Par Rafael Cereceda • Mise à jour 01/10/2021 Plus d'une semaine après l'éruption du volcan Cumbre Vieja, sur l'île espagnole de La Palma, l'imagerie satellitaire a été d'une aide précieuse pour les autorités afin de surveiller et de gérer la la mesure des émissions de gaz à l'évaluation des dégâts, les satellites Sentinel du réseau européen Copernicus ont fourni des données exemple, le service de gestion des urgences de Copernicus a ainsi mis a disposition des cartes quotidiennes permettant de surveiller la coulée de lave et d'évaluer le nombre de bâtiment potentiellement touchés par l'avancé de la roche en fusion. Et selon les dernières données, plus de 1 000 maisons et entreprises ont été des satellites de Copernicus, Sentinel 5, est capable de détecter le dioxyde d'azote SO2 émis dans l'atmosphère. Dimanche dernier, les émissions ont atteint l'Italie, comme le montre l'image ci-dessous mise en ligne par la plateforme d’analyse des données environnementales combinant les données satellitaires et les modèles météorologiques, le service de surveillance atmosphérique de Copernicus est en mesure de prédire l'évolution du panache de SO2 qui, dans les prochains jours, atteindra l'océan Arctique en passant par le sud de l'Espagne, l'Italie et les Balkans avant de se diriger vers l'océan des concentrations importantes mises en exergue par l'application les scientifiques s'accordent à dire que ces concentrations ne sont pas dangereuses pour la santé ou l'environnement. Elles restent à une altitude de 5 000 à 10 000 mètres et n'auront pas d'influence particulière sur la qualité de l'air et ne provoquent pas de pluies satellites donnent également une image plus précise de la zone d'éruption. Iban Ameztoy, spécialiste en télédétection, a utilisé les données des satellites Sentinel 2 de Copernicus pour créer des animations qui permettent de "survoler" la zone, grâce à l'une des premières images sans nuage d'une partie de la grande coulée de lave au cours du 26 septembre, la coulée de lave a également été capturée par le satellite d'observation de la Terre de la NASA, Landsat jours après que le Cumbre Vieja soit entré en éruption, le volcan le plus actif d'Europe, l'Etna de Sicile, a lui aussi connu un nouvel épisode intense d'activité, comme en atteste la lave et le vaste panache de fumée capturés par les satellite de images difficiles à obtenirL'imagerie satellitaire n'est pas une science exacte et prévisible. Pour obtenir de bonnes images, les conditions météorologiques sont ainsi primordiales. En outre, les satellites d'observation ne passent au-dessus d'un endroit particulier que tous les deux jours, ce qui ne permet pas une observation en temps autre paramètre d'importance est la manière dont les images sont obtenues et traitées. Les experts appliquent des filtres spéciaux pour mettre en évidence des aspects tels que l'humidité ou, dans ce cas, pour mieux voir la coulée de satellite a sa propre spécificité. Les satellites Sentinel 2 sont les plus puissants en termes de capacités d'erreurParfois, ces images spectaculaires peuvent aussi donner lieu à des erreurs d'interprétation. La semaine dernière, lorsque le Service de surveillance atmosphérique a montré des émissions de dioxyde de soufre en provenance du volcan, beaucoup se sont empressés d'"alerter" sur un éventuel "nuage" de SO2 qui affecterait l'Europe. Les scientifiques ont alors expliqué que ces émissions restent dans la haute atmosphère et n'affectent pas la qualité de l'air. Les gaz provenant du volcan de La Palma sont certainement moins nocifs que le SO2 que nous produisons en brûlant des combustibles des interrogations persistent toutefois, alors que la lave, après avoir parcouru six kilomètres, a atteint les eaux de l'océan Atlantique ce jeudi. Cette rencontre entre magma et eau de mer produit des nuages où sont présents des gaz potentiellement toxiques, comme le chlore. Emanations qui n'ont pour l'instant fait aucune victime.

Lapuissance sonore mesurée était de 172 décibels (dB) à 160 kilomètres du volcan. À titre de comparaison, le bruit relevé à 100 mètres d’un avion de ligne qui décolle est de 130 dB, 16 000 fois moins que l’explosion du Krakatoa (l’échelle des décibels est logarithmique et la puissance sonore est multipliée par deux tous les trois dB).

