11.07.2015 Views

Dossier - Université de Liège

Dossier - Université de Liège

Dossier - Université de Liège

SHOW MORE
SHOW LESS
  • No tags were found...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

80, rue Jonfosse 4000 Liège04/223.63.24http://www.jonfosse.beUne envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 1


Ce projet a pu être mené à son terme grâce à la participation <strong>de</strong> nombreuses personnes.Nous remercions:- les maîtres-assistantes:AUGUSTE Françoise, GARBAR Jocelyne, MONOYER France,SALIER Marie-Claire,- les étudiants <strong>de</strong> première année <strong>de</strong>s sections Régendat Sciences Humaines etRégendat Sciences Naturelles pour l’élaboration du dossier, la mise au point <strong>de</strong>sateliers, la réalisation <strong>de</strong>s supports et l’animation <strong>de</strong>s activités.AGACIK Sophie, BENDJAADA Brahim, BERG Thomas, BERRICHE Mouna, BOURGEOISMaxime, BOUSMANNE Arthur, BOVY Jérome, BROUMELS Caroline, CASTERMANBernard, CIRY Denis, COLLIGNON Natacha, CONRADT Cathy, DE BLAUWE Arnaud,DELIEGE Aurélie, DODEIGNE Damien, EMOND A<strong>de</strong>line, FASTRE Manon, FRANCOISAriane, GHASSAN Chaimaâ, GRANDJEAN Jérôme, HAMDAOUI Soufian,HAMIDOVIC Amir, HOGGE Andy, HUBENS Lindsay, L'HUIRE Muriel, LIEBENSPauline, LOLY Arnaud, LOMBARD Xavier, PAQUAY Maxime, PATERNOTTE Jennifer,RENSON Lucy, SAIVE Stéphanie, SPINEUX sarah, VOSSE Lary, YILDIZ Zeynel,ZADWORNY BorisANOUNOU Nora, BENKHALIFA Rachid, BRICTEUX Margaux, DERFOUFI Ab<strong>de</strong>lkarim,DERFOUFI Sarah, FERRO Laura, GILLARD Lindsay, GRECA Belinda, GULLUKAYATugba, HABJA Bochra, LECLERCQ Thomas, LEKEU Déborah, MARECHAL Julien,RENARD Tiffany, SCHIFFLERS Aurore, TROISFONTAINE Gabriel, WALES Nicolas.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 2


Tables <strong>de</strong>s matières:Une envie <strong>de</strong> découvrir le corps humain - Le goût et l'ouïeIntroduction aux cinq sensQuels sont les cinq sens? page 5À quoi nous servent nos cinq sens? page 5L'œil page 7L'oreille page 7La langue page 8Le nez page 8La peau page 9Et les animaux? page 10Le goûtOrgane du sens page 11Fonctionnement page 11Altération du goût page 14Relation entre le goût, l'odorat et la vue page 14Analogie avec le chien et le chat page 15Bibliographie page 15L'ouïeA quoi sert le sens <strong>de</strong> l'ouïe? page 16La <strong>de</strong>scription <strong>de</strong> l'oreille et le trajet du son page 16Échelle <strong>de</strong>s sons page 17Comment l'oreille peut-elle distinguer un son grave d'un son aigu? page 17Deux maladies fréquentes: l'otite et les oreillons page 17Les animaux et le son page 18Bibliographie page 18La vue et l'ouïe - fiches expériencesExpérience sur le goût page 19Expériences sur l'ouïe- reconnaissance d'un son page 20- le son est une vibration <strong>de</strong> l'air (1) page 21- le son est une vibration <strong>de</strong> l'air (2) page 22- bouteilles musicales page 23- verres musicaux page 24Une envie <strong>de</strong> découvrir .... les phénomènes climatiques1. Mise en situation page 252. Quelques notionsQu'est ce que la météorologie? page 25Histoire <strong>de</strong> la météorologie page 25Les outils <strong>de</strong> la météorologie page 26Les applications <strong>de</strong> la météorologie page 263. Ateliers3a. Le cycle <strong>de</strong> l'eau page 27Expérience sur le cycle <strong>de</strong> l'eau page 283b. Le vent et son mouvement page 29Expérience: le mouvement <strong>de</strong> l'air chaud page 30Expérience: la dilatation <strong>de</strong> l'air chaud (1) page 30Expérience: la dilatation <strong>de</strong> l'air chaud (2) page 31Expérience: la dilatation <strong>de</strong> l'air chaud (3) page 31Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 3


3c. Les nuages page 32Expérience: la formation d'un nuage page 32Différents types <strong>de</strong> nuage page 333d. Les éclairs et les orages page 353e. Le réchauffement climatique page 38Expérience: l'effet <strong>de</strong> serre page 39Expérience: la montée du niveau <strong>de</strong>s mers page 394 Bibliographie page 39Une envie <strong>de</strong> découvrir... Le système solaireLa théorieL'univers et le système solaire page 40Le système solaire page 411) le Soleil page 422) Mercure page 433) Vénus page 444) La Terre page 455) Mars page 466) Jupiter page 477) Saturne page 488) Uranus page 499) Neptune page 50Déroulement <strong>de</strong> l'activité page 51Bibliographie page 51Une envie <strong>de</strong> découvrir... Qui mange qui?Introduction page 53De quoi les animaux se nourrissent-ils? page 53Qu'est ce que la chaîne alimentaire? page 54Les mâchoiresLes herbivores page 55Les carnivores page 56Les omnivores page 57Les insectivores page 57Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 4


Une envie <strong>de</strong> découvrir le corps humainLe goût et l’ouïeQuels sont les cinq sens ?Bricteux Margaux, schifflers Aurore, Wales NicolasIntroduction aux cinq sensLes 5 sens jouent un rôle très important dans notre vie car ils nous permettent <strong>de</strong> connaitrele mon<strong>de</strong> qui nous entoure et nous préviennent <strong>de</strong>s dangers que peut présenter l'extérieur.Les cinq sens sont la vue (qui nous permet <strong>de</strong> voir), l'ouïe (qui nous permet d'entendre les sons), letoucher (qui nous permet d’être « en contact » avec l'environnement - d’avoir <strong>de</strong>s informations sur lemilieu extérieur mais également <strong>de</strong> préserver notre intégrité physique), l'odorat (qui nous permet <strong>de</strong>sentir les o<strong>de</strong>urs), et le goût (qui nous permet <strong>de</strong> distinguer différents aliments).Chaque sens fonctionne grâce à une partie du corps : on voit avec les yeux, on entend avecles oreilles, on touche avec la peau, on sent les o<strong>de</strong>urs avec le nez et on goûte les alimentsavec la langue.A quoi nous servent nos cinq sens ?Les sens informent notre cerveau sur toutes les choses qui nous entourent. Ils permettent à l’homme<strong>de</strong> percevoir le mon<strong>de</strong> dans lequel il vit.Sans eux, on ne ressentirait rien !Les sens nous apportent du plaisir (quand on entend une jolie musique par exemple) mais ilsnous avertissent aussi <strong>de</strong>s dangers : ainsi, lorsqu'on sent une o<strong>de</strong>ur <strong>de</strong> brûlé, on est enalerte.Nous ne pouvons pas tout appréhen<strong>de</strong>r grâce à nos cinq sens car il existe <strong>de</strong>s signaux quenous ne pouvons pas percevoir (rayons infrarouges, rayons X, etc.)Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 5


Le système <strong>de</strong>s sens ressemble à un système informatique ou électronique : on a une entrée,un traitement et une réponse.Le système <strong>de</strong>s 5 sens suit le schéma suivant :1Signal reçu -> 1 récepteur -> 1 analyse -> 1 réponse.L'information qui vient <strong>de</strong> l'extérieur (le signal) sera reçue par le périphérique d'entrée :autrement dit l’organe <strong>de</strong> sens correspondant (l’œil, l'oreille etc...), celui-ci est donc lerécepteur.Cette information sera alors traitée, décryptée par le cerveau qui va donner une réaction.Cette réponse sera exécutée par un périphérique <strong>de</strong> sortie, autrement dit une partie ducorps humain (par exemple un muscle qui va se contracter et faire bouger la main pourl'éloigner d'un objet brûlant...).Le système <strong>de</strong>s 5 sens peut donc également s’exprimer <strong>de</strong> cette manière :Une information est reçue-> un organe <strong>de</strong>s sens la reconnait-> le cerveaula décrypte -> une partie du corps réagit/agit.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 6


L'œilL'œil comprend principalement le globe oculaire qui est composé <strong>de</strong> la cornée, la pupille,l'iris, le cristallin, la rétine, quelques muscles et le nerf optique.La lumière qui provient d'un objet regardé entre dans l'œil et traverse le système optiqueformé par la cornée, l'iris et le cristallin. L'image se forme sur la rétine et l'image va êtretransmise sous forme d'influx nerveux jusqu'au cerveau. Celui ci l'analyse, l'interprète etfournit à l'homme une représentation <strong>de</strong> l'objet observé.L'oreille :Un son est une propagation d'on<strong>de</strong> à travers l'air : elle entre dans l'oreille par le pavillon,traverse le conduit auditif et fait vibrer le tympan, la vibration se transmet à travers lesosselets (marteau, enclume, étrier) vers la cochlée qui se trouve dans l'oreille interne. Lavibration est finalement reçue par le nerf auditif qui la transmettra au cerveau.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 7


La langue:L'aliment entre en contact avec les papilles gustatives <strong>de</strong> la langue, il crée <strong>de</strong>s excitations quiseront captées par le nerf lingual et qui sont alors transmises au cerveau pour y êtreinterprétées:Le nez:Les o<strong>de</strong>urs sont <strong>de</strong>s substances chimiques en suspension dans l'air, elles pénètrent dans lesfosses nasales, entrent en contact avec les cellules réceptrices <strong>de</strong> la muqueuse rose situéesur le cornet supérieur. L'excitation qui en résulte, passe par le nerf olfactif au cerveau poury être analysée et interprétée.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 8


La peauLorsqu'on touche un objet, les récepteurs sensoriels <strong>de</strong> l'épi<strong>de</strong>rme sont alors excités.Les divers types <strong>de</strong> terminaisons nerveuses captent cette variation et la transmettent aunerf sensitif. Ici également, le cerveau reçoit cette nouvelle information qu'il va décrypter.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 9


Et les animaux ?Certains animaux ont un sixième sens ! Les dauphins, les baleines peuvent par exemples’orienter grâce à un sonar. Tout comme les chauves-souris.Cela leur permet également <strong>de</strong> partir à la recherche <strong>de</strong> la nourriture.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 10


Le goût1) Organe du sensLe goût est un <strong>de</strong>s cinq sens. Il nous permet <strong>de</strong> reconnaître les saveurs <strong>de</strong>s aliments.Lorsque nous mangeons, ce sont les papillesgustatives disposées sur la langue qui nouspermettent <strong>de</strong> reconnaître la saveur <strong>de</strong>s diversaliments.La langue est un <strong>de</strong>s muscles le plus fort ducorps humain et elle est très mobile. Ellemesure environ 10 cm et est composée d’unsillon médian (étroite dépression au milieu <strong>de</strong>la partie supérieure <strong>de</strong> la langue, qui <strong>de</strong>vientplus étroite en montant.)2) FonctionnementIl existe 4 saveurs dans l’entièreté <strong>de</strong>s aliments : sucré, salé, amer et aci<strong>de</strong>.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 11


