L’origine des failles

Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Bonjour mes petits 🙂 Mmmm… Qui vais-je interroger pour le petit rappel ? »

Samuel et Léo : « Moi monsieur Max ! Moi ! »

Max : « Quel empressement ! Quel enthousiasme ! Il m’est difficile de choisir. Léo, tu ne m’en voudras pas si j’interroge notre cher Samuel j’espère. »

Léo : « Non monsieur Max. »

Samuel : « Qu’avons-nous vu ? Nous avons vu que lors d’un séisme des ondes sont émises à partir du foyer. Elles se déplacent dans toutes les directions de l’espace et s’atténuent quand la distance au foyer augmente. »

Max : « Très bien Samuel. Léo, as-tu quelque chose à ajouter ? »

Léo : « Quand les ondes arrivent à la surface de la Terre elles provoquent un tremblement de terre qui peut avoir diverses conséquences.« 

Samuel : « Je comprends pourquoi vous nous aviez dit que séisme et tremblement de terre ne sont pas exactement synonymes. Le séisme touche toute la terre alors que le tremblement de terre est un phénomène localisée à la surface au-dessus du foyer. »

Max : « C’est vrai Samuel. Pour le moment nous avons été descriptif. Nous avons dit ce qu’il se passe. Nous allons maintenant tenter de préciser l’origine des séismes. Pour cela il nous faudra résoudre deux problèmes : Quelle est l’origine des failles ? Quelle est l’origine des ondes ? Commençons pas le premier problème. »

Quelle est l’origine des failles ?

Max : « Pour débuter notre réflexion prenons cette règle. Imaginons qu’elle représente une couche de roche. Comment faire apparaître une faille ? »

Léo : « Pour la casser ? Il faut la tordre ! Et crac la règle ! »

Samuel : « Pour faire plus scientifique je dirais qu’il faut exercer une force sur ses extrémités. »

Max : « Comme ça ? (Monsieur Max exerce une force constante sur les extrémités de la règle.) »

Léo : « Il faut appuyer plus fort ! »

Samuel : « Il faut une pression croissante ! »

Max : « Bien. Je viens de vous illustrer une modélisation. En biologie, lorsque nous avons étudié la respiration d’un être vivant, nous avons pris un être vivant pour faire des expériences. En géologie il nous est impossible de prendre une Terre dans le laboratoire pour expérimenter. Nous allons donc prendre quelque chose qui représente la Terre et nous ferons des modèles. Mais la démarche ne change que très peu. »

Léo : « Alors on va faire des démarches de modélisation ? »

Max : « Oui Léo. Commençons maintenant. Je vous distribue un document et nous allons l’étudier ensemble. »

Activité : L’origine des failles

Max : « Bien. Je suppose que vous avez déjà lu le document. »

Léo : « Vous supposez bien monsieur Max 🙂 « 

Max : Alors commençons.Je vous propose de bien rédiger tout de suite. Vous me poserez vos questions après. Si vous en avez 🙂 « 

Max : « Avez-vous des questions ? »

Léo : « Oui ! Ça veut dire qu’il y a des contraintes dans les roches de la Terre ? »

Samuel : « Oui Léo ! C’est à cause de la tectonique des plaques ! »

Max : « Samuel a raison mais je ne suis pas sûr qu’il sache de quoi il parle en évoquant la tectonique des plaques. Nous verrons cela plus tard. Oui Léo, il y a des contraintes qui s’exercent sur les roches. »

Samuel : « Monsieur Max, tout à l’heure, votre modèle avec la règle… »

Max : « Oui Samuel ? »

Samuel : « Quand la règle casse, les morceaux vibrent il me semble. »

Max : « Bonne remarque Samuel 🙂 C’est ce que nous allons étudier la prochaine fois. Pour le moment aller vous aérer un peu. »

Samuel et Léo : « Au revoir monsieur Max. »

Max : « Au revoir mes petits 🙂 « 

Séance suivante

Un exercice

Max : « Bonjour à tous ! enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires ! »

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Bonjour mes petits 🙂 Commençons par notre petit rappel habituel. Samuel, veux-tu bien nous parler des caractéristiques physiques de l’environnement s’il te plaît. »