Discipline Sciences et technologie Niveaux CM2. Auteur M. FONTAINE Objectif Comprendre d’où vient la forme des volcans, quel est le moteur » d’une éruption, et en quoi les volcans rouges et gris diffèrent rôle de la viscosité de la lave, rôle des gaz, jusqu’à arriver à une maquette fonctionnelle. L’étude de la localisation des volcans permet de faire le lien avec les plaques tectoniques Relation avec les programmes Cycle 3 - Programme 2020 Situer la Terre dans le système solaire et caractériser les conditions de la vie les phénomènes géologiques traduisant activité interne de la Terre volcanisme, tremblements de terre, .... Déroulement des séances Séance 1 L’histoire du dieu Vulcain - Sciences et technologie, 45 minSéance 2 Qu’est-ce qu’une éruption volcanique ? - Sciences et technologie, 80 minSéance 3 Classons les volcans du monde - Sciences et technologie, 35 minSéance 4 L’origine du cône volcanique - Sciences et technologie, 80 minSéance 5 Forme du volcan et viscosité du magma - Sciences et technologie, 115 minSéance 6 Le rôle des gaz, construction d’une maquette de volcan - Sciences et technologie, 115 minSéance 7 Anatomie d’un volcan - Sciences et technologie, 45 minSéance 8 Evaluation - Sciences et technologie, 60 min 1 L’histoire du dieu Vulcain Dernière mise à jour le 26 avril 2019 Discipline / domaine Sciences et technologie Objectif - Savoir que le mot volcan » vient du nom du dieu Vulcain - Recueillir les représentations des élèves sur les volcans Durée 45 minutes 4 phases Matériel Pour chaque élève - photocopie de la fiche 1 1. Question initiale 10 min. découverte 1 Qu'est-ce-que c'est la mythologie ?Les réponses attendues sont du type Ce sont des histoires, des légendes, ça parle des dieux… ». Il peut guider la recherche en les questionnant Qu’est-ce qu’une légende ? Quand ces histoires ont-elles été écrites ? Pourquoi les a-t-on écrites ? »…Cette discussion aboutit à une définition collective, qui peut être, par exemple La mythologie regroupe des légendes écrites par les Grecs et les Romains au cours de l’Antiquité. Ils ont inventé ces histoires pour expliquer leurs croyances et certains phénomènes qu’ils ne comprenaient pas. 2. Recherche à propos de la question initiale 10 min. recherche Le maître distribue alors à chaque élève une photocopie de la fiche 1, relatant l’histoire du dieu Vulcain. Après une phase de lecture individuelle, au cours de laquelle le maître s’est assuré que le vocabulaire ne pose pas de problème, les élèves sont répartis par binômes et doivent répondre à la question suivante à quoi vous font penser les colères de Vulcain ? Identifiez, dans le texte, les mots qui vous y font penser. » 3. Mise en commun 15 min. mise en commun / institutionnalisation 1 Mise en commun au cours de laquelle les volcans sont A quoi ils pensent quand on parle de volcan ?Il ne s’agit pas forcément d’utiliser les mots écrits dans le texte de la fiche 1, mais de s’exprimer avec réponses sont recueillies au tableau éruption, catastrophe, destruction, lave, magma, montagne, endormi…, en prenant soin de discuter chaque mot de façon à en identifier les différents sens possibles on cherche ici à relever les définitions des élèves, pas à établir une définition de la classe. Les désaccords sont pointés par exemple sur une affiche et seront résolus plus tard. 4. Conclusion 10 min. mise en commun / institutionnalisation L’enseignant demande à la classe de faire le point sur les questions que l’on se pose au sujet des volcans ».Exemple de questions Un volcan peut-il se réveiller ? Peut-on prévoir une éruption ? Comment un volcan se forme-t-il ? Y a-t-il des volcans sous l’eau ? » etc. Ces questions sont notées sur une affiche collective, ainsi que dans les cahiers d’expériences. 2 Qu’est-ce qu’une éruption volcanique ? Dernière mise à jour le 26 avril 2019 Discipline / domaine Sciences et technologie Objectif - Savoir qu’un volcan est un point à la surface du globe, ou sous les océans, duquel sort de la lave lors d’une éruption - Savoir qu’il existe deux catégories d’éruptions volcaniques, les éruptions effusives volcans rouges », calmes et relativement peu dangereuses, et les éruptions explosives, violentes et dangereuses volcans gris » Durée 80 minutes 4 phases Matériel Pour chaque binôme une photocopie, au choix, de la fiche 2 ou de la fiche 3 tableau en trace écrite à donner 1. Question initiale 5 min. découverte L’enseignant reprend l’affiche réalisée lors de la précédente séance et annonce qu’au fil des prochaines séances la classe va étudier ce qu’est un volcan. 2. Recherche étude documentaire 40 min. recherche Les élèves sont répartis en binôme, chaque binôme recevant, au choix, une photocopie de la fiche 2 ou de la fiche 3. Chaque fiche décrit deux éruptions historiques », l’une éruptive, l’autre explosive voir plus loin pour la signification de ces termes, l’une en France, l’autre à l’ éruptions étudiées sont fiche 2 - Kilauea Hawaï une éruption effusive », continue depuis près de 30 ans… soit bien avant la naissance des élèves !