Découvrir les sciences sous Découvrir les sciences sous forme de leçon de choses à forme de leçon de choses à

l’école primaire : à quoi çà sert ?l’école primaire : à quoi çà sert ?

OuOu

Comment faire aimer les Comment faire aimer les sciences en s’amusant?sciences en s’amusant?

Constat :

La France manque de scientifiques de haut niveau, de chercheurs. Les lycées ont toutes les difficultés pour maintenir des terminales scientifiques

alors que les classes du secteur tertiaire se portent bien. A plus de 50%, les élèves reçus au Bac S choisissent d’autres filières (économie,

commerce, secteur tertiaire, force de vente….). Les facultés scientifiques voient les effectifs diminuer et sont obligées de revoir l’orientation de

certains étudiants à l’issue du premier trimestre car leur niveau est trop faible.

Lors de l’élaboration des programmes on oublie souvent que les sciences sont dans un premier temps expérimentales avant de devenir théoriques .Il faut que l’élève retrouve le goût de l’expérimentation et de l’observation. Pour cela éviter l’abus de logiciels où l’élève ne fait que subir les volontés

du concepteur. Voici ce que m’écrivait en janvier de cette année Monsieur Cohen-

Tannoudji Prix Nobel de physique, grand spécialiste du refroidissement des atomes et de l’amélioration de l’horloge astronomique (10-21s) : " Je vous félicite pour votre action en  faveur de l'enseignement des sciences dans les écoles primaires. Il s'agit là d'un problème capital et il faut commencer à ce niveau si l'on veut à terme redresser la situation

catastrophique que nous constatons concernant la mauvaise perception de la science et le développement d'attitudes

rétrogrades et fondamentalistes".

Suivant le combat que mène Georges Charpak Prix Nobel de Suivant le combat que mène Georges Charpak Prix Nobel de Physique, inventeur de la chambre à fils capable de détecter les Physique, inventeur de la chambre à fils capable de détecter les particules fondamentales comme l’électron et le proton, j’ai particules fondamentales comme l’électron et le proton, j’ai décidé de donner un peu de mon temps pour aider les maîtresses décidé de donner un peu de mon temps pour aider les maîtresses et les maîtres dans leur classe à l’école primaire : là où l’enfant et les maîtres dans leur classe à l’école primaire : là où l’enfant est avide d’apprendre, là où il est plein de spontanéité et est avide d’apprendre, là où il est plein de spontanéité et d’enthousiasme.d’enthousiasme.Ecoutons Georges Charpak et Diderot , un des fondateurs de Ecoutons Georges Charpak et Diderot , un des fondateurs de l’Encyclopédie.l’Encyclopédie.Georges CharpakGeorges Charpak :  : « ….. Mais vous avez aussi appris à connaître « ….. Mais vous avez aussi appris à connaître le doute et à ne pas considérer que tout peut être facilement le doute et à ne pas considérer que tout peut être facilement expliqué…… La nature ne révèle pas facilement tous ses expliqué…… La nature ne révèle pas facilement tous ses secrets…….vous avez également appris à apprécier l’existence de secrets…….vous avez également appris à apprécier l’existence de phénomènes peu probables et vous avez acquis le respect du phénomènes peu probables et vous avez acquis le respect du calcul de probabilités. Vous savez désormais comment faire croire calcul de probabilités. Vous savez désormais comment faire croire à des foules immenses des sornettes en raison de l’absence quasi à des foules immenses des sornettes en raison de l’absence quasi générale de l’apprentissage, dès la tendre enfance, du générale de l’apprentissage, dès la tendre enfance, du raisonnement scientifique. »raisonnement scientifique. »Diderot Diderot : : « Les principes de la méthode scientifique sont : « Les principes de la méthode scientifique sont : l’observation de la nature, la réflexion et l’expérience. l’observation de la nature, la réflexion et l’expérience. L’observation recueille les faits, la réflexion les combine, L’observation recueille les faits, la réflexion les combine, l’expérience vérifie le résultat de la combinaison. Il faut que l’expérience vérifie le résultat de la combinaison. Il faut que l’observation de la nature soit assidue, que la réflexion soit l’observation de la nature soit assidue, que la réflexion soit profonde et que l’expérience soit exacte. » profonde et que l’expérience soit exacte. »

Georges Charpak : «Georges Charpak : « Malgré le succès de  Malgré le succès de Devenez sorciers, Devenez sorciers, devenez savants, devenez savants, le poids énorme des sorciers, devins, le poids énorme des sorciers, devins, astrologues, menteurs, tricheurs de tout acabit dans notre société astrologues, menteurs, tricheurs de tout acabit dans notre société n’a pas bougé d’un fil de toile d’araignée. Ils ont dans les pays les n’a pas bougé d’un fil de toile d’araignée. Ils ont dans les pays les plus civilisés, gagné le contrôle partiel des milieux médiatiques et plus civilisés, gagné le contrôle partiel des milieux médiatiques et exercent un pouvoir qui ne pourra être rogné qu’aux prix de exercent un pouvoir qui ne pourra être rogné qu’aux prix de progrès immenses progrès immenses dans l’éducationdans l’éducation. ». »

Deux exemples à retenir :Deux exemples à retenir :

Pour gagner le gros lot au Loto, quelle est la probabilité ?Pour gagner le gros lot au Loto, quelle est la probabilité ?Une chance sur environ 14 millions. Bon courage ! Une chance sur environ 14 millions. Bon courage !