Chaque saveur est captée à un endroit bien particulier <strong>de</strong> la langue.Ainsi, le sucré est capté sur le bout <strong>de</strong> la langue, le salé <strong>de</strong> part et d’autre du sucré, lasaveur aci<strong>de</strong> sur chaque côté <strong>de</strong> la langue et l’amer sur une zone formant un « V » àl’arrière <strong>de</strong> la langue. La partie centrale <strong>de</strong> la langue étant quant à elle insensible àtout type <strong>de</strong> saveur.La langue est recouverte <strong>de</strong> papilles gustatives.Chaque saveur est ressentie à un endroit où les papilles gustatives sont différentes. Ainsi,chaque type <strong>de</strong> papille ressent une saveur en particulier et seulement celle-ci.Il existe 4 types <strong>de</strong> papilles : Les papilles caliciformes ressentant l’amer , les papillesfiliformes ressentant le sucré, les fongiformes sont sensibles au salé et les papilles foliéesressentent l’aci<strong>de</strong>.Papille caliciforme : Papille fongiforme :Papille filiforme : Papille foliée :Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 12


Au microscope :Chez l’homme, on dénombre environ 900 papilles gustatives sur la langue mais leurnombre diminue avec l’âge.Chacune <strong>de</strong> ces papilles comporte 3 à 5 bourgeons <strong>de</strong> goût ou bourgeons gustatifs. Chezl’homme, il y a environ 10 000 bourgeons <strong>de</strong> goût, alors que le chien en possè<strong>de</strong> 1700 et lechat seulement 470. Les bourgeons <strong>de</strong> goût se régénèrent tous les 10 à 14 jours. Ils sontsitués à la base <strong>de</strong> papilles ainsi que sur la muqueuse du palais, l'épiglotte, le pharynx et laface interne <strong>de</strong>s joues. Ils contiennent <strong>de</strong>s cellules réceptrices. Ces cellules réceptrices sontstimulées par les différentes saveurs.La salive ai<strong>de</strong> dans la perception <strong>de</strong>s différentes saveurs <strong>de</strong>s aliments. En effet, celle-ci dilueles aliments et libère les molécules aromatiques ; ce qui augmente l’activation <strong>de</strong>s bourgeonsgustatifs. Les cellules envoient ensuite les caractéristiques gustatives (saveur)correspondantes au cerveau.La partie du cerveau qui reçoit ces informations s’appelle le lobe pré-frontal.Le cerveau reconnait les caractéristiques gustatives, les interprète et les mémorise.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 13


3) Altération du goûtLa perception <strong>de</strong>s saveurs peut être altérée par différents facteurs, le plus connu est latempérature. Ainsi, la chaleur et le froid endorment en quelque sorte les papilles <strong>de</strong> lalangue, celles-ci captent alors difficilement les saveurs. Lorsque la température re<strong>de</strong>vientnormale, la langue retrouve ses pouvoirs <strong>de</strong> détection du goût, les papilles se réveillent.4) Relation entre le goût, l’odorat et la vue.Le sens du goût et <strong>de</strong> l’odorat sont étroitement liés.Ainsi, nous pouvons remarquer que lorsque notre nez est bouché, nous avons <strong>de</strong>s difficultésà distinguer les saveurs <strong>de</strong>s aliments que nous mangeons.En effet, lorsque nous mastiquons un aliment, ses arômes se fraient un chemin jusqu'au fond<strong>de</strong> notre gorge et se ren<strong>de</strong>nt jusqu'à l'arrière <strong>de</strong> notre nez. Cette voie rétro-nasale permet laperception <strong>de</strong> l'arôme <strong>de</strong> l'aliment qui est responsable <strong>de</strong> 90% <strong>de</strong> la sensation du goût !On peut donc dire que l’odorat renforce le gout. De plus, avant <strong>de</strong> goûter avec la bouche, lavue et l’odorat entrent en jeu pour préparer nos papilles et notre cerveau à analyser ce quenous allons goûter. Cela va nous permettre <strong>de</strong> sécréter <strong>de</strong> la salive (réflexe).On peut dire que l’on prend plaisir à manger via 3 <strong>de</strong> nos sens : l’œil nous permet <strong>de</strong> savoir sinous sommes en présence d’un aliment connu ou non. Il nous renseigne sur son aspect, saforme, sa couleur… Il nous permet aussi <strong>de</strong> constater si l’aliment est frais, mûr, bien cuit…L’odorat, lui, provoque l’envie <strong>de</strong> manger. Les o<strong>de</strong>urs nous permettent <strong>de</strong> savoir si un alimentaura un goût fort, épicé, doux…Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 14


5) Analogie avec le chien et le chat :Les chiens et les chats sont pourvus, comme nous, <strong>de</strong> récepteurs gustatifs, les bourgeons dugoût, capables <strong>de</strong> répondre à <strong>de</strong>s stimuli variés.A la différence <strong>de</strong> l'olfaction (action <strong>de</strong> sentir), bien plus développée chez le chien etchez le chat, le sens <strong>de</strong> la gustation (action <strong>de</strong> goûter) est plus performant chezl'homme.L'homme possè<strong>de</strong> environ 10 000 bourgeons gustatifs, le chien et 1 700, le chat 470. (Aux extrêmes,le poulet n'en compte qu'une vingtaine et le veau environ 25 000).Le chien a une langue large, mince et très mobile, avec un sillon médian net.Le chat a une langue plus courte et plus large, proportionnellement. Elle est plate, dépourvue <strong>de</strong>sillon central. Sa particularité consiste en la présence <strong>de</strong> fortes papilles cornées sur le milieu <strong>de</strong> lalangue, recourbées vers l'arrière qui font <strong>de</strong> la langue, une véritable râpe pour arracher <strong>de</strong>s os lesmoindres parcelles <strong>de</strong> vian<strong>de</strong>. Une autre particularité du chat est qu’il n’est pas sensible au sucréD'autres animaux ont <strong>de</strong>s récepteurs du goût dans d'autres régions du corps, comme lesmouches par exemple qui en possè<strong>de</strong>nt sur les pattes (pour reconnaître la saveur dumatériau sur lequel elle se pose). Certains insectes en possè<strong>de</strong>nt également sur leursantennes.Bibliographiehttp://www.vetopsy.frEncyclopédie interactive Encarta et Wikipédiahttp://www.teteamo<strong>de</strong>ler.com/dossier/alimentation2.asphttp://www.abilem.com/blog/2007/11/04/information/http://www.linternaute.com/science/biologie/dossiers/06/0602-cerveau/2bis.shtmlUne envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 15


L’ouïeA quoi sert le sens <strong>de</strong> l’ouïe ?Peut-être as-tu déjà réfléchi à l’importance que représente le sens <strong>de</strong> l’ouïe ? Grâce à lui nousapprenons à parler, à communiquer par notre voix.La <strong>de</strong>scription <strong>de</strong> l'oreille et le trajet du sonL’oreille se divise en 3 parties : l’oreille externe, l’oreille moyenne et l’oreille interne.- L'oreille externe comprend le pavillon et le conduit auditif. Le pavillon est la partie la plusvisible. C’est un organe mou, flexible, muni d’un cartilage. La partie inférieure appelée lobe n’apas <strong>de</strong> cartilage. Le conduit auditif externe a la forme d'une corne acoustique.- L'oreille moyenne comprend le tympan et les osselets. Ces osselets s’appellent marteau,enclume et étrier. Ils transportent les vibrations du tympan à l’oreille interne.- L’oreille interne permet l’équilibre du corps, ainsi que la transmission du son vers lecerveau.Remarquons que le son est une on<strong>de</strong> matérielle qui va se transmettre selon 3 mo<strong>de</strong>s <strong>de</strong>déplacement successivement:Transmission aérienne – dans l’oreille externeTransmission ostéo-membranaire – dans l’oreille moyenneTransmission liquidienne – dans l’oreille interneLe « son » reçu comme une information nouvelle est alors transmis au cerveau.L’audition met en jeu <strong>de</strong>ux organes principaux : l’oreille en tant que récepteur et le cerveau en tantqu’interprète <strong>de</strong>s sons mais comment cheminent les sons <strong>de</strong>puis notre oreille jusqu’au cerveau ?Les sons entrent à l’intérieur <strong>de</strong> l’oreille par le conduit auditif. Ils sont conduits jusqu'à une petitemembrane appelée tympan. Les sons font vibrer le tympan et celui-ci entraine à son tour troisminuscules os, les osselets. La vibration est alors transmise à la cochlée via la fenêtre ovale et levestibule. Quand les sons arrivent dans ce canal en forme d’escargot, le liqui<strong>de</strong> qu’il contient bouge.Les mouvements du liqui<strong>de</strong> sont alors transmis au cerveau par le nerf auditif. Le cerveau nous faitalors entendre les sons.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 16


Échelle <strong>de</strong>s sonsLes sons sont <strong>de</strong>s vibrations qui se propagent sous la forme <strong>de</strong> différences <strong>de</strong> pression.Leur intensité est exprimée en décibels (dB).Les bruits très forts sont mauvais pour le système nerveux mais cela peut également endommagersérieusement les oreilles (à cause <strong>de</strong> vibrations trop intenses du tympan)Le son le plus faible que nous puissions percevoir est <strong>de</strong> 10 dB. Au-<strong>de</strong>là <strong>de</strong> 90 dB, l’organe <strong>de</strong>l’audition peut être gravement endommagé.Comment l’oreille peut-elle distinguer un son grave d’un son aigu ?Tu as certainement déjà remarqué, en écoutant <strong>de</strong> la musique, qu’il existe <strong>de</strong>ux sortes <strong>de</strong> sons : lessons aigus et les sons graves. Les vibrations <strong>de</strong>s on<strong>de</strong>s sonores qui produisent les sons graves sontplus lentes. Tandis que celles qui produisent les sons aigus sont plus rapi<strong>de</strong>s.Deux maladies fréquentes : l’otite et les oreillonsL’une <strong>de</strong>s maladies les plus fréquentes au cours <strong>de</strong> l’enfance est l’otite. Il s’agit d’une inflammation <strong>de</strong>la muqueuse qui entoure le tympan par suite d’une infection dans la trompe d’Eustache. L’otite semanifeste par les symptômes suivants : douleur, aiguë, surdité plus ou moins prononcée et fièvresupérieure à 38 °C. Ce n’est habituellement pas grave, bien que ce soit gênant, et extrêmementdouloureux. Cela se guérit avec <strong>de</strong>s antibiotiques et <strong>de</strong>s analgésiques (aspirines).Lorsque les otites <strong>de</strong>viennent chroniques cela peut aboutir à une surdité irrémédiable.Les oreillons : il s’agit d’une maladie infectieuse, contagieuse, caractérisée par une inflammation <strong>de</strong>sglan<strong>de</strong>s <strong>de</strong> l’oreille et provoquant <strong>de</strong> fortes douleurs. Cette maladie atteint le plus souvent lesenfants. Si cette maladie est correctement soignée, elle ne laisse pas <strong>de</strong> séquelles. Lorsqu’unepersonne a <strong>de</strong>s oreillons, elle doit rester couchée et isolée afin d’éviter la contagion.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 17