- Montagne Pelée Martinique une éruption explosive », meurtrière, en 1902fiche 3 - Le piton de la Fournaise La Réunion une éruption effusive » a lieu presque tous les ans !- Le mont Saint Helens États-Unis, une éruption explosive », dévastatrice, en 19801 Repérer collectivement les quatre volcans sur le planisphère de la Les élèves doivent ensuite surligner les mots qui décrivent l’éruption de chaque volcan. Le vocabulaire qui pose problème est expliqué collectivement effusion, précurseur, nuée ardente, lahar…. En cas de difficulté, le maître peut les guider par des questions comme Comment débute l’éruption ? Que s’échappe-t-il du volcan ? à quelle vitesse coule la lave ? Quelles sont les conséquences de l’éruption ? »3 Enfin, l’enseignant donne la consigne suivante Chacun d’entre vous doit dessiner une des deux éruptions présentées sur votre fiche. Soyez le plus précis possible on doit pouvoir reconnaître quelle est l’éruption que vous avez dessinée. N’hésitez pas à revenir sur le texte afin de retrouver les caractéristiques du volcan ou de l’éruption. Sur votre dessin, vous ajouterez une légende avec tous les mots que vous avez surlignés dans le texte. »Objectif de forcer les élèves à être le plus précis possible. Dans le cas contraire, les élèves dessinent ce qu’ils savent ou croient savoir des volcans, sans aucun rapport avec ce qui est décrit dans le texte, et tous les dessins se ressemblent alors que les éruptions décrites sont très différentes. Volontairement, on ne met pas de titre à ce dessin, car celui-ci est censé être assez précis pour qu’on puisse reconnaître de quelle éruption il s’agit. 3. Mise en commun 20 min. mise en commun / institutionnalisation Les dessins sont affichés au tableau et regroupés on place côte à côte les dessins des mêmes éruptions. Afin de vérifier la fidélité des dessins aux textes, on commence par relire chaque texte et par écrire au tableau les caractéristiques visibles de chaque éruption cePiton de la FournaiseMont Saint HelensKilaueaMontagne Pelée- Fissures au sommet et à basse altitude- Fontaines de lavejets de lave- Coulées de lave lave liquide- Colonne de fumée- Explosion de cendres et de vapeur- Nuage de cendre- Avalanche rocheuse- Pentes abruptes- Nuée ardente- Coulée de boue- Fissures- Lave très liquide- Fontaines de lave- Lac de lave- Effusion continue de lave- Pentes douces- Fumeroles et fumée noire- Cendres- Explosions projection de bombes- Nuée ardenteLa classe évalue chaque dessin en tenant compte de la forme du volcan, la présence ou l’absence de lave liquide, de cendre, de projection de roches…Cette analyse permet de faire des regroupements. On constate qu’on peut définir deux groupes - 1er groupe éruptions peu violentes, dites rouges ou effusives essentiellement de la lave qui coule Kilauea et piton de la Fournaise ;- 2e groupe éruptions violentes, dites grises ou explosives des projectiles, cendres, poussières, nuées ardentes… montagne Pelée et mont Saint Helens. 4. Trace écrite et conclusion 15 min. mise en commun / institutionnalisation La conclusion de la classe est élaborée collectivement sous la dictée des élèves.Un exemple de conclusion est Il existe deux grandes catégories d’éruptions volcaniques, les effusives volcans rouges et les explosives volcans gris, plus dangereuses. Noter la conclusion dans le cahier + coller le tableauLe maître veille à ce que les différents termes utilisés par les élèves, ou présents sur les fiches documentaires, soient définis par la classe, collectivement. Quelques exemples de définition - Lave = roche en fusion qui sort à la surface- Volcan = endroit à la surface de la Terre d’où sort parfois de la lave, lors d’une éruption à ce stade, on ne cherche pas à connaître la structure d’un volcan cône, chambre magmatique, etc. - Bombe = projectile rocheux morceau de lave éjecté par un volcan lors d’une éruption- Cendre = poudre très fine de roche volcanique- Nuée ardente = mélange de gaz brûlants, de cendres et de roches qui se déplace à grande vitesse- Cratère = orifice situé au sommet ou sur les flancs du volcan, par lequel sort la lave et les projectionsCes définitions sont notées dans le cahier d’expériences. 