L’astrologie et l’horoscope : Au IIe siècle avant notre ère, L’astrologie et l’horoscope : Au IIe siècle avant notre ère, l’astronome Hipparque découvre la précession des équinoxes. Du l’astronome Hipparque découvre la précession des équinoxes. Du fait de l’inclinaison de l’axe terrestre et surtout du fait que cet axe fait de l’inclinaison de l’axe terrestre et surtout du fait que cet axe n’a pas une direction fixe dans l’espace en pivotant comme l’axe n’a pas une direction fixe dans l’espace en pivotant comme l’axe d’une toupie pour décrire un cercle en 26000 ans, la position de la d’une toupie pour décrire un cercle en 26000 ans, la position de la terre sur son orbite autour du soleil n’est pas la même d’une terre sur son orbite autour du soleil n’est pas la même d’une année à l’autre le même jour, à la même heure. Ainsi ceux qui se année à l’autre le même jour, à la même heure. Ainsi ceux qui se croient dans le signe zodiacal : poisson sont en réalité verseau.croient dans le signe zodiacal : poisson sont en réalité verseau.

L’ASTRONOMIE (cycle 3)L’ASTRONOMIE (cycle 3)« Le ciel est, par-dessus le toit,

Si bleu, si calme » Verlaine

Ecoutons Ecoutons Hubert ReevesHubert ReevesLe ciel des étoiles est une des grandes victimes de notre technologie Le ciel des étoiles est une des grandes victimes de notre technologie moderne…Nos routes et nos maisons bénéficient de l’éclairage nocturne, moderne…Nos routes et nos maisons bénéficient de l’éclairage nocturne, mais nous ne connaissons plus les constellations. Il suffit de passer mais nous ne connaissons plus les constellations. Il suffit de passer quelques jours dans le Sahara pour sentir l’intensité la présence des quelques jours dans le Sahara pour sentir l’intensité la présence des étoiles. Pour comprendre jusqu’à quel point elles faisaient partie de la vie étoiles. Pour comprendre jusqu’à quel point elles faisaient partie de la vie de nos ancêtres……de nos ancêtres……Reconnaître les étoiles, c’est à peu près aussi utile (ou inutile) que de Reconnaître les étoiles, c’est à peu près aussi utile (ou inutile) que de savoir nommer les fleurs sauvages dans les bois. La navigation se fait savoir nommer les fleurs sauvages dans les bois. La navigation se fait aujourd’hui avec des satellites appropriés. Il n’y a guère plus que les aujourd’hui avec des satellites appropriés. Il n’y a guère plus que les amateurs de voile qui lèvent quelquefois les yeux vers le ciel pour se amateurs de voile qui lèvent quelquefois les yeux vers le ciel pour se diriger ; une ou deux constellations leur suffisent à retrouver l’étoile diriger ; une ou deux constellations leur suffisent à retrouver l’étoile Polaire.Polaire.La vraie motivation est ailleurs. Elle est de l’ordre du plaisir. Le plaisir de La vraie motivation est ailleurs. Elle est de l’ordre du plaisir. Le plaisir de transformer un monde inconnu et indifférent en un monde merveilleux et transformer un monde inconnu et indifférent en un monde merveilleux et familier. Il s’agit d’ »apprivoiser » le ciel, pour l’habiter et s’y sentir chez familier. Il s’agit d’ »apprivoiser » le ciel, pour l’habiter et s’y sentir chez soi…..soi…..Une des raisons de la popularité de l’astronomie aujourd’hui c’est, je crois, Une des raisons de la popularité de l’astronomie aujourd’hui c’est, je crois, le lien qu’elle montre entre l’homme et les étoiles… Nous sommes le lien qu’elle montre entre l’homme et les étoiles… Nous sommes redevables aux étoiles d’avoir fabriqué les atomes dont sont constituées redevables aux étoiles d’avoir fabriqué les atomes dont sont constituées les molécules de nos yeux tournés vers elles……Avant d’être français ou les molécules de nos yeux tournés vers elles……Avant d’être français ou canadiens, noirs ou blancs, hommes ou femmes, nous sommes terriens, canadiens, noirs ou blancs, hommes ou femmes, nous sommes terriens, solaires, « voie lactien », fils et filles de l’Univers. Nos racines sont dans solaires, « voie lactien », fils et filles de l’Univers. Nos racines sont dans les étoiles….. A la rationalité doit s’associer l’émotion de retrouver la les étoiles….. A la rationalité doit s’associer l’émotion de retrouver la nébuleuse d’Orion (1) -haut lieu de naissance stellaire -, ou Antarès (2) – nébuleuse d’Orion (1) -haut lieu de naissance stellaire -, ou Antarès (2) – génératrice de carbone et de l’oxygène.génératrice de carbone et de l’oxygène.(1): Vaste nuage de matière essentiellement constitué d’hydrogène à (1): Vaste nuage de matière essentiellement constitué d’hydrogène à partit duquel naissent les étoiles.partit duquel naissent les étoiles.  (2): Etoile la plus brillante du Scorpion qui signifie « Anti-Mars ». Sa (2): Etoile la plus brillante du Scorpion qui signifie « Anti-Mars ». Sa couleur rouge rivalise avec Mars (Arès en grec)couleur rouge rivalise avec Mars (Arès en grec)