Les animaux et le sonLes oreilles constituent pour <strong>de</strong> nombreux mammifères, une arme <strong>de</strong> défense. En effet, leurspavillons sont souvent <strong>de</strong> gran<strong>de</strong> taille pour mieux récolter le son.As-tu déjà vu un chien se gratter les oreilles ou les bouger d’avant en arrière ? Ses oreilles l’ai<strong>de</strong>nt àsavoir exactement d’où viennent les bruits. Quand à l’être humain, ses oreilles sont petites et plates.Les muscles <strong>de</strong> ses oreilles se sont un peu atrophiés.Les chauves-souris et les renards se servent <strong>de</strong> leurs oreilles pour percevoir d’autres sons que ceuxque nous percevons (comme <strong>de</strong>s ultra-sons). Ils peuvent également émettre <strong>de</strong>s ultrasons qui sonttrop aigus pour que l’oreille <strong>de</strong> l’homme puisse les entendre.Quant aux oiseaux, pour mieux voler, ils possè<strong>de</strong>nt <strong>de</strong>ux « trous dans le crâne » mais pas <strong>de</strong> pavillon(en réalité ils possè<strong>de</strong>nt uniquement l’oreille interne te externe). Les oreilles <strong>de</strong>s oiseaux sont peutêtreminuscules mais elles sont très puissantes. Un oiseau haut dans le ciel peut par exempleentendre le bruit du sable qui se déplace.Le dauphin utilise aussi son ouïe pour percevoir <strong>de</strong>s signaux comme <strong>de</strong>s ultrasons. Tout en nageantles dauphins émettent continuellement <strong>de</strong>s sons à haute fréquence appelés ultrasons. Lorsque cessons se heurtent à un obstacle, par exemple un poisson, ils sont renvoyés comme un écho dansl'oreille interne du dauphinBibliographie :http://www.me<strong>de</strong>cine-et-sante.com/gimages/oreille1.jpghttp://www.libramut.behttp://www.doctissimo.frhttp://www.waterplanetusa.com/fr/basic.htmhttp://users.skynet.be/illusionsauditives/l'ouie.htmIl était une fois la vie édition hachette- fabbriUne envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 18


La vue et l’ouïe - Fiches expériencesExpérience sur le goûtObjectif :Faire prendre consciences aux enfants qu'il existe 4 types <strong>de</strong> goût : sucré, salé, amer, aci<strong>de</strong>.Matériel :- Petite tige en plastique (pour placer les aliments sur la langue)- Farine, sucre glace, levure, sucre en poudre, sel, chips, bonbons, citron, chocolat (noir,blanc), endives, pommes (granny et gol<strong>de</strong>n), cornichons, gâteaux salés, pamplemousse.- gobelets ainsi qu’une bouteille d’eauMo<strong>de</strong> opératoire :1) Faire goûter à l'enfant un produit d'une saveur bien distincte.2) Donner un peu d’eau à l’enfant pour qu’il puisse réaliser une autre expérience.3) Répéter l’expérience (jusqu’à ce que l’enfant ait goûté les 4 saveurs différentes).Interprétation :Cette expérience permet d’illustrer le fait que notre langue reconnait 4 saveurs différentes :amère, aci<strong>de</strong>, salée et sucrée.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 19


Expériences sur l’ouïe1) reconnaissance d'un sonObjectif :Montrer qu’à partir d’un son, on peut se représenter une image <strong>de</strong> celui-ci.Matériel :Voir fichier audio- Un casque ou <strong>de</strong>s écouteursMo<strong>de</strong> opératoire :- Faire écouter plusieurs sons différents.- Attendre après chaque son que l’enfant ait donné une réponse avant <strong>de</strong> passer au suivant.Interprétation :Les sons qui arrivent à nos oreilles passent par le nerf auditif qui transmet l’information aucerveau. C’est comme cela que nous reconnaissons un son.


2) le son est une vibration <strong>de</strong> l'air (1)Objectif :Montrer que les sons sont en fait <strong>de</strong>s vibrations <strong>de</strong> l'air.Matériel :- une bougie- un tube <strong>de</strong> carton fermé par du plastique d'un côté (membrane) et du papier troué en sonmilieu <strong>de</strong> l'autre côté du carton.Mo<strong>de</strong> opératoire :- Allumer une bougie.- Approcher le tube en carton du côté où il y a le papier troué à 5-10 cm <strong>de</strong> la bougie.- Tapoter sur la membrane en plastique.- Observer la flamme <strong>de</strong> la bougie.Interprétation :Les sons que nous percevons sont en réalité <strong>de</strong>s on<strong>de</strong>s produites par la vibration mécaniqued'un support flui<strong>de</strong> ou soli<strong>de</strong> et propagées grâce à l'élasticité du milieu environnant.Ces on<strong>de</strong>s atteignent donc la flamme qui vacille.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 21


3) le son est une vibration <strong>de</strong> l'air (2)Objectif :Montrer les effets <strong>de</strong>s sons sur <strong>de</strong>s objets.Matériel :- 2 tambourins- Une mailloche- Du riz (ou du gros sel ou <strong>de</strong> la polenta..)Mo<strong>de</strong> opératoire :- Positionner les grains <strong>de</strong> riz sur un tambourin- Placer le second tambourin en oblique à proximité du tambourin comportant les grains <strong>de</strong>riz.- Frapper sur le tambourin- Varier la force, la distance et le support sur lequel on frappe.- Observer les grains <strong>de</strong> riz.Interprétation :Les sons sont en fait <strong>de</strong>s vibrations qui font vibrer la peau tendue du tambourin – et doncbouger les grains <strong>de</strong> riz qui se déplacent.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 22


4) bouteilles musicalesObjectif :Comprendre pourquoi les sons sont aigus ou graves.Matériel :- Bouteilles en verre.Mo<strong>de</strong> opératoire :- Enlever le bouchon <strong>de</strong> la bouteille.- Tenir la bouteille à ses lèvres et souffler doucement au-<strong>de</strong>ssus <strong>de</strong> l’ouverture.- Répéter l’expérience en modifiant le niveau <strong>de</strong> l’eau.- Observer les résultats.Interprétation :Plus il y a d’eau dans la bouteille, moins il y a d’air et plus le son est aigu. L’air qu’on envoie ensoufflant dans une bouteille avec beaucoup d’eau a moins <strong>de</strong> chemin à faire et le fait plusvite que dans une bouteille à faible niveau d’eau.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 23


4) verres musicaux (2)Objectif :Comprendre pourquoi les sons sont aigus ou graves.Matériel :- Des verres (6 ou 7)- De l’eauMo<strong>de</strong> opératoire :- Mettre <strong>de</strong> l’eau dans les verres en veillant à ce que chaque verre aie un niveau d’eaudifférent et en laissant un verre vi<strong>de</strong> et un verre plein.- Cogner les verres avec une cuillère.Interprétation :Les verres, selon qu’ils soient plus ou moins remplis, émettent <strong>de</strong>s sons différents. Le verre lemoins rempli émettra le son le plus aigu et le verre le plus rempli émettra le son le plusgrave. Lorsque le verre est rempli, la masse d’eau va perturber les vibrations du verre, l’eaudu verre va émettre également <strong>de</strong>s vibrations, ce qui va donner différents sons en fonctiondu niveau d’eau, tandis que si le verre est vi<strong>de</strong>, c’est uniquement la paroi <strong>de</strong> celui-ci qui vavibrer librement.Autres expériences similaires :- Les lattes à faire vibrer: suivant la longueur, le son est différent.- Une simple cor<strong>de</strong> (fil nylon) que l'on fait vibrer (réalisation d'une boîte à musique).Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 24


Une envie <strong>de</strong> découvrir ...les phénomènes climatiquesLekeu Déborah, Maréchal Julien, Troisfontaine Gabriel1. Mise en situationPrésentation d'une météo-télévisée où, à chaque phénomène cité, correspondra une explication etune expérience.2 . Quelques notionsQu'est-ce que la météorologie ?La météorologie est une science qui étudie l'atmosphère terrestre. Elle a pour objet <strong>de</strong> connaître,étudier les états <strong>de</strong> ce <strong>de</strong>rnier afin <strong>de</strong> mieux comprendre les phénomènes qui s'y déroulent et ainsipermettre <strong>de</strong> décrire le temps qu'il fait, mais aussi prédire le temps qu'il fera dans les jours à venir.La météorologie observe seulement les trente premiers kilomètres <strong>de</strong> l'atmosphère en contact avecla surface <strong>de</strong> la Terre : la troposphère et la stratosphère inférieur.Histoire <strong>de</strong> la météorologie.La météorologie est une science très récente. Certes, déjà dans la Grèce antique on était trèsintéressé par l'atmosphère, ainsi, dès le IVe siècle av. J-C, Aristote rédigeait un traité intituléMeteorologiae. Néanmoins, la météorologie a peu progressé jusqu'à l'époque mo<strong>de</strong>rne.Les premières observations scientifiques eurent lieu à partir du milieu du XVIIe siècle quand furentinventés les instruments <strong>de</strong> mesure indispensables : le thermomètre <strong>de</strong> Galilée (1641), lepluviomètre <strong>de</strong> Castelli (1639), le baromètre <strong>de</strong> Torricelli (1643), l'anémomètre et le premierhygromètre <strong>de</strong> Hooke (1667) en même temps que progressait la connaissance <strong>de</strong>s lois physiques <strong>de</strong>sgaz et <strong>de</strong> la mécanique <strong>de</strong>s flui<strong>de</strong>s. Au XVIIIe siècle, Hadley démontra l'effet <strong>de</strong> la rotation <strong>de</strong> la Terresur la direction du vent, Lavoisier découvrit la composition <strong>de</strong> l'air, le 1er décembre 1783 le premierballon explora l'atmosphère jusqu'à 3 400m d'altitu<strong>de</strong>. C'est à la veille du XXe siècle (1899) que troisballons-son<strong>de</strong>s lancés <strong>de</strong>puis Trappes atteignirent 13 000m et permirent d'i<strong>de</strong>ntifier la stratosphère.Depuis les années 1950, le perfectionnement <strong>de</strong>s instruments <strong>de</strong> base et l'invention <strong>de</strong> nouveauxmoyens d'investigation (radar, avions, fusées, satellites artificiels) ont permis d'acquérir uneconnaissance <strong>de</strong> plus en plus précise et étendue <strong>de</strong>s phénomènes atmosphériques.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 25


Les outils <strong>de</strong> le météorologie.Les observations les plus répandues s'effectuent dans <strong>de</strong>s stations météorologiques. L'équipement <strong>de</strong>base est l'abri météorologique. Installé dans un lieu dégagé et placé à 2m au-<strong>de</strong>ssus du sol, ilrenferme <strong>de</strong>s instruments <strong>de</strong> mesure homologués, protégés <strong>de</strong>s rayons solaires et du vent.Sur les océans, <strong>de</strong>s navires météorologiques et <strong>de</strong>s bouées fournissent <strong>de</strong>s mesures équivalentes àcelles <strong>de</strong>s abris à terre. Il existe dans le mon<strong>de</strong> 9 000 stations météorologiques terrestres et 5 000 surles océans, malheureusement inégalement réparties.On fait également appel à l'aviation pour obtenir <strong>de</strong>s observations en haute altitu<strong>de</strong>, notammentquand <strong>de</strong>s cyclones ou <strong>de</strong>s typhons menacent <strong>de</strong>s zones habitées.Depuis 1960, les satellites météorologiques apportent une vision globale et planétaire <strong>de</strong> l'état <strong>de</strong>l'atmosphère.Les applications <strong>de</strong> la météorologie.Les applications <strong>de</strong> la météorologie sont nombreuses et variées. Les informations météorologiquessont absolument indispensables pour la navigation aérienne et elles sont fortement recommandéespour la navigation et les activités maritimes.La météo est également utile pour la population: vous, moi, mais également certains professionnels;par exemple, les agriculteurs qui sauront comment doser l'irrigation <strong>de</strong> leurs champs s'ils connaissentla température et la durée supposée d'une pério<strong>de</strong> <strong>de</strong> sécheresse.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 26


