Lundi 30 mai 1 30 /05 /Mai 13:35

PrepaCRPE:Les volcans

Un article de Wiki Paris Descartes.

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corrigé par Eric.dane 21 mai 2006 à 21:39 (CEST)


L'enjeu de l'enseignement des sciences et technologies au cycle 3, est de faire observer aux enfants les phénomènes quotidiens et d'engager les élèves dans une première démarche de construction d'un modèle scientifique. D'après les programmes du cycle 3, "L'enseignement des sciences et de la technologie à l'école visereprésentation rationnelle de la matière et du vivant par l'observation, puis l'analyse raisonnée de phénomènes qui suscitent la curiosité des élèves" (programmes cycle3).

Présentation du sujet

Explication de ce que sont les manifestations de l'activité de la Terre et plus précisément les volcans. Après avoir décrit ce que sont les volcans, comprendre leur formation ainsi que leur fonctionnement puis connaître leur localisation et les attitudes à adopter face aux risques qu'ils constituent.

L'étude des manifestations de la terre et plus précisément des volcans permettra aux enfants de mieux comprendre ce qui se passe sur leur planète. C'est un sujet concret et observable constamment. Certains volcans sont actifs, ce qui en fait un sujet 'vivant' pour les enfants. Cette séquence permettra de répondre à beaucoup de leurs questions et d'éclaircir certaines confusions.

Objectifs

À la fin de cette séquence, les élèves pourront :

  • Connaître les caractéristiques d'un volcan
  • Comprendre le phénomène d'éruption volcanique
  • Savoir localiser les principaux volcans dans le monde (où les trouve-t-on?)

Pré-requis

Afin de comprendre que la lave est de la roche en fusion dont la solidification conduit à la formation du volcan, les élèves doivent avoir des notions des différents états de matières (liquide, solide, gazeux) et de leurs changements.

Séances

Chaque séance se déroule de la façon suivante: rappel des connaissances, théorie, travaux pratiques ou exercices, résumé collectif de la séance et compte rendu TP. Veiller à respecter les mesures de sécurité concernant les manipulations du matériel.

Séance 1 : Qu'est ce qu'un volcan ?

Hypothèse

Les enfants peuvent confondre une montagne et un volcan

Activités

  • Faire émerger les représentations des enfants
  • Confrontation des représentations initiales des élèves et relevé des questions
  • Classer 4 photos de volcans et montagnes selon leur nature

Conclusion

Un volcan n'est pas une montagne.Un volcan est formé par l’accumulation de coulées de laves et de projections expulsées par les éruptions volcaniques successives. Tous ces produits émis lors des éruptions constitue un relief appelé le cône volcanique.

Séance 2 : L'éruption volcanique

Hypothèse

Les élèves peuvent penser que

  • les volcans sont des montagnes remplies de lave et que l'éruption correspond à une sorte de débordement
  • la lave se transforme en une roche solide en séchant

Activités

  • Compléter le schéma de la coupe d'un volcan d'après la diffusion d'un extrait du film E=M6 "Les volcans".

Image:Coupevolcan.jpg

  • Débat en classe: Quelles sont les différentes phases de chaque éruption?
  • Expérience pour montrer une éruption volcanique et la présence de gaz lors de celle ci.

[5] Le volcan éclatant Cette expérience montre aux enfants que le magma est un mélange de roche en fusion et de gaz. En profondeur, il est soumis à de fortes pressions. Quand il arrive vers la surface, la pression diminue et le gaz s'échappe de la roche en fusion (si le magma est relativement fluide). En s'échappant, le gaz entraine un peu de "liquide": des laves.

Conclusion

L'éruption volcanique est due à l'arrivée en surface d'un magma, mélange de roches en fusion et de gaz. Le magma remonte en empruntant les fissures présentes dans les roches. La lave donne une roche volcanique en refroidissant.

Séance 3 : Les différents types d’éruption

Activités

  • 3 TEXTES D'APPUI (en annexe): La Montagne Pelée, La Soufrière de Montserrat et Le Piton de la Fournaise.

Tableau à remplir grâce aux informations données par les trois textes :

NOM DU VOLCAN EVENEMENTS PRODUITS EMIS TYPE D'ERUPTION
  • Retrouver le volcan qui correspond à chaque photo
    • [6]Le Piton de la Fournaise
    • [7] La Soufrière de Montserrat
    • [8] La Montagne Pelée

Conclusion

2 types d'éruptions :

  • Quand le magma est fluide, les gaz s’échappent facilement en projetant un peu de lave. Celle-ci est également fluide et s’écoule selon la pente. C'est une éruption effusive.
  • Quand le magma est plus visqueux, les gaz restent piégés et seule une pression élevée permet leur libération, ce qui provoque une violente explosion. La lave visqueuse ne peut pas s’écouler. Il se forme un bouchon. C'est une éruption explosive. Parfois, il y a émission de nuées ardentes (cendres, blocs…).

Séance 4 : La localisation des volcans en activité

Document d'appui : localisation des principaux volcans dans le monde. Image:Planisphère3.jpg

Activités

  • Indiquer le nom des océans et des continents sur la carte.
  • Relier les points obtenus et mettre ainsi en évidence des chaînes de volcans.