3 Classons les volcans du monde Dernière mise à jour le 26 avril 2019 Discipline / domaine Sciences et technologie Objectif - Revenir sur la classification des volcans rouges / gris - Savoir qu’un volcan a une forme à peu près conique et que ce cône est très étalépente faible chez les volcans rouges, et plus pentu et accidenté chez les volcans gris Durée 35 minutes 4 phases Matériel Pour chaque élève - une photocopie de la fiche 4, si possible en couleurs Pour la classe - une version agrandie ou une vidéoprojection de cette fiche 4 1. Rappel des notions + question initiale 10 min. découverte 1 La séance commence par un rappel de la classification établie précédemment il y a deux types d’éruptions les effusives et les explosives… ou, dit autrement, il y a deux types de volcans, les rouges et les D’après-vous, à quoi ressemble un volcan rouge, et à quoi ressemble un volcan gris ?Il s’agit cette fois de décrire, non pas l’éruption, mais la forme du volcan au repos ». Cette discussion est menée collectivement, les élèves ayant peu d’indices leur permettant de répondre avec précision. Quelques indices peuvent être trouvés dans le descriptif de leurs éruptions voir la séance précédente pentes douces ou abruptes, montagne décapitée… 2. Recherche étude documentaire 10 min. recherche Binômes + photocopie de la fiche 4 montrant des photos de volcans rouges ou gris, en éruption ou partir de ces photos, ils tentent de reconstruire une classification. Peuvent-ils reconnaître les rouges et les gris ?Dégager des points deux photos de volcans en éruption sont facilement reconnaissables d’un côté, un nuage de cendres et de poussières… de l’autre, une coulée de lave. On peut deviner la forme des volcans pente raide pour le premier, douce pour le second et extrapoler aux autres n’arrivent pas à faire ce lien spontanément, peuvent-ils trouver un autre critère de classement ? par exemple pente raide, pente douce 3. Mise en commun 10 min. mise en commun / institutionnalisation Lors de la mise en commun, différents groupes viennent exposer leur classification. Elle permet de se rendre compte que les caractéristiques morphologiques d’un volcan trahissent » le type de ses volcan rouge aura une forme conique à très faible pente, tandis qu’un volcan gris aura une pente plus importante, et portera la marque d’explosions effondrements.On remarque qu’un même volcan est présenté deux fois, une fois en éruption, une fois au repos Mayon. Cette redondance permet de s’assurer que l’éruption explosive correspond à une pente abrupte. 4. Conclusion 5 min. mise en commun / institutionnalisation Un volcan a une forme à peu près forme dépend du type de ses éruptions pourles volcans rouges », le cône est très étalé et la pente est faible; pour les volcans gris », le cône est moins étalé et la pente est raide, le cône est également plus ce constat, on peut se poser deux questions - D’où vient cette forme en cône ?- Qu’est-ce qui fait que certains cônes sont plus aplatis que d’autres ? 4 L’origine du cône volcanique Dernière mise à jour le 26 avril 2019 Discipline / domaine Sciences et technologie Objectif - Comprendre l’origine du cône volcanique accumulation de matériaux émis lors des éruptions Durée 80 minutes 7 phases Matériel Pour chaque groupe 6 groupes - une paille coudée ou un tuyau flexible - un récipient cylindrique gobelet, pot à yaourt… - un carton - de la semoule fine - une vrille pour percer le récipient 2 plaques de chocolat + assiette en plastique trouée + poche à douille Pour chaque élève - une photocopie de la fiche 5 1. Question initiale 10 min. recherche L’enseignant revient sur la question évoquée à la fin de la séance précédente On a vu qu’un volcan avait une forme de cône plus ou moins aplati comment se forme ce cône ? »Les élèves travaillent individuellement, et notent leurs idées dans leur cahier d’expériences. 2. Mise en commun 10 min. mise en commun / institutionnalisation L’enseignant recueille les différentes hypothèses émises par les élèves. Par exemple - le volcan s’est formé à partir d’une montagne préexistante ou d’un amoncellement de pierres emportées par le vent ;- le cône volcanique résulte d’une déformation du sol sous l’effet d’une poussée exercée vers le haut confusion avec la formation d’une chaîne de montagnes ;- le cône volcanique s’est formé progressivement, par l’accumulation et le refroidissement des matières éjectées lors de l’ encourage les élèves à argumenter pour justifier leurs réponses, et prend à partie le reste de la classe est-ce possible ? qu’en pensez-vous ? qui est d’accord ?.La troisième hypothèse est la bonne, comme le montre la suite de cette séance. 3. Recherche 10 min. recherche une fiche 5 / binôme elle décrit la formation du volcan Paricutín 1943, Mexique.Ce texte raconte comment un fermier mexicain a vu naître un volcan sur ses terres, avec d’abord quelques fumeroles, puis des éjections de cendres et de pierres. C’est l’un des seuls volcans du monde dont on a pu suivre en direct la texte est lu en classe entière et les élèves y cherchent des indices permettant de répondre à la question posée en début de séance Comment se forme le cône volcanique ? ». 