3. Ateliers3.a. Le cycle <strong>de</strong> l'eauObjectifs:• Comprendre le principe d'évaporation et <strong>de</strong> con<strong>de</strong>nsation <strong>de</strong> l'eau.• Comprendre les mécanismes fragiles qui régissent le cycle <strong>de</strong> l'eau.Origine <strong>de</strong> l'eau:Mais d'où vient l'eau <strong>de</strong>s lacs, rivières et océans ? La pluie, d'où vient-elle ?Sur notre planète, l'eau circule en permanence: dans les océans, les rivières, les lacs et dansl'atmosphère. C'est ce que l'on appelle le cycle <strong>de</strong> l'eau.L'eau existe sous trois états: soli<strong>de</strong> (sous forme <strong>de</strong> glace ou <strong>de</strong> neige), liqui<strong>de</strong> (sousforme d'eau) et gazeux (sous forme <strong>de</strong> vapeur). Durant le cycle <strong>de</strong> l'eau, c'est toujours lamême eau qui circule, elle change simplement d'état en permanence.Le principal élément qui entraîne cette formidable machine météorologique est lesoleil qui réchauffe l'eau. Elle quitte alors son état liqui<strong>de</strong> pour se transformer en gaz, c'estl'évaporation. Lorsque l'eau sous forme gazeuse atteint <strong>de</strong>s régions suffisamment froi<strong>de</strong>s,elle se transforme en gouttelettes qui vont former les nuages, c'est la con<strong>de</strong>nsation. Ces finesgouttelettes retomberont alors sur la terre, généralement sous forme <strong>de</strong> pluie (ou sousforme <strong>de</strong> neige en cas <strong>de</strong> température inférieure à 0°C) et soit, après ruissellement sur le sol,elles rejoindront les rivières, les lacs et enfin les océans; soit elles s'infiltreront dans le solpour alimenter les nappes souterraines.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 27


Expérience: le cycle <strong>de</strong> l'eauNous allons simuler le cycle <strong>de</strong> l'eau via une maquette schématique qui nous permettra <strong>de</strong>revoir les changements d'état et les termes qui y sont associés.Nous allons observer l'eau s'évaporer pour ensuite, sous l'effet d'une baisse <strong>de</strong> température,se con<strong>de</strong>nser et enfin retomber au sol sous forme <strong>de</strong> gouttes <strong>de</strong> pluie.Matériel:La maquette est composée d'un réservoir d'eau chauffé et ouvert pour simuler l'évaporationet d'une structure soli<strong>de</strong> et froi<strong>de</strong> <strong>de</strong>stinée à reproduire l'effet <strong>de</strong> con<strong>de</strong>nsation dans lesnuages.Vitre pour la con<strong>de</strong>nsationVapeurRéservoir d'eauSource <strong>de</strong> chaleurMo<strong>de</strong> opératoire:Les élèves commenceront par se familiariser avec la maquette, ce qu'elle représentesymboliquement, son principe <strong>de</strong> fonctionnement. Nous observerons ensuite l'effet <strong>de</strong>schangements <strong>de</strong> température sur l'eau : cycle d'évaporation -con<strong>de</strong>nsationPour bien se représenter le rôle joué par la température dans la con<strong>de</strong>nsation, les élèvespourront souffler sur <strong>de</strong>ux récipients en verre. Le premier sera vi<strong>de</strong> et le <strong>de</strong>uxième rempli <strong>de</strong>glace. La con<strong>de</strong>nsation sera beaucoup plus importante dans le <strong>de</strong>uxième cas (lacon<strong>de</strong>nsation <strong>de</strong> l'eau présente dans l'air se déroulera d'ailleurs spontanément sur les parois<strong>de</strong> ce verre).Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 28


3.b. Le vent et son mouvementObjectifs:• Expliquer la formation du vent.• Expliquer ses mouvements ainsi que le rôle du soleil.• Expliquer et savoir reconnaître l'instrument <strong>de</strong> mesure du vent.Qu'est-ce que le vent?Le vent naît sous l'effet <strong>de</strong> différences <strong>de</strong> température et <strong>de</strong> pression. L'atmosphère <strong>de</strong> la terrecontient <strong>de</strong>s zones <strong>de</strong> haute ou <strong>de</strong> basse pression. La haute pression est formée d'air froid qui atendance à <strong>de</strong>scendre et la basse pression est formée d'air chaud qui, lui, monte.Dans les régions ensoleillées, l'air est plus chaud. Il va donc monter et créer une zone <strong>de</strong> bassepression, dite « L ». Dans les régions plus proches <strong>de</strong>s pôles, l'air sera plus froid. Il va donc se créerune zone <strong>de</strong> haute pression, dite « H ».Spontanément, la pression aura tendance à s'égaler en tout point.C'est le même principe pour la température. Si vous avez <strong>de</strong>ux objets qui ont <strong>de</strong>s températuresdifférentes et si vous mettez ces <strong>de</strong>ux objets en contact, leur température va spontanéments'égaler (l'objet le plus chaud va provoquer une augmentation <strong>de</strong> la température <strong>de</strong> l'objet leplus froid).L'air qui se trouve dans une zone <strong>de</strong> haute pression (air froid) va passer vers une zone <strong>de</strong> bassepression (air chaud) <strong>de</strong> manière à égaliser les pressions. Ce mouvement <strong>de</strong> l'air entre les <strong>de</strong>ux zones,c'est le vent.Direction du vent:On observe généralement la direction du vent grâce à une manche à air ou une girouette.La manche à air se retrouve souvent près <strong>de</strong>s pistes <strong>de</strong>s aérodromes.La girouette est placée en haut d'un mât. Beaucoup <strong>de</strong> clochers d'églises en sont pourvus. Lapointe <strong>de</strong> la flèche se tourne du coté d'où vient le vent et grâce aux quatre points cardinauxfixés au <strong>de</strong>ssous, nous savons quel vent souffle (vent du sud lorsque ce <strong>de</strong>rnier provient dusud, vent du nord lorsqu'il vient du nord et ainsi <strong>de</strong> suite).Manche à air:Girouette:Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 29


Expériences:1) Le mouvement <strong>de</strong> l'air chaud2) La dilatation <strong>de</strong> l'air chaudLe mouvement <strong>de</strong> l'air chaudMatériel:• montage constitué d'une spirale• 4 bougiesExpérience:Constater que, laissée à l'air ambiant, la spirale ne tourne pas; tandis qu'une foisplacée au <strong>de</strong>ssus <strong>de</strong>s bougies allumées, elle se met à tourner.Interprétation:L'air chaud a tendance à monter et ce mouvement entraîne la rotation <strong>de</strong> laspirale.La dilatation <strong>de</strong> l'air chaud (1)Matériel:• un récipient rempli d'eau chau<strong>de</strong> et un autre avec <strong>de</strong> l'eau froi<strong>de</strong>• une bouteille vi<strong>de</strong>• un ballon <strong>de</strong> baudrucheMo<strong>de</strong> opératoire:Fixer sur le goulot <strong>de</strong> la bouteille, le ballon <strong>de</strong> baudruche. Plonger le cul <strong>de</strong> labouteille dans le récipient rempli d'eau chau<strong>de</strong>. Observer. Plonger ensuite labouteille dans le récipient d'eau froi<strong>de</strong>. Observer.Constatations:Nous observons que le ballon gonfle lorsque la bouteille se trouve dans l'eauchau<strong>de</strong> et se dégonfle lorsque la bouteille est refroidie.Interprétation:L'air chaud occupe un volume plus grand qu'une même quantité d'air plus froid, ilse dilate.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 30


La dilatation <strong>de</strong> l'air chaud (2)Matériel:• une petite bouteille en plastique• du film plastique (film alimentaire)• 4 élastiques• un sèche-cheveuxMo<strong>de</strong> opératoire:Fixer, à l'ai<strong>de</strong> <strong>de</strong>s élastiques, le film plastique sur le goulot <strong>de</strong> la bouteille en veillantà ne pas le tendre. Chauffer la bouteille avec le sèche-cheveux.Constatation:Le film plastique gonfle.Interprétation:En chauffant, l'air chaud se dilate; c'est :a raison pour laquelle le film plastique gonfle.La dilatation <strong>de</strong> l'air chaud (3)Matériel:• un récipient d'eau chau<strong>de</strong> et un d'eau froi<strong>de</strong>• un verreMo<strong>de</strong> opératoire:Dans le récipient d'eau chau<strong>de</strong>, enfoncer à l'envers un verre bien froid etinversement enfoncer un verre chaud dans l'eau froi<strong>de</strong>.Constatations:Après quelques minutes, <strong>de</strong>s bulles s'échappent du verre initialement froid placédans l'eau chau<strong>de</strong> et un peu d'eau rentre dans le verre initialement chaud placédans l'eau froi<strong>de</strong>.Interprétation:En chauffant l'air se dilate, il prend plus <strong>de</strong> place. Il s'échappe donc du verre sousforme <strong>de</strong> bulles. En refroidissant, l'air se contracte. L'eau peut donc rentrer dans leverre.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 31


3.c. Les nuagesUn nuage se forme lorsque l'air chaud et humi<strong>de</strong> monte en altitu<strong>de</strong> et se refroidit. L'eaugazeuse se cristallise alors au contact <strong>de</strong> l'air froid ou se transforme en micro-gouttes d'eauliqui<strong>de</strong>.Le nuage est donc constitué d'eau liqui<strong>de</strong> ou <strong>de</strong> cristaux <strong>de</strong> glace et non pas d'eau sousforme <strong>de</strong> gaz. Plus il y aura d'eau ou <strong>de</strong> cristaux, et plus le nuage <strong>de</strong>viendra gros.Expérience: la formation d'un nuageMatériel:• eau chau<strong>de</strong> et glaçons• saladier en verre et assietteMo<strong>de</strong> opératoire:Verser l'eau chau<strong>de</strong> dans le saladier en verre et le recouvrir par une assiette contenant<strong>de</strong> la glace. Observer en éteignant la lumière du local et en allumant une lampe <strong>de</strong> pocheface au récipient.Constatation:Un nuage va se former juste en <strong>de</strong>ssous <strong>de</strong> l'assiette.InterprétationL'air chaud et humi<strong>de</strong> va monter et, en rencontrant l'air froid situé à proximité <strong>de</strong>l'assiette, il va se refroidir. L'eau contenue dans l'air va alors se con<strong>de</strong>nser en gouttelettesqui vont donner le « nuage ». C'est le même phénomène qui est observé lorsqu'on ouvrela porte du surgélateur ou lorsqu'on voit la vapeur s'échapper d'une casserole d'eau quichauffe.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 32


Différents types <strong>de</strong> nuages1) Le cirrus:Ce nuage se situe entre 6000 et 15000 mètres d'altitu<strong>de</strong>. Le cirrus a tendance à voiler lesrayons du soleil mais il ne provoque pas <strong>de</strong> précipitation. Ce nuage annonce uniquement lebeau temps qui continuera encore pendant quelques jours.2) Le cumulus.Ce nuage n'est pas très volumineux, sa base se trouve à environ 2 km d'altitu<strong>de</strong>. Il n'est pasporteur <strong>de</strong> pluie, sauf dans certains cas où il évolue et grossit pour se transformer en nuage<strong>de</strong> pluie ou même d'orage !3) L'altocumulus:Ce nuage se situe entre 2000 et 6000 mètres d'altitu<strong>de</strong>. Il annonce très souvent unedépression c'est-à-dire du mauvais temps et <strong>de</strong> la pluie. D'ailleurs, on l'aperçoit très souventavant un orage.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 33