Samuel : « Bien sûr monsieur Max ! C’est facile ! Une caractéristique de l’environnement est une grandeur qui se mesure avec un appareil et qui s’exprime avec une unité. Comme exemples nous avons vu la température, l’humidité et l’éclairement. »

Max : « Très bien Samuel. Léo, peux-tu donner les appareils et les unités qui permettent de mesurer et d’exprimer ces grandeurs s’il te plaît ? »

Léo : « Je peux 🙂 La température se mesure avec un thermomètre et s’exprime en degrés Celsius. L’humidité de mesure avec un hygromètre et s’exprime en pourcent. L’éclairement se mesure avec un luxmètre et s’exprime en Lux. »

Max : « Bravo mes petits ! Aujourd’hui nous allons étudier ça de plus près.  Je vais vous donner un document qui représente deux environnement. Il va falloir les identifier puis nous regarderons les résultats des mesures réalisées pour nos trois grandeurs. Ce sera à vous de les identifier. Puis je vous demanderai de comparer ces grandeurs dans les deux environnements. Mais pour commencer voici le document… »

Samuel : « A droite il y a une prairie ! Et à gauche c’est une forêt ! »

Max : « Oui Samuel 🙂 « 

Léo : « Et puis, de haut en bas, les grandeurs sont : l’éclairement, la température et l’humidité. »

Max : « Nous allons apprendre à comparer les valeurs d’un grandeur. Quels signes mathématiques utilisez-vous pour comparer ? »

Samuel : « Les signes ‘inférieur à’, ‘supérieur à’ ou ‘égal’. Ils notent <, > et = »

Max : « Très bien encore une fois Samuel. Je vous donne un exemple de ce qu’il faut comparer. Pouvez vous comparer l’éclairement dans la forêt à l’éclairement dans la prairie ? »

Léo : « Je peux expliquer monsieur Max ? »

Max : « Bien sûr Léo. »

Léo : « Dans la forêt, l’éclairement est de 150 Lux alors que dans la prairie il est de 30 000 Lux. 150 est inférieur à 30 000. Alors je peux dire que l’éclairement dans la forêt est inférieur à l’éclairement dans la prairie. »

Max : « Très bien Léo. Samuel, veux tu comparer la température dans la forêt à la température dans la prairie ? »

Samuel : « Je veux bien 🙂 Dans la forêt il fait 17°C et dans la prairie il fait 24°C. 17 est inférieur à 24. La température dans la forêt est inférieure à la température dans la prairie. »

Max : « Bravo ! Léo, tu peux comparer les humidités s’il te plaît ? »

Léo : « Dans la forêt, l’humidité est de 85%. Dans la prairie, elle est de 50%. 85 est supérieur à 50. L’humidité dans la forêt est supérieure à l’humidité dans la prairie. »

Max : « Très bien ! Bravo ! Vous savez maintenant comparer des grandeurs. Que retenez-vous de ce petit exercice ? »

Samuel : « Que c’est facile de comparer ! »

Max : « Oui Samuel 🙂 « 

Léo : « Avec ce petit exercice, on peut voir que les caractéristiques de l’environnement ne sont pas les mêmes dans des environnement différents au même moment. »

Samuel : « On peut dire que les caractéristiques de l’environnement dépendent du lieu. »

Max : « Très bien mes petits ! Nous pourrions montrer que les caractéristiques physiques de l’environnement dépendent aussi du temps qui passe en un même lieu. »

Samuel : « Ben oui ! On le savait déjà ! »

Max : « Alors vous pouvez sortir vous dégourdir les pattes ! »

Samuel et Léo : « Au revoir monsieur Max ! »

Max : « Au revoir mes petits ! »

Séance suivante

Manifestations et conséquences des séismes (activité)

Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Bonjour mes petits. Nous allons donc commencer par de la géologie. Qui veut me rappeler ce qu’est la géologie ? »

Samuel : « Moi monsieur Max ! Ce sont les sciences de la Terre. Dans la géologie il y a l’étude des tremblements de terre, les volcans, la tectonique des plaques… »

Léo : « On peut étudier les roches et les minéraux aussi ! »

Max : « Exact Léo. Mais le programme de cette année correspond à ce qu’a dit Samuel. Commençons par les séismes. Savez-vous ce qu’est un séisme ? »

Léo : « C’est un tremblement de terre monsieur Max ! »

