par une
dimension très petite pour avancer vers l’infiniment grand, ou vice-versa.
Voici quelques ordres de grandeur, du très petit jusqu’au très grand :
10 -35 m : la longueur de Planck, la plus petite distance ayant une signification physique
(complètement inaccessible pour longtemps)
10 -15 m : un proton, un neutron
10 -14 m : le noyau d’un atome
10 -10 m : un atome (1 Angstrom)
10 -7 m : les grosses molécules organiques (l'ADN, les protéines)
10 -6 m : un acarien, le noyau d'une cellule
10 -5 m : une cellule
10 -4 m : les plus gros "microbes", un cheveu
10 -3 m : une petite fourmi
10 -2 m : une abeille
10 -1 m : une souris
10 0 m : 1 m, la taille humaine
10 1 m : une maison
10 2 m : un terrain de football
10 3 m : un quartier
10 4 m : une ville
10 5 m : une région
10 6 m : le trajet Lille-Marseille (~999 km)
10 7 m : le diamètre de la Terre ( ~12 700 km)
10 9 m : le diamètre du Soleil (1 400 000 km) ou 2.5 fois la distance Terre-Lune (l'Homme n'a jamais
atteint cette distance...)
10 11 m : la distance Terre-Soleil (~150 millions km)
10 13 m : le Système solaire
10 16 m : 1 année-lumière (9.46 x 10 15 m)
10 20 m : la Voie Lactée (~100 000 AL)
10 21 m : un amas de galaxies
10 25 m : 1 milliard d'années-lumière, les galaxies apparaissent comme de la poussière
INFO :
Vitesse de la lumière = 300 000 km/s = 1
milliards km/h
1 année lumière (AL)= distance que
parcourt la lumière en 1 an
Comme 1 année = 365 jours = 8 760 h = 31
536 000 s
AUTRES VITESSES DE REFERENCE :
Un homme qui marche : 4 km/h
Un homme qui court : 40 km/h
Un cheval au galop : 60 km/h
Un guépard au galop : 108 km/h
Et la vitesse de la lumière = 300 000 km/s
1 AL = 300 000 x 31 536 000 =
9 460 800 000 000 km
Soit 1 AL = environ 10 000 milliards km
Vitesse d’une étoile filante= environ 70 km/s
= 252 000 km/h
La voiture la plus rapide : 370 km/h
Le Concorde : 2 200 km/h
La navette Apollo 10 : 40 000 km/h

Objectif :
• Se représenter le Système solaire
Durée : 45 minutes
Temps de préparation : 30 minutes
Matériel utile :
1 ficelle de 50 m
Le Le Le Le Système Système Système Système solaire solaire solaire solaire : : : : la la la la ronde ronde ronde ronde
des des des des planètes planètes planètes planètes
La Terre fait partie du Système solaire. Autrement dit, lorsque l’on observe une planète,
nous portons notre regard en direction d’une banlieue très proche... L’objet des
différentes séquences proposées est de tenter de décrire ce Système solaire, d’en
appréhender les dimensions et les mouvements.
L’idée est répandue : Mars est « proche » de la Terre et semble accessible à une
colonisation humaine car l’environnement qu’elle offre est « supportable » pour notre
organisme (pesanteur et durée de jour compatibles avec la vie humaine). Elle se
trouve à environ 78 millions de kilomètres. Une fois que l’on a dit ça, il est difficile de se
faire une idée de ce que représente une telle mesure !
On peut tenter de comparer une telle distance à quelque chose que l’on connaît. Par
exemple, si un TGV pouvait se déplacer dans l’espace, à raison de 300 kilomètres par
heure, il lui faudrait près de trente ans pour rallier la planète Mars... (et environ deux
mois pour rallier la Lune !)
Avec un engin spatial, le voyage durerait seulement une année (à la vitesse de 9 000
km/h) !
Ce préalable étant établi, il devient possible de passer en revue les autres planètes.
Proposez aux jeunes de dérouler entièrement la pelote de ficelle. Considérons alors
que la distance comprise entre les deux extrémités de la ficelle représente la taille de
notre Système solaire. A une extrémité, on peut donc accrocher une étiquette
indiquant le Soleil et à l’autre, une étiquette indiquant Neptune. Le but de l’opération
consiste à placer les sept autres astres entre les deux...
Voici pour vous aider quelques chiffres clés, pour une pelote de fil de 50 mètres:
Cette première séquence peut durer environ une demi-heure, elle possède l’avantage
d’être très ludique, et elle est surtout visuellement très attractive ! Attention, il faut un
endroit suffisamment grand et dégagé pour la mener. Les tailles des planètes sont
vraiment difficiles à représenter à cette échelle, nous les avons données à titre indicatif.