4) Le nimbo-stratus.Ce nuage provoque <strong>de</strong>s précipitations moins fortes qu'un nuage d'orage mais elles seproduisent sur une plus gran<strong>de</strong> surface. Il a une apparence floconneuse et sa base se situeentre 3000 et 6000 mètres d'altitu<strong>de</strong>.Sur la photo ci <strong>de</strong>ssous, on distingue bien les lignes <strong>de</strong> précipitations en bas à droite.5) Le cumulo-nimbus.C'est le nuage qui provoque les phénomènes météorologiques les plus spectaculaires maisaussi les plus dangereux comme la torna<strong>de</strong> ou la foudre. Il possè<strong>de</strong> une forme d'enclumebien caractéristique et peut faire 10 à 15 km <strong>de</strong> hauteur !Ce nuage cause très souvent <strong>de</strong>s précipitations <strong>de</strong> grêle, les grêlons pouvant parfois atteindrela taille <strong>de</strong> balles <strong>de</strong> golf qui peuvent briser <strong>de</strong>s pare-brises <strong>de</strong> voiture ou encore détruire lesrécoltes agricoles.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 34


3.d. Les éclairs et les oragesObjectifs:• Savoir expliquer la formation <strong>de</strong>s éclairs.• Adapter un comportement sécurisant pendant un orage.• Connaître le principe du paratonnerre.• Savoir expliquer ce qu'est un orage.Formation <strong>de</strong>s orages:Afin <strong>de</strong> former un nuage d'orage, <strong>de</strong>ux masses d'air <strong>de</strong> température différente doivent serencontrer. L'air chaud remonte à travers le nuage et rencontre alors l'air froid qui lui,<strong>de</strong>scend. Les frottements entre ces <strong>de</strong>ux masses d'air créent alors <strong>de</strong>s charges électriquesqui vont provoquer les éclairs.À une autre échelle, le fait <strong>de</strong> frotter <strong>de</strong>ux objets, par exemple <strong>de</strong> la laine et une latteen plastique, permet également <strong>de</strong> créer <strong>de</strong>s charges et donnent lieu à ce que l'onappelle l'électricité statique. La latte électrisée ne va pas produire <strong>de</strong>s éclairs, mais elleest capable d'attirer vers elle <strong>de</strong>s objets <strong>de</strong> petites masses, comme <strong>de</strong>s bouts <strong>de</strong> papier.Les décharges électriques peuvent être émises au sein d'un nuages, entre <strong>de</strong>ux nuages oualors entre un nuage et la terre.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 35


Benjamin Franklin a conçu, en 1752, le paratonnerre. Il sert à canaliser l'énergie produite parles charges électriques et à empêcher les dégâts liés à la foudre qui s'abat sur les maisons.Son principe est simple: grâce à sa pointe métallique reliée par un câble électrique à <strong>de</strong>splaques <strong>de</strong> métal situées sous le sol, le paratonnerre « capte » les éclairs et conduit l'énergiedans le sol.Mais attention, le paratonnerre n'est pas un moyen à 100% fiable! Un bâtiment dit« sécurisé » peut parfois être frappés par la foudre.L'homme est aussi en danger lors d'un orage car il est un assez bon conducteur d'électricité.Le courant peut donc passer à travers le corps tout entier avant <strong>de</strong> rejoindre le sol. La foudrepeut provoquer <strong>de</strong> graves brûlures au niveau <strong>de</strong> la peau mais aussi <strong>de</strong>s organes internes, cequi peut entraîner la mort. Mais rassurez-vous, ceci est très rare !Afin d'éviter tout acci<strong>de</strong>nt, <strong>de</strong>s précautions sont néanmoins à prendre lors d'un orage:• ne pas se mettre sous un arbre• ne pas possé<strong>de</strong>r un parapluie dont le sommet est une tige métallique• ne pas se trouver au milieu d'une plaine• éteindre tout les appareils électriques <strong>de</strong> la maison• ne pas se trouver à proximité <strong>de</strong> l'eau ou <strong>de</strong>dans, etc....Le fait <strong>de</strong> se couvrir d'un tissus en caoutchouc peut également nous protéger car ce <strong>de</strong>rnierest un isolant électrique.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 36


Le tonnerre.Le tonnerre est un bruit produit par l'expansion brutale <strong>de</strong> l'air chauffé par la déchargeélectrique, on parle d'une « on<strong>de</strong> <strong>de</strong> choc ».Nous savons qu'il existe une différence <strong>de</strong> temps entre la vision <strong>de</strong> l'éclair et le bruit dutonnerre. Cette différence provient du fait que la lumière (on<strong>de</strong> électromagnétique) va sedéplacer plus vite que le son (on<strong>de</strong> matérielle).Pour savoir si l'orage se rapproche ou non: il faut compter les secon<strong>de</strong>s qui séparent l'éclairet le tonnerre. Si le nombre <strong>de</strong> secon<strong>de</strong>s diminue, cela veut dire que la foudre se rapprocheet inversement, si le nombre augmente, cela signifie que la foudre s'éloigne.Pour connaître plus précisément la distance en km <strong>de</strong> l'endroit où se trouve l'orage, il suffit<strong>de</strong> compter le nombre <strong>de</strong> secon<strong>de</strong>s qui sépare l'éclair du tonnerre et <strong>de</strong> le diviser par trois.L'explication est simple: la lumière se propage à 300 000 000 m/s, tandis que la vitesse duson est <strong>de</strong> 340m/s. Au vu <strong>de</strong> sa vitesse, on peut considérer que l'éclair se voitinstantanément quelque soit la distance; tandis que le son met environ trois secon<strong>de</strong>s pourparcourir environ 1 km (1020 m en réalité). Ainsi, si par exemple, on compte 9s entre l'éclairet le tonnerre, on calculera une distance <strong>de</strong> 9/3 = 3 km ce qui équivaut bien à la distanceparcourue par le son (9*340 = 3060 m).Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 37


3.e. Le réchauffement climatiqueLe réchauffement climatique est l'augmentation <strong>de</strong> la température moyenne <strong>de</strong>s océans et<strong>de</strong> l'atmosphère à l'échelle mondiale et sur plusieurs années.Ce changement n'est pas naturel mais causé par l'homme. La cause principale duchangement climatique est la combustion <strong>de</strong>s combustibles fossiles tels que le charbon, lepétrole et le gaz naturel. Leur combustion dégage du gaz carbonique (CO 2 ) qui renforce l'effet<strong>de</strong> serre.Depuis quelques années, les scientifiques ont réalisé les constatations suivantes :−−−augmentation <strong>de</strong> la température globale <strong>de</strong> 0,6°C en un siècle,diminution <strong>de</strong> l'étendue et <strong>de</strong> l'épaisseur <strong>de</strong> la banquise arctique,le recul <strong>de</strong>s glaciers,−augmentation du niveau <strong>de</strong> la mer, …...C'est pour cela, qu'en 1998, le GIEC a été crée par l'Organisation météorologique Mondiale etle Programme <strong>de</strong>s Nations-Unis pour l'Environnement. Son but est d'évaluer l'informationscientifique sur les changements climatiques, leurs impacts et les mesures <strong>de</strong> prévention oud'adaptation envisageables.L'effet <strong>de</strong> serre :L'effet <strong>de</strong> serre est un phénomène naturel lié à la présence <strong>de</strong> gaz atmosphériques (tels que ledioxy<strong>de</strong> <strong>de</strong> carbone ou le méthane) qui empêchent une partie du rayonnement infrarouge émispar la Terre <strong>de</strong> se perdre dans l'espace. Il permet donc d'avoir sur Terre une températuremoyenne <strong>de</strong> 15°C, alors que sans lui, elle serait <strong>de</strong> -18°C.Mais ce qui inquiète la communauté scientifique, c'est l'augmentation <strong>de</strong> la concentration <strong>de</strong>sgaz à effet <strong>de</strong> serre résultant <strong>de</strong>s activités humaines. De plus en plus <strong>de</strong> rayons infrarougesvont donc se trouver piéger dans l'atmosphère ce qui va provoquer son réchauffement, maissurtout un dérèglement <strong>de</strong>s conditions climatiques avec un risque accru <strong>de</strong> voir se succé<strong>de</strong>r<strong>de</strong>s phénomènes climatiques extrêmes (vagues <strong>de</strong> chaleur, tempêtes, cyclones,...). Cesconditions auront un effet néfaste sur la faune et la flore telles que nous les connaissonsactuellement, <strong>de</strong>s disparitions à un rythme accru sont à craindre.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 38


Expérience: l'effet <strong>de</strong> serreMatériel:• <strong>de</strong>ux boites transparentes (avec et sans couvercle)• <strong>de</strong>ux thermomètres• lampe avec une ampoule non économique (il faut qu'elle chauffe)Mo<strong>de</strong> opératoire :Mettre un thermomètre dans chacune <strong>de</strong>s boîtes. Allumer la lampe au <strong>de</strong>ssus <strong>de</strong>s boîtes.Attendre puis lire la température sur les thermomètres.Observations :La température mesurée dans la boite avec couvercle est plus élevée que celle dans laboite sans couvercle.Interprétation:Le couvercle permet <strong>de</strong> piéger la chaleur, il empêche les rayonnements <strong>de</strong> se disperser. Lecouvercle symbolise les gaz à effet <strong>de</strong> serre.Expérience: la montée du niveau <strong>de</strong>s mersMatériel :• <strong>de</strong>ux verres• <strong>de</strong> l'eau et <strong>de</strong>s glaçons• petit récipient pouvant être relié à un verreMo<strong>de</strong> opératoire :1) Verser l'eau dans le verre et ajouter <strong>de</strong>s glaçons. Il faut que le verre soit rempli aumaximum. Attendre que les glaçons fon<strong>de</strong>nt et observer.2) Verser <strong>de</strong> l'eau jusqu'au bord dans le <strong>de</strong>uxième verre. Déposer les glaçons dans lerécipient qui sera relié au verre <strong>de</strong> manière à ce que l'eau provenant <strong>de</strong> la fonte <strong>de</strong> la glaces'écoule dans le verre. Attendre et observer.Observations:1) La fonte <strong>de</strong>s glaçons n'a pas provoqué le débor<strong>de</strong>ment du verre.2) Le fonte <strong>de</strong>s glaçons a provoqué le débor<strong>de</strong>ment <strong>de</strong> l'eau contenue dans le verre.Interprétation:Lorsque la glace flotte sur l'eau (icebergs, ...), sa fonte n'entraîne pas une montée duniveau <strong>de</strong>s eaux. Par contre, c'est bien le cas, lorsque la glace se trouve initialement en<strong>de</strong>hors <strong>de</strong> l'eau (glaciers,...).4 . Bibliographie« Jouer avec les sciences <strong>de</strong> la nature. » <strong>de</strong> Hans Jurgen Press.« AQUOPS-CyberScol Canada » document internet <strong>de</strong> Nathalie Gauthier.« Educnet » document internet du Ministère <strong>de</strong> l'Éducation Nationale Française.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 39