4. Mise en commun 10 min. mise en commun / institutionnalisation L’histoire du Paricutín montre que le cône volcanique se forme par l’accumulation des pierres, laves et cendres rejetées par le L’enseignant demande aux élèves d’imaginer une expérience permettant de vérifier que des matériaux éjectés forment un cône en pistes sont proposées ; on cherche collectivement un matériau qui pourrait convenir il faut qu’il soit solide, mais aussi qu’il puisse s’écouler. Rapidement, les élèves proposent du sable, du sucre, de la semoule on se met d’accord sur la semoule, puisqu’on en dispose dans la classe…En général, les élèves proposent deux types d’expérience - dans la première, il suffit de lâcher la semoule d’une certaine hauteur et d’observer la forme obtenue c’est un cône ;- dans la seconde, il faut faire sortir la semoule par en dessous » pour mieux représenter ce qui se passe dans un vrai volcan. Il suffit, pour cela, de souffler dans une paille pour éjecter la semoule. Ci-dessous, on décrit cette seconde expérience la première n’est pas décrite, mais peut bien sûr être menée en classe !.Au cas où les élèves n’auraient pas d’idée, il suffit de leur présenter le matériel disponible très rapidement, la seconde expérience est proposée. 5. Modélisation par groupe 20 min. entraînement 1 Le récipient est percé afin d’y introduire la paille. Attention ! il faut le percer sur le côté, vers le bas », mais pas en dessous », car sinon la paille se Un trou est réalisé sur le carton posé sur le pot de yaourt diamètre 1 cm.3Le pot est rempli de semoule fine, à ras bord ou En soufflant dans la paille, on fait sortir la semoule par le trou du couvercle. En retombant sur le carton, la semoule forme un édifice conique avec, au centre, un cratère ». 6. Conclusion 10 min. mise en commun / institutionnalisation L’histoire du Paricutín et la modélisation réalisée par les élèves montrent toutes deux qu’un cône volcanique se forme par l’accumulation des matériaux éjectés par le conclusion est rédigée collectivement, et notée dans les cahiers d’expériences. dessiner l'expérienceLa modélisation effectuée avec la semoule permet de poser les questions suivantes Dans la nature, comment ces matériaux sont-ils éjectés ? Qu’est-ce qui souffle ? ».Par ailleurs, la typologie des volcans mise en évidence précédemment pose une autre question comment expliquer que certains cônes sont très étalés, et d’autres pas ?Ces deux questions vont guider les prochaines séances portant sur le rôle des gaz dissous dans le magma, et sur la viscosité de celui-ci. Elles sont donc écrites sur une affiche afin que l’on puisse s’y référer à nouveau plus tard. 7. Prolongement fabriquer un volcan en chocolat 10 min. réinvestissement Pour certains élèves, le fait d’utiliser de la semoule dans l’expérimentation peut poser problème ils pensent à la lave, liquide. On peut alors proposer une autre expérience, très parlante et qui plaît beaucoup ! fabriquer un volcan en de cette expérience est très simple, il suffit de demander aux élèves quel matériau, qu’ils connaissent bien, est liquide quand il est chaud et devient solide en refroidissant. Le chocolat est proposé peut être menée collectivement, en utilisant une poche ou un sac en plastique qu’on presse pour faire monter le chocolat par en dessous » plutôt que le faire couler en le versant par le dessus. Avant de réaliser une coulée, il est nécessaire de laisser refroidir la coulée précédente 1 heure au réfrigérateur. Il est tout à fait envisageable d’effectuer la manipulation en laissant refroidir les coulées à température ambiante ; il suffit alors de l’étaler sur deux peut faire varier la viscosité du chocolat en lui ajoutant plus ou moins d’eau. Il faut compter sur une tablette de chocolat par coulée. 5 Forme du volcan et viscosité du magma Dernière mise à jour le 29 avril 2019 Discipline / domaine Sciences et technologie Objectif - Comprendre que la différence de forme des volcans rouges et gris s’explique par une différence dans la viscosité de la lave les volcans rouges émettent une lave moins visqueuse que les volcans gris - Savoir qu’il existe des liquides plus ou moins visqueux c. -à-d. qui s’écoulent plus ou moins facilement Durée 115 minutes 5 phases Matériel Pour chaque groupe - les liquides suivants eau, shampoing, miel - ces mêmes liquides mélangés à de la semoule - d’autres liquides éventuellement cf. le déroulement de la séance - une planche en mélaminé, éventuellement percée pour certains groupes Pour certains groupes cf. le déroulement de la séance - un chronomètre - une grosse seringue Remarques Préparer à l’avance des petites fioles » de même quantité pour les différents liquides étudiés, et ce pour chaque groupe. 