Si vous décidez de les représenter, le mieux est de changer d’échelle (multipliez au
minimum par 100 !).
LANCER LE BAL !
Contrairement à ce que l’on pourrait penser, les planètes ne sont pas alignées...
Pour l’illustrer, prenez dix jeunes. Attribuez-leur les rôles ou laissez-les choisir : qui est le
Soleil, qui est Mercure, qui est Vénus, etc.
Placez toute la troupe le long de la ficelle, chacun à sa place. Au signal que vous
lancerez, les planètes se mettront à tourner autour du Soleil. Et là, c'est tout le talent de
l'animateur qui apparaîtra.
Deux cas de figure sont possibles :
- Premier cas : l'animateur n'a donné aucune consigne aux planètes. Chacun va alors
tourner autour du Soleil selon l'idée qu'il se fait du mouvement de celle qu'il a choisie.
Vous verrez alors chaque planète décrire autour du Soleil une figure étrange, le jeune
acteur étant absolument persuadé d'accomplir un cercle, mais vu d'en-haut, sa
trajectoire prend presque immédiatement la forme d'une ellipse très aplatie.
Par ailleurs, la bonne volonté ne faisant défaut à personne, c'est avec une vigueur
toujours renouvelée que chacun essaiera tant bien que mal de tourner à la même
vitesse que son proche voisin, sauf Mercure qui, n'ayant de voisin que le Soleil, se
contentera de tourner le plus vite possible comme pour vouloir semer tous les autres.
Après quelques secondes de rotation démente, notre Système Solaire aura pris l'allure
d'un groupe d'enfants de maternelle un peu montés en graine, jouant aux chaises
musicales sans les chaises, et sans la musique. Nous n'évoquerons pas le cas, pourtant
éventuel, où tous les acteurs de la scène auront négligé de tourner dans le même sens.
Cela dit, une telle expérience, aussi brève soit-elle, est riche d'enseignements sur les
représentations des jeunes (et de l'animateur !) et permet à sa suite un riche débat sur
la vraie façon dont les planètes tournent, et du peu qu'il y a donc à corriger dans notre
modélisation.
- Second cas : l'animateur a donné des consignes précises et nombreuses, que les
jeunes respectent à la lettre du premier coup. Vous pouvez alors faire fonctionner notre
Système... Voici le nombre de tours relatifs de chaque planète. Lorsque la Terre fait une
révolution autour du Soleil, Mercure en fait 4, et Neptune, 1/165ème de tour !
Autrement dit, une année plutonienne dure 165 années terrestres...
D’un point de vue pratique, il est nécessaire de prendre le temps de tracer au sol des
points de repère pour que la manipe fonctionne bien. Par exemple, pour 1 tour de la
Terre autour du Soleil, le « comédien » jouant Mercure fera 4 tours.
L’intérêt d’une telle expérience est non seulement de visualiser les déplacements
relatifs des planètes (plus une planète est éloignée, plus elle met de temps à accomplir
un tour du Soleil, ou révolution), mais cela peut également permettre de se rendre
compte des conditions d’observation d’un astre.