Une envie <strong>de</strong> découvrir ... le système solaireBroumels Caroline , Casterman Bernard, François Ariane, Gillard Lindsay, Greca Belinda,Gullukaya Tugba, Hamidovic Amir, Lombard Xavier, Spineux sarah, Zadwany Boris La théorieL’univers et le système solaire :L’astronomie est la science qui a pour objet l’étu<strong>de</strong> <strong>de</strong>s astres.L’univers est le cosmos, on suppose donc que c’est un espace infini. Il est composé <strong>de</strong>plusieurs milliards <strong>de</strong> galaxies. Une galaxie est composée <strong>de</strong> milliards <strong>de</strong> systèmes stellaires,<strong>de</strong> gaz (hydrogène et hélium) et <strong>de</strong> poussières. Elle est formée d’un noyau <strong>de</strong>nse au centre etelle tourne sur elle-même. Un système stellaire se compose d’une étoile et <strong>de</strong> plusieursplanètes qui tournent autour. Notre système stellaire s’appelle le système solaire, notreétoile est le soleil et huit planètes tournent autour.Une planète est un astre sans lumière qui tourne autour d’une étoile. Les planètes sont <strong>de</strong>smasses qui s’attirent l’une l’autre grâce à une force d’attraction appelée force d’attractionuniverselle (tous les corps dans l’espace s’attirent).Notre système solaire est composé <strong>de</strong> huit planètes : Mercure, Vénus, La Terre, Mars, Jupiter,Saturne, Uranus et Neptune.Les quatre premières sont <strong>de</strong>s planètes telluriques, c'est-à-dire qu’elles sont principalementcomposées <strong>de</strong> roches et <strong>de</strong> métaux et ont une <strong>de</strong>nsité élevée. Elles ont une rotation lente,pas d’anneau et pas ou peu <strong>de</strong> satellites.Les quatre suivantes sont <strong>de</strong>s planètes gazeuses, elles ont pour caractéristiques d’êtreprincipalement composées d’hydrogène et d’hélium et ont une faible <strong>de</strong>nsité. Elles ont unerotation rapi<strong>de</strong>, une atmosphère épaisse, <strong>de</strong>s anneaux et beaucoup <strong>de</strong> satellites.Chaque planète effectue une rotation et une révolution.La rotation est le mouvement d’un astre autour d’un axe imaginé, c'est-à-dire qu’il tourne surlui-même dans un sens déterminé.La révolution est le mouvement orbital d’un astre autour d’un autre astre, dans ce cas-ci, <strong>de</strong>splanètes tournent autour du soleil. Les planètes ne décrivent pas un cercle parfait autour dusoleil mais plutôt une ellipse. Plus une planète est éloignée du soleil, plus sa pério<strong>de</strong> <strong>de</strong>révolution est gran<strong>de</strong>, en effet, plus elle est éloignée, plus l’ellipse est gran<strong>de</strong>.De nombreuses planètes possè<strong>de</strong>nt <strong>de</strong>s satellites, c'est-à-dire, <strong>de</strong>s corps qui gravitent autourd’elles. Il y a <strong>de</strong>s satellites naturels, tel que la Lune pour la Terre et <strong>de</strong>s satellite artificielsenvoyés en orbite par l’homme.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 40


Le système solaire :Le système solaire est le système stellaire composé du Soleil et <strong>de</strong>s corps célestes ou objetsdéfinis gravitant autour <strong>de</strong> lui (autrement dit, notre système planétaire) : les huit planètes,leurs 165 satellites naturels connus, les cinq planètes naines, et les milliards <strong>de</strong> petits corps(astéroï<strong>de</strong>s, objets glacés, comètes, météorites, poussière interplanétaire, etc.).De façon schématique, le système solaire est composé du Soleil, <strong>de</strong> quatre planètestelluriques internes, d'une ceinture d'astéroï<strong>de</strong>s composée <strong>de</strong> petits corps rocheux, <strong>de</strong>quatre planètes géantes gazeuses externes et d’une secon<strong>de</strong> ceinture appelée ceinture <strong>de</strong>Kuiper, composée d’objets glacés. Au-<strong>de</strong>là <strong>de</strong> cette ceinture se trouve un disque d’objetsépars, nommé suivant la théorie avancée par Jan Oort, le nuage d'Oort.De la plus proche à la plus éloignée du Soleil, les planètes du système se nomment Mercure,Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Six <strong>de</strong> ces planètes possè<strong>de</strong>nt <strong>de</strong>ssatellites en orbite et chacune <strong>de</strong>s planètes externes est entourée d’un anneau planétairecomposé <strong>de</strong> poussière et d’autres particules.Toutes les planètes, excepté la Terre, portent les noms <strong>de</strong> dieux et déesses <strong>de</strong> la mythologieromaine.Les planètes naines portent les noms <strong>de</strong> divinités diverses. On en dénombrait cinq au 17septembre 2008. Ce sont : Pluton, le plus ancien objet connu <strong>de</strong> la ceinture <strong>de</strong> Kuiper, Cérès,le plus grand objet <strong>de</strong> la ceinture d’astéroï<strong>de</strong>s, Éris la plus grosse <strong>de</strong>s planètes naines, qui setrouve dans le disque <strong>de</strong>s objets épars, Makemake et Haumea objets <strong>de</strong> la ceinture <strong>de</strong>Kuiper. Les planètes orbitant au-<strong>de</strong>là <strong>de</strong> Neptune (ce qui est le cas <strong>de</strong> quatre d'entre-elles)sont également classifiées comme plutoï<strong>de</strong>s.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 41


1) Le Soleil :Le Soleil est une étoile c'est-à-dire un astre doué d’un éclat propre, observable sous forme d’un pointlumineux dans le ciel (il émet <strong>de</strong> l’énergie).Il s’est formé il y a 4,5 milliards d’années, il est composé principalement d’hydrogène (70 %, le gaz leplus important dans l’univers), d’hélium (27%, gaz plus léger que l’air et ininflammable), <strong>de</strong> fer,d’azote et <strong>de</strong> cuivre (3%). Son rayon est <strong>de</strong> 600 000 km, c'est-à-dire 100 fois plus grand que celui <strong>de</strong> laTerre. Le tout se trouve à l’état gazeux car les températures sont évi<strong>de</strong>mment très élevées. Notreétoile produit <strong>de</strong>s éléments chimiques. A l’origine elle était composée <strong>de</strong> 100 % d’hydrogène.L’hélium et autres composants sont arrivés plus tard.Comment se fait il que l’on passe <strong>de</strong> l’hydrogène à l’hélium ?Cette réaction s’appelle la réaction thermo-nucléaire <strong>de</strong> fusion. Elle démarre lorsque la températureatteint 10 millions <strong>de</strong> <strong>de</strong>grés, il y a alors association <strong>de</strong>s noyaux d’hydrogène pour former <strong>de</strong>séléments plus lourds (principalement l'hélium); Ce processus s'accompagne d'une émissionimportante d’énergie (lumière et chaleur). La température du soleil est <strong>de</strong> 15 millions <strong>de</strong> <strong>de</strong>grés enson centre. L’ensemble <strong>de</strong>s gaz qui composent une étoile est appelé le plasma. Le soleil brille mais nebrûle pas, il ne se consume donc pas, il évolue. C’est un corps incan<strong>de</strong>scent (état d’un corps qu’unetempérature élevée rend lumineux).Le Soleil comprend 4 couches importantes :1. le noyau (15 000 000°C)2. la photosphère (qui fait 400 km d’épaisseur)3. la chromosphère (un peu rosâtre <strong>de</strong> forme régulière)4. la couronne <strong>de</strong> forme tout à fait irrégulière qui mesure plusieurs millions <strong>de</strong> kilomètres.Lors d’une éclipse <strong>de</strong> soleil (disparition d’un astre dans l’ombre d’un autre), on distingue 3 enveloppesla photosphère, la chromosphère et la couronne. Quand une éclipse solaire se produit la photosphèreest dans le noir et on aperçoit alors plus distinctement la chromosphère.Le soleil se situe à 150 000 000 km <strong>de</strong> la Terre, cette distance représente l’unité astronomique (UA)<strong>de</strong> référence.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 42


2) MercureLa planète Mercure est une planète tellurique, c'est-à-dire qu’elle est petite, soli<strong>de</strong> et <strong>de</strong><strong>de</strong>nsité élevée. Elle se compose principalement <strong>de</strong> minéraux rocheux et <strong>de</strong> métaux (fer).En raison <strong>de</strong> sa petite taille (son rayon mesure 2400 km, il est comparable à celui <strong>de</strong> la Lune)et <strong>de</strong> la proximité du Soleil (c’est la planète la plus proche du Soleil), Mercure n’a pasd’atmosphère et n’a aucun satellite.L'absence d'atmosphère entraîne certaines caractéristiques:- la planète Mercure est criblée <strong>de</strong> cratères d’impact <strong>de</strong> météorites.- les écarts <strong>de</strong> température entre le jour et la nuit sont fort importants car il n’y a pas d’effet<strong>de</strong> serre comme sur la terre. La température peut varier <strong>de</strong> 350° à – 170°.Sa pério<strong>de</strong> <strong>de</strong> révolution autour du soleil est <strong>de</strong> 88 jours. C’est une <strong>de</strong>s planètes qui estvisible à l’œil nu <strong>de</strong>puis la Terre.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 43


3) Vénus :Vénus est une planète tellurique du système solaire.On l’appelle aussi l’étoile du berger. C’est la planète la plus brillante du système solaire. Aussilongtemps qu’on s’en souvienne, les hommes l’ont toujours connue. Les hommes l’ontsurnommée étoile du berger car elle apparait toujours le soir, à l’heure où les bergers<strong>de</strong>vaient rentrer leurs troupeaux.Vénus est souvent considérée comme la sœur jumelle <strong>de</strong> la Terre car elles sont apparuesapproximativement en même temps dans notre système solaire, il y plus ou moins 4,6milliards d’années. De plus, Vénus a presque la même taille que la Terre : elle représente 95%<strong>de</strong> sa taille et 81% <strong>de</strong> son poids.Elle a la caractéristique <strong>de</strong> tourner autour du Soleil en décrivant un cercle presque parfait, lesautres planètes ont un trajet en forme d’ellipse. La révolution <strong>de</strong> Vénus autour du Soleil dure225 jours.Inexplicablement le sens <strong>de</strong> rotation <strong>de</strong> Vénus est le sens contraire <strong>de</strong>s autres planètes tellesque la Terre ou Mercure. Pour tourner sur elle-même, il faut à Vénus 243 jours, donc plusqu’un an (en année vénusienne). Cela veut dire qu’une journée sur Vénus dureapproximativement 121,5 jours terrestres.Si Vénus est considérée comme la sœur jumelle <strong>de</strong> la Terre pour certaines caractéristiques, lavie ne serait par contre pas possible sur cette planète. Son atmosphère est principalementcomposée <strong>de</strong> CO 2 et d’azote (N 2 ), ses nuages sont composés <strong>de</strong> gouttelettes d’aci<strong>de</strong>sulfurique. Ces gaz mélangés font que l’atmosphère est très <strong>de</strong>nse, on y parle véritablementd’un effet <strong>de</strong> serre, donc même si Vénus est plus éloignée du soleil que Mercure, il y fait pluschaud. La température y atteint les 470 <strong>de</strong>grés Celsius.Certains pensent qu’il y a surement eu beaucoup d’eau sur Vénus, mais il y fait tellementchaud qu’elle s’est évaporée.Le sol <strong>de</strong> Vénus est recouvert <strong>de</strong> coulées <strong>de</strong> lave. Comme la Terre, Vénus a <strong>de</strong> nombreuxvolcans et les son<strong>de</strong>s envoyées décèlent encore une activité volcanique.Vénus a une queue <strong>de</strong> plasma, c'est-à-dire <strong>de</strong> gaz qui se déplace avec elle et qui fait 45millions <strong>de</strong> kilomètre.Vénus n’a pas <strong>de</strong> satellite.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 44