Conclusion

Les volcans actifs sont localisés dans des zones précises :

  • le pourtour du Pacifique (qu'on appelle la Ceinture de feu) et les zones situées au niveau des arcs insulaires (Antilles).
  • l'axe des dorsales océaniques concentre
  • au milieu des océans (eg. La Réunion) ou des continents se trouvent des volcans effusifs isolés (dits de "points chauds")
  • Comparer la localisation des volcans avec les frontières des plaques tectoniques à la surface de la terre : Image:Planispheretectonique.jpg

Conclusion

Les enfants établissent une relation entre la formation d'un volcan et sa localité (grâce à la carte de la séance précédente et aux documents de la séance). La plupart des volcans se trouvent entre deux plaques tectoniques (aux endroits où elles se touchent, bougent entre elles) ou au centre des plaques tectoniques. Dans ce dernier cas, ils sont appelés volcans de point chaud (cf Le volcanisme de point chaud)

Séance 6 : Les attitudes face aux risques

Activités

  • Texte d'appui pour comprendre les techniques de surveillance des volcans : http://site.voila.fr/tpevolcan/surveil.html] Surveillance des volcans
  • Montrer l'effondrement du dôme après expulsion, par le biais d'un dessin.
  • Organiser un débat portant sur la prévention avant une éruption volcanique: pour cela, réaliser l'expérience du tas de sable (Voir en annexe).

Interprétation

L'expérience montre que quand le magma remonte, il vient "remplir" la chambre magmatique. Le cône se déforme légèrement, l'inclinaison de ses pentes augmente et des fissures apparaissent. Quand le magma est éjecté, la chambre magmatique est en partie " vidée" : un cratère se forme au sommet du cône. Parmi les techniques utilisées pour surveiller les volcans figurent notamment la mesure d'inclinaison des pentes du cône et la mesure des fissures existant sur les flancs du volcan.

Limites du modèle

Mais ce qui diffère de la réalité c'est que le cône ne pré-existe pas. Il est le résultat de l'accumulation des produits émis par le volcan lors des éruptions successives.

Conclusion

Grâce à certaines techniques d'observation du cône volcanique, on peut aider à prédire la venue d'une éruption et donc prévenir les dangers.

Pistes d'évaluation

Afin de réinvestir le vocabulaire rencontré, compléter le schéma ci-dessous à l'aide des termes vus dans les séances précédentes : Image:Schéma volcan.jpg

Prolongements

En prolongement de ces séances, il est possible d'organiser une sortie à la Cité des Sciences, par exemple ou, selon la région où se situe l'école, une sortie sur le terrain (exemple: en Auvergne, aux Antilles...). L'enseignant peut également proposer aux élèves d'élaborer un glossaire avec tous les mots nouveaux qu'ils ont appris sur le thème du volcanisme.

Annexes

Séance 3

Texte : La Montagne Pelée

En 1902, une terrible éruption volcanique s'est produite à la Martinique, aux Antilles. Le 8 mai 1902, vers 8 heures, une formidable explosion se produit et une nuée ardente (c'est-à-dire une énorme masse de gaz, de cendres et de blocs de roche chauffés à 800°C) dévale la pente de la montagne Pelée à 500 km/h.La ville de Saint-Pierre est complètement anéantie et près de 28 000 personnes sont tuées. Malgré des signes qui annonçaient l’éruption (émission de fumée et petites explosions), le gouverneur de la ville n'avait pas fait évacuer la population.

  • Voir le dossier pédagogique sur le site de l'académie de la réunion
  • Question : D'après ce texte, quels sont les évènements et les produits émis au cours de l’éruption ?

Texte : La Soufrière de Montserrat

Montserrat, petite île des Antilles, a connu en juillet 1995 une éruption volcanique. Une violente explosion a projeté à plusieurs kilomètres d'altitude des panaches de gaz, de cendres et de blocs rocheux. Des nuées ardentes ont dévalé la pente du volcan, détruisant tout sur leur passage. Un dôme s'est mis en place dans l'ancien cratère, à partir d'une lave épaisse et visqueuse. Plymouth, la capitale qui fut évacuée à temps, a été recouverte de cendres.

  • Confere Montserrat Volcano Observatory
  • Question : Compare cette éruption avec celle de la Montagne Pelée. Te paraissent-elles très différentes ou plutôt semblables ?

Texte : Le Piton de la Fournaise

Le Piton de la Fournaise, dans l’île de la Réunion, est l'un des volcans les plus actifs au monde. Le 20 mars 1986, une fissure longue de 700 mètres s'est ouverte au sommet du volcan : des fontaines de lave ont jailli. Deux coulées ont dévalé la pente pour finir par traverser la route nationale. Une troisième coulée a atteint la mer (voir photo).

  • Voir : le dossier de Futura Sciences sur ce thème
  • Questions
    • La lave émise est-elle visqueuse ou fluide ?
    • Cette éruption te semble-t-elle aussi dangereuse que celle de Montserrat ?

Pour la séance 6

Expérience du tas de sable

Cette expérience peut permettre de mieux comprendre les techniques de surveillance des volcans.

Protocole expérimental

  • Insérer la paille dans le ballon.
  • Recouvrir le ballon d'un petit tas de sable.
  • Souffler dans la paille pour envoyer de l'air dans le ballon, puis laisser l'air ressortir.

Image:Expérience.jpg

Observations

Quand le ballon se gonfle, le tas de sable se déforme et des fissures apparaissent. Quand le ballon se vide, une dépression se forme au sommet du tas de sable.

Ressources

Par phiso
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