1. Question initiale 15 min. découverte L’enseignant fait un bilan provisoire Nous comprenons l’origine de la forme conique du volcan. Parmi les questions que l’on s’était posées, il y a pourquoi certains cônes sont plus pentus que d’autres ? ».Cette question est posée collectivement, et donne lieu à une discussion de toute la idées qui émergent le plus souvent sont - Plus le volcan émet une grande quantité de lave, plus son cône est Plus la lave coule sur une grande distance, plus le cône est étalé moins il est pentu. 2. Emettre des hypothèses et réfléchir à une expérience 15 min. découverte Demander aux élèves, collectivement, s’ils peuvent imaginer une ou plusieurs expériences permettant de tester ces hypothèses. En cas de difficulté, il peut les guider de cette façon - 1ère hypothèse en s’inspirant de la manip réalisée à la séance précédente, il leur montre un cône formé avec de la semoule, et leur demande si le cône sera plus pentu en rajoutant de la semoule. Il leur demande également comment faire pour mesurer cet angle par exemple, on peut utiliser des chapeaux chinois ». Cette expérience, très simple et très rapide, peut être menée collectivement, ou par 2nde hypothèse il leur demande s’ils connaissent des liquides qui s’écoulent très facilement comme l’eau par exemple, ou plus difficilement comme le miel. Il leur demande ensuite de réfléchir à une expérience qui pourrait mettre en évidence le fait que certains liquides s’écoulent facilement, et d’autres non. Plusieurs manips sont possibles voir plus bas.Pour la seconde hypothèse, le maître leur présente plusieurs liquides de viscosités différentes au moins eau, shampoing, miel… auxquels on peut ajouter d’autres liquides comme ketchup, huile, peinture, sirop, liquide vaisselle, lait concentré… ainsi que certains de ces liquides mélangés à de la leur demande de les classer selon la facilité avec laquelle ils coulent. Ce classement est noté dans le cahier d’expériences, et sera confronté aux résultats, en fin de séance. 3. Recherche expérimentation 50 min. recherche Les élèves sont répartis en petits groupes. Chaque groupe réalise une expérience permettant de tester l’une ou l’autre des hypothèses commune La première hypothèse donne lieu à une expérience très rapide à réaliser, qui permet de constater que l’angle du cône reste toujours le même, quelle que soit la quantité de semoule utilisée. La conclusion est alors que la pente du volcan ne dépend pas de la quantité de lave seconde hypothèse peut donner lieu à plusieurs expériences différentes qui peuvent être réalisées successivement ou dans des groupes distincts Expérience n°1 Résultats dans un tableauDans l’une, on verse un peu de liquide en haut d’un plan légèrement incliné 30° par exemple, et on mesure la distance parcourue par ce liquide en un temps donné 5 secondes par exemple. Cette expérience n’est pas toujours très concluante, car certains liquides s’étalent sur la planche mais ne coulent pas véritablement. Néanmoins, elle est systématiquement proposée par les enfants et mérite d’être n°2 Résultats dans un tableauDans une autre expérience qui donne de meilleurs résultats, on verse une quantité fixe de liquide sur une surface horizontale, et on observe l’étalement de ce liquide sur la surface quel est celui qui s’étale le plus ?Eau, shampoing, miel, ketchup, huile, peinture, sirop, liquide vaisselle, semoule + mielExpérience n°3 Dans une autre, enfin, on modélise la formation d’un volcan en injectant par le bas un liquide à travers une surface horizontale percée. C’est l’équivalent de la manip de la séance précédente, mais en remplaçant la semoule par le liquide étudié. Le liquide est poussé » vers le haut par une seringue. Suivant le liquide employé, on va former un cône plus ou moins étalé. Cette expérience est sans doute celle qui donne les meilleurs résultats, et qui a l’avantage de permettre une conclusion immédiate, grâce à sa ressemblance avec un vrai shampoing, miel, ketchup, huile, peinture, sirop, liquide vaisselle, semoule + miel 4. Mise en commun 20 min. mise en commun / institutionnalisation Chaque groupe désigne un rapporteur qui vient présenter son expérience à la classe entière, ainsi que les résultats La première expérience cône de semoule montre que l’angle d’un tas ne dépend pas de la quantité de grains. De la même manière, ça n’est pas la quantité de lave qui explique la forme des cônes volcaniques2 L’expérience du plan incliné montre que certains liquides coulent moins vite que d’autres on dit qu’ils sont visqueux quand ils s’écoulent lentement. Le miel est plus visqueux que le shampoing, lui-même plus visqueux que l’eau. En ajoutant de la semoule au miel ou au shampoing, on augmente encore la L’expérience du plan horizontal montre que les liquides les plus visqueux sont également ceux qui s’étalent le moins. On remarque que les liquides peu étalés forment un édifice plus haut que ceux qui se sont L’expérience du plan horizontal et de la seringue montre que les liquides plus visqueux donnent naissance à un cône plus veille à ce que le parallèle soit fait avec les pentes du volcan les volcans explosifs gris émettent une lave plus visqueuse que les volcans effusifs rouges. 