4) La TerreLa Terre est la troisième planète du système solaire. C’est la seule planète connue <strong>de</strong>l’univers à abriter la vie. La terre est une sphère légèrement aplatie aux pôles et satempérature moyenne en surface est <strong>de</strong> 14° C . Elle est vieille <strong>de</strong> 4,54 milliards d’années et lavie y est apparue il y a 3,4 milliards d’années. La terre a un satellite naturel : la Lune.Environ 71% <strong>de</strong> sa surface est couverte d’océans, d’où son nom « la planète bleue ». Les 29%restant constituent les continents et les îles. La Terre comprend 6 continents : L'Asie,l’Europe, l’Amérique, l’Afrique, l’Océanie et l’Antarctique; et 5 océans : l’océan Atlantique,l’océan Pacifique, l’océan Indien, l’océan Arctique et l’océan Antarctique aussi appelé océanAustral.La terre tourne sur elle-même en 24h, c’est ce qu’on appelle la rotation. Elle est responsabledu changement jour/nuit. Elle tourne également autour du soleil en un an, c’est ce qu’onappelle la révolution.C'est Copernic, au XVIe siècle, qui a découvert que la Terre n'était pas le centre <strong>de</strong> l'univers,mais simplement un astre du système solaire. Révolution aussi importante que celle <strong>de</strong>Galilée qui la découvrit ron<strong>de</strong> alors qu'on l'imaginait comme un disque plat dont on pouvaittomber si on s'approchait du bord en s'aventurant trop loin sur les océans.La Terre est la seule planète <strong>de</strong> notre système solaire à bénéficier d'eau à l'état liqui<strong>de</strong>, ontrouve aussi <strong>de</strong>s pôles glaciers. On sait <strong>de</strong> nos jours qu'il y a également <strong>de</strong>s particules d'eaudans l'atmosphère terrestre, ainsi que du carbone et <strong>de</strong> l’argon, <strong>de</strong> l'oxygène présent à 21%,et 77% d'azote.Quelques chiffres intéressants :- La vitesse <strong>de</strong> rotation <strong>de</strong> la Terre est <strong>de</strong> 1674 km/h et sa vitesse <strong>de</strong> révolution est <strong>de</strong>107 280 km/h.- L’inclinaison <strong>de</strong> l’axe <strong>de</strong> la terre est d’approximativement 23°- La circonférence à l’équateur est <strong>de</strong> 40 076 km- Le point culminant <strong>de</strong> la terre est le mont Everest qui mesure 8847m <strong>de</strong> hautUne envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 45


5) MarsMars est la quatrième planète du système solaire. On l'appelle aussi la planète rouge car ellecontient <strong>de</strong> la rouille.Mars est <strong>de</strong>ux fois plus petite que la Terre. Elle fait le tour du Soleil en 687 jours.On pense qu'il y a <strong>de</strong> l'eau sous sa surface, on y a même envoyé <strong>de</strong>s son<strong>de</strong>s pour en être sûr.On a longtemps cru que Mars pouvait avoir une vie extraterrestre, les astronomes pensaientvoir <strong>de</strong>s lignes droites la traversant en tout sens sur sa surface. Les gens ont donc cru que <strong>de</strong>scanaux d'irrigation avaient été construits sur la planète Mars par <strong>de</strong>s êtres intelligents.Une autre raison pour les scientifiques <strong>de</strong> penser à l'existence <strong>de</strong> la vie sur Mars venait <strong>de</strong>schangements <strong>de</strong> couleur à la surface <strong>de</strong> la planète. Ce phénomène amenait à croire que <strong>de</strong>sfleurs venaient <strong>de</strong> pousser durant les mois les plus chauds.Comme la Terre, Mars possè<strong>de</strong> une calotte glacière sur chaque pôle. mais l'infime quantité<strong>de</strong> glace d'eau ne fond quasiment jamais. Mars est trop froi<strong>de</strong> ! Les températures moyennesvont <strong>de</strong> -50 °C à l'équateur à -140 °C aux pôles. Pourtant, même si l'atmosphère est trèsmince, les températures varient énormément : l'amplitu<strong>de</strong> <strong>de</strong> ces variations dépasse les 100°C à l'équateur. Ainsi, pendant l'été martien, la température est positive à midi mais durant lereste <strong>de</strong> la journée, la température est fortement négative.Les calottes <strong>de</strong> Mars évoluent au gré <strong>de</strong>s saisons, en effet, la neige carbonique (CO 2 ) s'ycon<strong>de</strong>nse ou se vaporise sans passer par un état liqui<strong>de</strong> (la sublimation). La sublimation seproduit vers les -90 °C, et comme c'est seulement pendant l'été dans la journée que cettetempérature est atteinte; cela ne se produit pas très souvent. Ce réchauffement permet à lacalotte glaciaire <strong>de</strong> perdre une bonne partie <strong>de</strong> sa glace carbonique.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 46


6) JupiterC’est la cinquième et la plus gran<strong>de</strong> planète du système solaire. Sa composition est trèsproche <strong>de</strong> celle du Soleil. Si Jupiter avait eu une masse plus gran<strong>de</strong>, elle aurait pu déclencher<strong>de</strong>s réactions nucléaires et former une étoile. Quand on l’observe, on aperçoit que sonatmosphère donne <strong>de</strong>s nuages <strong>de</strong> couleur vive.Jupiter est une géante gazeuse, elle ne possè<strong>de</strong> pas <strong>de</strong> surface soli<strong>de</strong>, elle est composée <strong>de</strong>gaz. Elle est formée d’hydrogène et d’hélium à la surface et son noyau est composé <strong>de</strong> fer, <strong>de</strong>silicates, <strong>de</strong> méthane, d’ammoniac et <strong>de</strong> « glaces d’eau ». Sa gravité est trois fois supérieure àcelle <strong>de</strong> la Terre et sa masse est 318 fois plus gran<strong>de</strong>. Sa rotation se fait en 9 heures 50minutes.L’atmosphère <strong>de</strong> Jupiter :Elle est épaisse et constituée principalement d’hélium et d’hydrogène. Grâce aux son<strong>de</strong>sVoyager, Galileo et Ulysse, on a pu voir que son atmosphère était tout sauf calme. Elle estagitée par <strong>de</strong>s tempêtes et <strong>de</strong>s tourbillons. La circulation <strong>de</strong>s vents est donc très différente<strong>de</strong> celle <strong>de</strong> notre planète. D’après Jonathan Aurnou (professeur à l’université <strong>de</strong> Californie),ces vents seraient alimentés par le cœur <strong>de</strong> Jupiter. Cette hypothèse expliquerait pourquoi leclimat sur Jupiter serait resté presque inchangé <strong>de</strong>puis <strong>de</strong>s siècles. Ce serait donc <strong>de</strong>s sources<strong>de</strong> chaleur internes <strong>de</strong> Jupiter, qui par <strong>de</strong>s mouvements <strong>de</strong> convection, provoqueraient <strong>de</strong>svents <strong>de</strong> surface pouvant atteindre les 600km/h. Ces sources <strong>de</strong> chaleur internes peuventatteindre les 24 000 <strong>de</strong>grés Celsius. Tandis que la surface nuageuse <strong>de</strong> la planète atteint –140 °C. Son diamètre est égal à 143 000 km (11 fois celui <strong>de</strong> la terre). C’est ce qui expliqueces énormes sources <strong>de</strong> chaleur capable <strong>de</strong> mettre ces vents en mouvement sur la surface <strong>de</strong>Jupiter.Les satellites <strong>de</strong> Jupiter :Jupiter a un nombre important <strong>de</strong> satellites : elle en possè<strong>de</strong>rait 63 (<strong>de</strong>puis 2006). Un vrairecord dans notre système solaire. Ces satellites mesurent entre 3 et 9 km <strong>de</strong> diamètre.Les anneaux <strong>de</strong> Jupiter :Elle possé<strong>de</strong>rait 3 anneaux mais ceux-ci ne sont pas visibles <strong>de</strong> la terre (contrairement à ceux<strong>de</strong> Saturne).Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 47


7) SaturneSaturne est la sixième planète <strong>de</strong> notre système solaire. Elle mesure 120 536 km <strong>de</strong> diamètreet pèse 5,68 trillions <strong>de</strong> tonnes. Son diamètre orbital est <strong>de</strong> 2,86 milliards <strong>de</strong> km, parcourus àune vitesse supérieure à 34 500 km/heure. La température en surface avoisine une moyenne<strong>de</strong> -150 °C. Saturne a aujourd'hui dix-huit satellites connus, dont les cinq plus importantssont (par ordre décroissant <strong>de</strong> diamètre) : Titan, Rhéa, Japet, Dioné et Thétys.Saturne est, après Jupiter, la <strong>de</strong>uxième planète la plus importante <strong>de</strong> notre système solaireet, comme elle, fait partie du groupe <strong>de</strong>s Géantes. Leurs points communs ne s'arrêtent paslà, puisque dans la mythologie romaine le dieu Saturne est le père <strong>de</strong> Jupiter. Saturne estconnue <strong>de</strong>puis la nuit <strong>de</strong>s temps, mais lors <strong>de</strong>s premières observations <strong>de</strong> cette planète parGalilée (1610), la présence <strong>de</strong> ses anneaux perturbait l'interprétation <strong>de</strong> son étu<strong>de</strong>. Ce n'estqu'en 1659 que Huygens est parvenu à résoudre ce mystère. Nous l'avons vu, nous savonsaujourd'hui que Jupiter possè<strong>de</strong> également <strong>de</strong>s anneaux, comme en fait toutes les autresGéantes. Saturne <strong>de</strong>meura néanmoins la planète aux anneaux durant plus <strong>de</strong> trois siècles,jusqu'en 1977 !Saturne a la plus petite <strong>de</strong>nsité <strong>de</strong>s planètes <strong>de</strong> notre système solaireSa surface est balayée par <strong>de</strong>s vents très violents : 1 800 km/h ! Ses anneaux, eux aussi, sonttrès lumineux et <strong>de</strong> fait facilement observables à l'ai<strong>de</strong> d'un petit télescope.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 48


8) UranusUranus est une grosse planète gelée composée d'eau. Uranus étant une planète gazeuse ellene possè<strong>de</strong> pas <strong>de</strong> surface soli<strong>de</strong>. Elle est la troisième planète du système solaire par sataille, elle est quatre fois plus gran<strong>de</strong> que la Terre. Elle tient son nom du dieu du ciel dans lamythologie romaine. Elle fait partie <strong>de</strong>s planètes es plus éloignées <strong>de</strong> nous. Uranus paraitsouvent bleue à cause <strong>de</strong> matières nocives (méthane) qui entrent en gran<strong>de</strong> proportion dansla composition <strong>de</strong> son atmosphère.Y a-t-il <strong>de</strong>s tempêtes sur Uranus ?Il y a bien <strong>de</strong>s tempêtes sur Uranus, comme sur toutes les planètes gazeuses et celles quisont dotées d'une atmosphère.Que trouverait-on en allant sur Uranus ?Dans le cœur d’Uranus, il n'y a pas <strong>de</strong> "terre soli<strong>de</strong>", mais plutôt une boule <strong>de</strong> liqui<strong>de</strong>.L'atmosphère qui entoure la planète est divisée en plusieurs couches distinctes.Si nous imaginons que nous faisions un saut en parachute sur la planète. Nous allons tombertrès vite parce que l'atmosphère n'est pas épaisse. Ensuite nous remarquerions <strong>de</strong>s ventsviolents. En effet, lorsque nous <strong>de</strong>scendrions à travers les couches <strong>de</strong> l'atmosphère, les ventschangent <strong>de</strong> direction. En passant d'une couche <strong>de</strong> l'atmosphère à l'autre, nous serionsballotés par les vents. Dans une couche, les vents soufflent à 900 km/h dans une direction etdans la suivante à 900 km/h dans une direction différente. Enfin, nous tomberions dansl'océan au centre <strong>de</strong> la planète dans un mélange d'éléments nocifs.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 49