Max : « En étant précis tremblement de terre et séisme ne sont pas strictement synonymes. Mais ne soyons pas trop précis pour une fois. Oui, un séisme est un tremblement de terre. Commençons par regarder quelques petits films… »

Tremblement de terre, 27 Avril 2015, Katmandu, Népal

Tremblement de terre, 27 Avril 2015, Katmandu, Népal

Le séisme de Kobé, 17 Janvier 1995, Japon

Léo : « Rholala ! C’est impressionnant ! »

Samuel : « J’aimerais pas être dans un tremblement de terre moi. »

MAx : « Je te comprends Samuel, même si une partie de moi aimerait quand même savoir ce que ça fait… Bien, je vais vous distribuer quelques articles de journaux chacun et grâce à cela vous me direz quelles sont les manifestations et les conséquences d’un séisme. »

Samuel : « Monsieur Max, que veut dire ‘manifestations d’un séisme‘ ? »

Max : « A quoi voit-on qu’un séisme a lieu. Je distribue… Les articles de Léo… »

Max : « Les articles de Samuel… »

Max : « Je répète les questions auxquelles vous devez répondre à l’aide de ces articles : Quelles sont les manifestations et les conséquences d’un séisme ? Vous avez une dizaine de minute… »

Dix minutes plus tard…

Max : « Alors mes petits, avez-vous réussi à répondre aux questions ? »

Samuel et Léo : « Oui monsieur Max ! »

Max : « Je n’en attendais pas moins de vous. Léo, quelles sont les manifestations d’un séisme ? »

Léo : « C’est simple monsieur Max. Lors d’un séisme la terre tremble. Il y a des secousses qui durent de quelques secondes à quelques minutes. Et si j’ai bien compris ces secousses se produisent dans des régions plus ou moins étendues. »

Max : « Oui Léo. Samuel, as-tu quelque chose à ajouter ? »

Samuel : « Je ne sais pas si c’est le moment de le dire mais il peut y avoir des répliques. Ce sont d’autres tremblements de terre qui se produisent au même endroit pas très longtemps après le premier. »

Max : « Nous pouvons parler des répliques dès à présent. Samuel, quelles sont les conséquences possibles d’un séisme ? »

Samuel : « Il peut y avoir des dégâts aux constructions qui provoquent parfois des blessés ou des morts et des sans-abris parce que leurs maisons sont cassées. »

Léo : « J’ai lu qu’il pouvait y avoir des failles aussi. C’est quoi une faille monsieur Max ? »

Max : « Gardons la question pour plus tard si vous le voulez bien. Je vous montrerai des photographies et nous étudierons ça plus précisément. Pour le moment, retenez qu’il peut y avoir des modifications du paysage. »

Léo : « D’accord monsieur Max. »

Samuel : « Moi j’ai lu que les séismes pouvaient provoquer des tsunamis. Qu’est-ce qu’un tsunami monsieur Max ? »

Max : « Tsunami est un mot japonais qui veut dire ‘vague de port‘. En mer les pécheurs ne ressentent pas le tsunami et ils sont bien surpris de voir que le port dans lequel ils veulent accoster est parfois totalement détruit. Je peux vous montrer un petit film pour que vous compreniez qu’un tsunami est plus qu’une simple vague. Regardez sagement. »

Le tsunami du 24 décembre 2004

Léo : « Oulala ! C’est dangereux un tsunami ! »

Samuel : « C’est sûr que c’est plus qu’une vague ! »

Max : « Oui, c’est très dangereux. Avant de partir, Léo peux-tu redonner les manifestations des séismes ? »

Léo : « Lors d’un séisme la terre tremble. Il y a des secousses qui durent de quelques secondes à quelques minutes. Ces secousses se produisent dans des régions plus ou moins étendues. »

Max : « Samuel, les conséquences possibles s’il te plaît. »

Samuel : « Les conséquences possibles d’un tremblement de terre sont des dégâts aux constructions humaines, des blessés et/ou des morts et des sans-abris, des modifications du paysage et des tsunamis. »

Max : « C’est très bien 🙂 Retenez bien tout ça pour la prochaine fois. Pour le moment, vous pouvez ranger vos affaires et sortir en récréation. Je compte sur vous pour ne pas provoquer un tremblement de terre en courant dans les couloirs. »