5. Conclusion 15 min. mise en commun / institutionnalisation La classe élabore collectivement une conclusion en forme de synthèse, comme par exemple Une lave est dite visqueuse quand elle s’écoule lentement. Les volcans rouges émettent une lave moins visqueuse que les volcans gris. Cette lave s’écoule plus facilement, ce qui explique la forme plus étalée » des volcans rouges. 6 Le rôle des gaz, construction d’une maquette de volcan Dernière mise à jour le 29 avril 2019 Discipline / domaine Sciences et technologie Objectif - Savoir qu’un volcan contient une cheminée et une chambre magmatique. - Comprendre que la pression des gaz est le moteur principal d’une éruption volcanique - Comprendre que plus la pression des gaz est élevée, plus l’éruption est explosive Durée 115 minutes 5 phases Matériel Pour la classe - un verre transparent à moutarde avec le couvercle - du vinaigre blanc - du liquide vaisselle - du bicarbonate de sodium Pour chaque groupe - pour fabriquer le cône volcanique ou le matériel suivant › 1 kg de farine blanche › 500 g de sel › de l’eau › 4 cuillères à soupe d’huile végétale› du colorant vert ou de la peinture à l’eau - pour modéliser l’éruption - de l’eau - du colorant rouge ou de la peinture à l’eau - 100 ml de vinaigre - 50 g de bicarbonate de soude - 30 ml de produit vaisselle - un saladier - une cuillère à soupe - une cuillère à café - un verre - un support grand plat, carton, plateau, planche… - une bouteille vide de 25 cl - un entonnoir Remarques Essayer à la maison avant pour avoir une idée de la quantité de vinaigre blanc et de bicarbonate couvercle de carton de feuille 1. Question initiale 15 min. découverte L’enseignant revient sur les travaux précédents Nous avons montré que le cône volcanique était formé par l’accumulation des matériaux éjectés lors de l’éruption et, ensuite, que la viscosité de la lave expliquait l’étalement plus ou moins prononcé de ce cône. Pour faire fonctionner notre modèle, nous avons soufflé dans une paille c’est donc l’air soufflé qui a poussé la semoule. » Et dans la réalité y a-t-il de l’air, ou d’autres gaz, émis par le volcan ? »La classe revient collectivement sur la description des éruptions de la séance 1-2, et on constate qu’en effet des gaz sont émis, et sortent par le même endroit que la lave le cratère. Ce qui nous permet de nous interroger sur le rôle de ces gaz est-il possible que ces gaz poussent » la lave vers l’extérieur ? Afin de permettre une investigation expérimentale, on s’intéresse à des gaz et liquides plus accessibles Connaissez-vous des cas où des gaz sont “mélangés” à des liquides ? »On parle des boissons gazeuses. L’enseignant demande ce qui se passe quand on secoue une bouteille de boisson gazeuse avant de l’ouvrir. Il demande des précisions Qu’est-ce qui déborde ? du gaz ? du liquide ? les deux ? »La discussion permet de s’accorder sur le fait qu’il y a des bulles et que ces bulles, une fois répandues sur la table ou les vêtements…, vont mouiller cette table. Cela signifie que du liquide a été éjecté le gaz est capable d’entraîner le liquide vers le veille à ce que tous les élèves fassent bien le parallèle avec le volcan le gaz est capable de pousser la lave à l’extérieur. Il faut beaucoup de gaz pour faire sortir ces tonnes de lave. 2. Recherche expérimentation 40 min. recherche Il existe un moyen de faire beaucoup plus de bulles avec du vinaigre et du bicarbonate de sodium. Il prépare une expérience avec - un gobelet ou un verre transparent, rempli à 1/4 environ par du vinaigre ;- une coupelle avec 1 cuillère à soupe de bicarbonate de est réalisée collectivement il s’agit plus d’une démonstration que d’une expérience lorsqu’on verse le bicarbonate de sodium dans le verre, les élèves observentCe qui se passe fort dégazage on entend l’effervescence, formation de grosses bulles…Après un premier essai, les élèves sont interrogés sur le type d’éruption représentée ; ils parlent d’éruption faudrait-il pour la rendre explosive ? Il faudrait plus de gaz », plus de pression ».L’expérience est alors renouvelée en ajoutant plus de vinaigre, plus de bicarbonate ajouter le couvercle si on veutChacun écrit un compte rendu sur son cahier d’expériences, ainsi que la conclusion élaborée ensemble C’est le gaz contenu dans le magma qui le fait sortir. »Le maître demande ensuite aux élèves d’utiliser ce qu’ils ont appris pour concevoir une maquette de volcan. Les élèves travaillent par groupes, et dessinent leur maquette dans leur cahier d’expériences. 