Si l’on place par exemple les jeunes aux positions des mois de juillet ou août indiquées
dans les éphémérides, celui qui “joue” la Terre devrait pouvoir dire s’il peut “voir” telle
ou telle planète. Pour que cela marche, il faut que les jeunes aient bien conscience
que les planètes sont visibles car elles sont éclairées par le Soleil. Ainsi, on comprend
bien pourquoi on voit Saturne, mais pas Mercure...
A quoi sert un planétaire ?
REALISER UN PLANETAIRE
Un planétaire est un plan du Système Solaire, permettant de visualiser à
tout instant les positions des planètes, à condition de repositionner cellesci
régulièrement ! Bien construit, il permet d'anticiper les mouvements, et
certains phénomènes comme les oppositions. Il est ainsi possible de
s'apercevoir que :
- Vénus ne passe jamais " derrière " la Terre par rapport au Soleil. - Jupiter
si.
- Jupiter ne passe jamais entre le Soleil et la Terre, Vénus si.
- L'angle formé par la Terre, le Soleil et Vénus a une valeur maximale
toujours inférieure à l'angle droit.
- Jupiter, par sa position, peut dessiner avec le Soleil et la Terre un angle
de 180°. C'est l'opposition (alignement).
Objectif :
Se représenter le Système Solaire
Matériel utile :
Pâte à modeler, punaises, épingles à couture…
éléments pouvant se fixer et se repositionner facilement
Pour construire le planétaire, il est bon de disposer d'une feuille cartonnée
d’au moins un mètre de côté.
Les cercles que l'on y trace sont concentriques. Vous pouvez reprendre
les dimensions données dans le tableau de la première page de la fiche
(les lire en cm, vous pouvez aussi les multiplier par 2).
Une fois le planétaire construit, on y place les planètes, la Terre en premier
(notre référence). On la place où l'on veut sur son orbite. Confectionnez
les planètes, ne dépassez pas la grosseur d'un petit pois et n'essayez pas
de respecter l'échelle des tailles : c'est impossible comme on a vu plus
haut !
Chaque mois, vous pourrez réactualiser votre planétaire à l’aide des
éphémérides de Ciel et Espace.
ATTENTION : Les planètes sont à déplacer dans le sens inverse des
aiguilles d'une montre !

Les lieux d’astronomie près de chez vous ?
Retrouvez sur le site www.afanet.fr, l’annuaire des intervenant éventuels à côté de chez
vous
Une formation astro pour les 9-13 ans ?
Retrouvez toutes les informations concernant la Petite Ourse sur :
http://www.afanet.fr/123Etoiles/petiteOurse.aspx
Des modules d’initiation à l’astronomie pour adultes ?
Plus d’informations concernant les stages « 123 étoiles » sur :
http://www.afanet.fr/123Etoiles
Un portail astro sur le web ?
Véritable « gare de triage » web des évènements et des ressources liés à l’astronomie
et à sa diffusion
• 4 univers pour des besoins spécifiques aux enseignants, aux jeunes et aux astronomes
amateurs
• Plus 400 sites référencés depuis son ouverture en 2009
… des sites webs pour comprendre
… des médias (images, vidéos et podcasts)
… des ressources et supports pédagogiques
… des dates (agendas et évènements)
… des adresses
Rendez-vous sur : www.porteauxetoiles.org
Des activités tout au long de l’année ?
Ces "valises pédagogiques saisonnières" sont constituées des @teliers "ciel et espace"
crées depuis 2000 mais organisées suivant des progressions pédagogiques bien définies
(par public, par thème, par durée). Elles vous permettront ainsi (enseignants,
animateurs ponctuels ou généralistes) d’y trouver des idées d’activités, en fonction de
vos contraintes (durée, public, envie...).
Ces astropacks, gratuits et en libre accès, se présentent sous la forme d'un dossier PDF
et d'un pack compressé de fiches.
Rendez-vous sur : http://ateliers.afanet.fr/Lesstropacks.aspx
Ainsi que des livrets pédagogiques pour parler d’astronomie autrement…
Ciel, miroir des cultures Reflets de ciel, rêves et raisons Songe d’une nuit étoilée
Cultures & astronomie Art & astronomie Environnement & astronomie
http://www.afanet.fr/CMC http://www.afanet.fr/CMC2 http://www.afanet.fr/CMC3

Association française d’astronomie (AFA)
17, rue Émile Deutsch de la Meurthe 75014 Paris
Tél. : 01 45 89 81 44
Fax : 01 45 65 42 76
Mail : ateliers@cieletespace.fr
Site : www.afanet.fr, rubrique "Les @teliers"
Association (loi 1901) sans but lucratif, reconnue d’utilité publique,
agréée association nationale de jeunesse et d’éducation populaire,
agréée association éducative complémentaire de l’enseignement public
Retrouvez pleins d’autres sites et ressources sur : www.porteauxetoiles.org
Une production :