Samuel et Léo :  » 🙂 Au revoir monsieur Max. »

Max : « Au revoir mes petits. »

Séance suivante

Prélever du dioxygène

Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. »

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Commençons par un petit rappel. Qui peut dire ce que nous étudions en ce début d’année ? »

Léo : « Moi monsieur Max ! Nous étudions la respiration des êtres vivants ! »

Samuel : « Nous avions formulé une hypothèse. Je peux la dire ? »

Max : « Bien sûr Samuel ! »

Samuel : « Nous avions supposé que la respiration c’est prélever du dioxygène dans l’environnement et y rejeter du dioxyde de carbone. »

Max : « Très bien Samuel ! Léo, te souviens-tu des deux définitions que je vous avais demandé d’apprendre ? »

Léo : « Bien sûr monsieur Max ! Je les ai bien apprises. Un oymètre est un appareil qui mesure la quantité de dioxygène.  Et il y a l’eau de chaux. C’est un liquide incolore qui blanchit en présence de dioxyde de carbone. »

Max : « Très bien ! Vous connaissez vos leçons et nous pouvons avancer. Aujourd’hui nous allons vérifier la première partie de l’hypothèse. Nous allons donc vérifier si un être vivant prélève du dioxygène. Sachez qu’un oxymètre est un appareil qui est constitué d’un sonde et d’un boîtier. La sonde doit être placée dans le milieu de vie de l’être vivant que nous prenons pour l’étude, par exemple une souris. « 

Samuel : « Je sais ! On place la souris dans une petite boite fermée avec la sonde qui entre dans la boite ! »

Max : « Pourquoi une petite boite fermée Samuel ? »

Samuel : « Même si elle prélève vraiment du dioxygène, elle en prélève pas beaucoup. Alors si on fait dans une grande boite on ne verra pas la différence entre le début et la fin. Alors qu’avec une petite boite il y a peu de dioxygène. Si la souris en prélève, la quantité va rapidement baisser. »

Max : « Très bien Samuel ! Léo, pourquoi doit-on bien fermer la boite ? »

Léo :  » Mmmmm… Ah oui ! Dans l’air autour de nous il y a du dioxygène. Si la boite n’est pas bien fermée, le dioxygène que prélève la souris va être remplacé par celui de l’air autour de la boite et il n’y aura jamais de différence. »

Max : « Très bien ! Mais il vous manque une partie de l’expérience, la moitié même 🙂 « 

Léo : « Il en manque la moitié ? Mais on ne fait pas le dioxyde de carbone maintenant ! »

Max : « Je sais Léo ! Il manque la moitié de l’expérience qui cherche à vérifier que la souris prélève du dioxygène ! »

Samuel : « Le témoin ! Il faut toujours un témoin ! »

Léo : « Ben oui ! Je sais ! On fait pareil sauf qu’on ne met pas de souris ! »

Max : « Exact ! Bravo ! La seule différence entre les deux parties de l’expérience est la présence de la souris dans l’une des boites. La différence de résultats, s’il y en a une, sera donc due, de façon certaine, à la présence de la souris ! Je vous donne un document qui montre ce protocole. Puis je vous montrerai comment le dessiner. »

Dessin du protocole expérimental (www.maxicours.com)

Max : « J’ai représenté le protocole en utilisant un feutre pour qu’il se voit bien. Mais normalement tout se fait au crayon ! Je vous conseille de revoir la méthode de légende. »

Léo : « Oui monsieur Max. »

Max : « Les résultats vous sont donnés dans le document suivant. »

Avec la souris

Témoin

Max : « Mes petits, vous souvenez-vous de la méthode de commentaire de graphique ? »

Léo : « Euh… Pas vraiment… »

Samuel : « Moi non plus. Je pourrais peut-être faire un peu… »

Max : « Rassurez-vous je me doutais 🙂 Alors vous allez la réviser pour la prochaine fois. Sortez vos agendas et notez :

Revoir la méthode de commentaire de graphique.

Ensuite vous pourrez ranger vos affaires et filer vous dégourdir les pattes en récréation. »

Samuel et Léo : « Au revoir monsieur Max ! »

Max : « Au revoir mes petits 🙂 « 

Séance suivante