3. Fabrication de la maquette du volcan 30 min. recherche Les différentes propositions sont comparées au un exemple de maquette. La lave sera produite comme dans l’expérience précédente, mais à l’intérieur d’une bouteille. Autour de cette bouteille, on construit un cône volcanique soit en empilant de la terre, du papier mâché… soit en fabriquant une sorte de pâte à modeler », comme décrit ci-dessous.1- fabrication de la pâte pour le cône volcaniqueOn mélange 1 kg de farine, 500 g de sel, 4 cuillères à soupe d’huile végétale dans un saladier ; à part, on mélange 30 cl d’eau, un peu de colorant ou de peinture pour obtenir une teinte marron ajoute ensuite cette eau colorée au mélange précédent. On mélange le tout à la main, jusqu’à ce que la pâte obtenue ne soit plus collante. Si la pâte est encore trop collante au bout de quelques minutes, il suffit de rajouter un peu de - fabrication du cône volcaniqueLa bouteille est posée sur un support qui permettra de transporter la maquette. On entoure la bouteille avec la pâte obtenue, de façon à former un cône pas trop pentu au besoin, on peut augmenter la quantité de pâte nécessaire, ou d’abord faire un cône en papier, qu’on recouvre de pâte. Seul le goulot de la bouteille doit maquette est prête il faut la laisser sécher une nuit avant de provoquer l’éruption. 4. Le lendemain déclenchement de l’éruption 15 min. découverte Il faut d’abord préparer la lave seul le vinaigre doit être ajouté à la mélange 50 ml d’eau tiède à 50 g de bicarbonate de soude. On ajoute quelques gouttes de colorant rouge, ainsi que 30 ml de liquide vaisselle, et on mélange légèrement sans faire mousser.A l’aide de l’entonnoir, on verse ce mélange dans le volcan. Quand tout est prêt, on verse 100 ml de vinaigre dans le volcan l’éruption commence ! 5. Trace écrite et conclusion 15 min. mise en commun / institutionnalisation Les élèves dessinent leur maquette dans le cahier d’expériences, et en expliquent le veille à ce que les élèves fassent bien le rapport entre le modèle et la réalité. La discussion collective permet de conclure que plus la quantité de gaz est importante, plus l’éruption est explosive. Si l’on ajoute la conclusion de la séance précédente sur la viscosité de la lave, on peut conclure Une éruption est d’autant plus explosive que la lave est visqueuse et qu’elle contient beaucoup de conclusion est notée dans les cahiers d’expériences. 7 Anatomie d’un volcan Dernière mise à jour le 29 avril 2019 Discipline / domaine Sciences et technologie Objectif - Connaître l’anatomie d’un volcan cône, cheminée, chambre magmatique Durée 45 minutes 2 phases Matériel fiche élève 1 + correction + image 1. Question initiale 15 min. recherche L’enseignant explique que la maquette réalisée précédemment avait pour but de reproduire une éruption. La classe n’a pas cherché à représenter fidèlement l’intérieur du élèves, individuellement, réalisent donc un schéma en coupe de volcan, tel qu’ils se le représentent. 2. Mise en commun 30 min. mise en commun / institutionnalisation L’enseignant compile les différents schémas au tableau, et demande aux élèves de les comparer points communs et différences. Cette comparaison permet de mettre en évidence les éléments qui doivent être présents sur un schéma de volcan cf. ci-après.Les élèves remplissent la fiche élève 1 avec les "bonnes informations".Définition Le magma roche en fusion et de gaz à ajouter 8 Evaluation Dernière mise à jour le 29 avril 2019 Discipline / domaine Sciences et technologie Objectif - Pratiquer une démarche scientifique ou technologique. - Pratiquer une démarche d’investigation savoir observer, questionner. - Manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter, mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions. - Exprimer et exploiter les résultats d’une mesure et d’une recherche en utilisant un vocabulaire scientifique à l’écrit ou à l’oral. Durée 60 minutes 1 phase Matériel A construire 1. Evaluation 60 min. évaluation A construire Fermer Nous utilisons un cookie de suivi de navigation pour améliorer l'utilisation d'Edumoov. 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Dernièrepublication, une production «multimédia», de l'animateur du Groupe d'étude des volcans actifs, qui a dirigé de nombreuses missions scientifiques sur tous les volcans du monde et auteur de nombreux ouvrages : au travers de notre écran, un fabuleux voyage au centre de la terre. Il est impératif de s'intéresser tout d'abord au premier volume, Connaître la Terre.

carte de tous les volcans du monde