9) NeptuneNeptune est la huitième planète du système solaire.Elle est environ quatre fois plus gran<strong>de</strong> que la terre. Elle est séparée du soleil par 4,5milliards <strong>de</strong> km. Neptune met 164 ans et 10 mois pour faire le tour du soleil.C'est une planète gazeuse. Il y a <strong>de</strong> gros nuages qui sont poussés par <strong>de</strong>s tempêtes (jusqu'à 1600 km/h) il y fait très froid (-220°C ).Neptune a été découverte le 23 septembre 1846 par l'astronome Allemand Johann. Elle estla <strong>de</strong>rnière planète gazeuse du système solaire. C'est aussi la plus petite <strong>de</strong>s quatre et la plusdistante du Soleil. A cause <strong>de</strong> cette gran<strong>de</strong> distance, Neptune reçoit environ mille fois moins<strong>de</strong> rayons du soleil que la Terre. Neptune est d'une couleur bleue à cause <strong>de</strong>s gaz qui lacomposent. Elle a aussi, comme Jupiter, <strong>de</strong>s anneaux autour d'elle.Les vents les plus violents du système solaire ont été mesurés sur Neptune à <strong>de</strong>s vitesses <strong>de</strong>2200 km/h.Comme pour les autres planètes gazeuses, Neptune a plusieurs satellites autour d'elle.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 50


Déroulement <strong>de</strong> l’activité :Accueil <strong>de</strong>s enfants, introduction <strong>de</strong>s notions générales relatives à l’astronomie etdémonstration concrète du mouvement <strong>de</strong>s planètes autour du soleil avec un mobile.Départ pour notre voyage dans notre système solaire : à travers <strong>de</strong>s télescopes artisanaux,les élèves pourront observer les différentes planètes du système solaire. Le Soleil et chaqueplanète s’illumineront tour à tour au moment où seront données <strong>de</strong>s explications surchacune d’elle : leur position dans le système solaire, leur taille, leur pério<strong>de</strong> <strong>de</strong> révolution et<strong>de</strong> rotation, leur nature (gazeuse ou tellurique), etc.Le quizz : Les enfants seront mis en équipes et <strong>de</strong>s questions leur seront posées sur ce quivient <strong>de</strong> leur être présenté. Au terme le l’activité :Au terme <strong>de</strong> cette activité, les élèves auront acquis un certains nombre <strong>de</strong> notion :1) Les élèves seront capables <strong>de</strong> visualiser le système solaire et <strong>de</strong> différencier lesplanètes qui le composent.2) Les élèves seront capables <strong>de</strong> donner le sens <strong>de</strong> révolution <strong>de</strong> chaque planète.3) Les élèves seront capables <strong>de</strong> faire la différence entre planète tellurique et gazeuse.4) Les élèves seront capables <strong>de</strong> comprendre le concept <strong>de</strong> révolution et <strong>de</strong> rotation et<strong>de</strong> le représenter sur le modèle.5) Les élèves seront capables <strong>de</strong> définir ce qu’est une étoile, une planète.6) Les élèves sauront que notre système solaire est un système stellaire.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 51


Bibliographie :Les livres :100 infos à connaitre L’ESPACE, Sue Becklake, Edition Piccolia 2006100 infos à connaitre LA PLANETE TERRE, Peter Riley, Edition Piccolia 2006Astronomie initiation à l’univers <strong>de</strong>s étoiles, conception et réalisation contmedia gmbh,conseil editorial et scientifique stephan <strong>de</strong>iters norbert pailer suzanne <strong>de</strong>yrler edition intextetoulouseLes syllabus :Syllabus Géographie, Chapitre Astronomie, Haute Ecole CharlemagneSyllabus <strong>de</strong> Mme Warnant, Chapitre d’astronomie, Haute Ecole <strong>de</strong> la ville <strong>de</strong> Liège, JonfosseSyllabus <strong>de</strong> M Lemaire, Chapitre d’astronomie, Haute Ecole <strong>de</strong> la ville <strong>de</strong> Liège, JonfosseInternet :http://www.futura-sciences.com/www.wikipédia.orghttp://system.solaire.free.fr/sommaire.htmhttp://www.solarviews.com/french/solarsys.htmhttp://www.curiosphere.tv/soleil/syssol.htmhttp://www.planete-astronomie.com/www.neufplanetes.orgwww.astronoo.comwww.enseignons.bewww.system.solaire.free.fr/www.imcce.fr/fr/ephemeri<strong>de</strong>s/.../148.htmlhttp://beaulieu.free.fr/symbolisme/astronomieUne envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 52


IntroductionUne envie <strong>de</strong> découvrir ...Qui mange qui ?Derfoufi Sarah, Anounou Nora, Derfoufi Ab<strong>de</strong>lkarim, Habja BochraTout être vivant a besoin d’énergie pour vivre et exercer ses fonctions(respirer, se déplacer, grandir,…), mais ils ne puisent pas tous leur énergie <strong>de</strong> lamême source. On distingue <strong>de</strong>ux grands groupes :• Autotrophe : Ce sont <strong>de</strong>s êtres vivants capables <strong>de</strong> produire leurs propresconstituants organiques à partir d’éléments minéraux. Ils'agit <strong>de</strong>s végétaux.• Hétérotrophe : Ce sont <strong>de</strong>s êtres vivants incapables <strong>de</strong> produire leurspropres constituants organiques, ils doivent les puiser dansleur nourriture. Il s'agit <strong>de</strong>s animaux.De quoi les animaux se nourrissent-ils ?Chaque espèce a une alimentation spécifique, c’est ce quidéfinit son régime alimentaire.On retrouve trois grands groupes : Les animaux qui se nourrissent <strong>de</strong> végétaux les herbivoresExemple : la vache Les animaux qui se nourrissent <strong>de</strong> chair animale les carnivoresExemple : le loup Ceux qui se nourrissent <strong>de</strong> végétaux et <strong>de</strong> chair animale les omnivoresExemple : l’oursLe régime alimentaire a une influence prépondérante sur le comportement <strong>de</strong>sanimaux. Il détermine notamment le statut <strong>de</strong> prédateur ou <strong>de</strong> proie dans lachaîne alimentaire.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 53


Qu’est ce que la chaîne alimentaire ?C’est une suite d’êtres vivants <strong>de</strong> différents niveaux trophiques danslaquelle chacun mange <strong>de</strong>s espèces <strong>de</strong> niveau trophique inférieur. Le 1 er maillonest toujours un organisme autotrophe, l’humain est souvent le <strong>de</strong>rnier élément <strong>de</strong>la chaîne (le plus gros prédateur) avant les décomposeurs.L’organisation <strong>de</strong> la chaîne alimentaire :1. Les producteurs qui sont toujours autotrophes.2. Les consommateurs primaires qui sont les herbivores.3. Les consommateurs secondaires, tertiaires,..., qui sont <strong>de</strong>s carnivores ou<strong>de</strong>s omnivores.4. Les décomposeurs qui sont les nécrophages et les bactéries.Les consommateurs peuvent avoir une pratique alimentaire plus spécialisée telleque :- Les insectivores qui se nourrissent principalement d’insectes.- Les piscivores qui se nourrissent principalement <strong>de</strong> poissons.- Les melliphages qui se nourrissent principalement <strong>de</strong> miel.- Les frugivores qui se nourrissent principalement <strong>de</strong> fruit.- ...La spécialisation à une source <strong>de</strong> nourriture entraîne l’évolution <strong>de</strong> diversesstructures anatomiques (mâchoire, estomac, longueur <strong>de</strong> l’intestin, griffes,…).Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 54


Les mâchoires :différent.En fonction du régime alimentaire, le développement <strong>de</strong> la mâchoire sera• Les herbivores :Qu’ils soient ou non ruminants, les herbivores possè<strong>de</strong>nt une mâchoire assezlongue et <strong>de</strong>ux types <strong>de</strong> <strong>de</strong>nt: <strong>de</strong>s incisives et <strong>de</strong>s molaires. Les <strong>de</strong>ntssont larges, espacées, en saillies ou plates, adéquates pour broyer lesplantes. Néanmoins, la mâchoire supérieure <strong>de</strong>s ruminants ne contient pastoujours <strong>de</strong>s incisives, elles sont remplacées par un bourrelet corné. Onremarque aussi une absence <strong>de</strong> canines. En outre, la manière dont lamâchoire inférieure est attachée permet <strong>de</strong>s mouvements latéraux <strong>de</strong>mastication.En ce qui concerne les herbivores rongeurs, ils ont <strong>de</strong>s incisives quipoussent en permanence. Le grignotage <strong>de</strong> nourriture dure compense cettecroissance par une usure continue.Exemple : Le lapin possè<strong>de</strong> <strong>de</strong>s incisives tranchantes, gran<strong>de</strong>sà l’avant et petites à l’arrière, <strong>de</strong>s molaires broyeuses à largesurface. Il n’a pas <strong>de</strong> canine et a une mâchoire composée <strong>de</strong>28 <strong>de</strong>nts et un condyle longitudinal.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 55


• Les carnivores :Ils ont <strong>de</strong>s canines très développées, pointues et recourbées appelées crocsqu’ils utilisent pour saisir leur proie. Elles glissent <strong>de</strong> chaque côté l’unecontre l’autre, ce qui permet <strong>de</strong> diviser la chair en lanière. Les incisivessont petites, les prémolaires sont pourvues <strong>de</strong> crêtes tranchantescapables <strong>de</strong> découper la chair et les grosses molaires sont larges etparsemées <strong>de</strong> pointes <strong>de</strong>stinées au broyage. La mâchoire est trèspuissante.Exemple : Le loup possè<strong>de</strong> 42<strong>de</strong>nts (32 chez le jeune):- 12 incisives (servent à nettoyer les os)- 4 canines (crocs)- 16 prémolaires- 10 carnassières et molairesLes crocs peuvent mesurer jusqu'à 6-7cm dont 2cmenchâssés dans la gencive.La mâchoire peut exercer une pression égale à <strong>de</strong>ux fois celled’un gros chien.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 56


• Les omnivores :Les canines, incisives et molaires sont présentes.Exemple : Le sanglier, à l’âge adulte possè<strong>de</strong> 44 <strong>de</strong>nts. Chaquemâchoire comporte 6 incisives, 2 canines, 8 prémolaires et 6molairesChez le mâle, les canines sont bien développées, elles dépassent<strong>de</strong> la bouche et sont <strong>de</strong> redoutables armes tranchantes ; ellespeuvent aussi servir à transporter <strong>de</strong>s objets. Chez la femelle,les canines ne sont pas aussi développées,.• Les insectivores :Les <strong>de</strong>nts sont hérissées <strong>de</strong> pointes, afin <strong>de</strong> percer les carapaces <strong>de</strong>s insectes.Le nombre et la forme <strong>de</strong>s incisives et <strong>de</strong>s canines varient d’un animal àl’autre.Exemple : Le hérisson possè<strong>de</strong> à la mâchoire supérieure :- 3 incisives (petites,inégales, pointues)- 1 canine (petite, recourbéeen arrière et pointue)- 3 prémolaires (hérissées <strong>de</strong> pointes aiguës)- 3 molaires (hérissées <strong>de</strong> pointes aiguës)et à la mâchoire inférieure : 2 incisives, 1 canine, 2 prémolaires et 3molairesIl possè<strong>de</strong> donc en tout 36 <strong>de</strong>nts, le condyle est allongétransversalement ce qui permet les mouvements verticaux <strong>de</strong> lamâchoire inférieure.Une envie <strong>de</strong> découvrir... - Printemps <strong>de</strong>s sciences 2010 - HEL Jonfosse 57

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!