cassiopée céphée

persée

cygne

dragon

Étoile polaireGrande ourse

hercule

Le bouvier

Le serpentlion

La vierge

Hydre femelle

corbeau

balance

Principes directeurs de la démarche pédagogiquePrincipes directeurs de la démarche pédagogiquePartir de ce que connaît l'enfant, de ses représentations sur Partir de ce que connaît l'enfant, de ses représentations sur la lumière, le soleil, les ombres, le lever ou le coucher du la lumière, le soleil, les ombres, le lever ou le coucher du soleil, ou encore les formes de la lune. Puis essayer de soleil, ou encore les formes de la lune. Puis essayer de passer des questions du type " qu'est-ce que c'est ?", ou " passer des questions du type " qu'est-ce que c'est ?", ou " Pourquoi ?" à la question "Comment ça marche ?".Pourquoi ?" à la question "Comment ça marche ?".En démontant par des expériences les faits dont il est le En démontant par des expériences les faits dont il est le témoin dans son quotidien, l'enfant découvre peu à peu les témoin dans son quotidien, l'enfant découvre peu à peu les mécanismes qui expliquent ces phénomènes, ce qui lui mécanismes qui expliquent ces phénomènes, ce qui lui permet de parvenir à mieux comprendre le monde qui permet de parvenir à mieux comprendre le monde qui l'entoure.l'entoure.Placer l'enfant au centre d'une démarche expérimentale Placer l'enfant au centre d'une démarche expérimentale vécue fait acquérir à l'enfant une démarche de chercheur vécue fait acquérir à l'enfant une démarche de chercheur utile dans tous les domaines. Il apprend à observer les utile dans tous les domaines. Il apprend à observer les phénomènes naturels tels les phénomènes célestes d'une phénomènes naturels tels les phénomènes célestes d'une manière scientifique. Il ne se contente plus de ce qu'il voit manière scientifique. Il ne se contente plus de ce qu'il voit mais essaie d'analyser le pourquoi et le comment des mais essaie d'analyser le pourquoi et le comment des "observables" se construisant ainsi des modèles qu'il pourra "observables" se construisant ainsi des modèles qu'il pourra réinvestir dans de nouvelles situations, et il nourrit en réinvestir dans de nouvelles situations, et il nourrit en même temps son esprit inventif. même temps son esprit inventif.

Articulation entre les différents objectifsArticulation entre les différents objectifs

En FrançaisEn Français""La science pour écrire et écrire pour la science" est l'objectif que nous La science pour écrire et écrire pour la science" est l'objectif que nous tenterons d'atteindre par le truchement d'expériences, de réalisations tenterons d'atteindre par le truchement d'expériences, de réalisations scientifiques, de manipulations, de maquettes à réaliser.scientifiques, de manipulations, de maquettes à réaliser.L'élève devra pouvoir décrire les expériences et les manipulations ainsi L'élève devra pouvoir décrire les expériences et les manipulations ainsi que la construction des maquettes dans différents types de texte : que la construction des maquettes dans différents types de texte : descriptif, prescriptif, injonctif, narratif... Il apprendra aussi à manier un descriptif, prescriptif, injonctif, narratif... Il apprendra aussi à manier un vocabulaire technique et scientifique spécifique, à l'employer à bon escient vocabulaire technique et scientifique spécifique, à l'employer à bon escient ; et à le faire partager par l'écrit, ainsi que ses découvertes, ses acquis, à ; et à le faire partager par l'écrit, ainsi que ses découvertes, ses acquis, à des lecteurs différents en utilisant des supports variés (compte-rendu des lecteurs différents en utilisant des supports variés (compte-rendu d'expérience, de visites, article de journaux, article scientifique, récit...)d'expérience, de visites, article de journaux, article scientifique, récit...)Ce projet est de trouver toutes les situations possibles pour amener Ce projet est de trouver toutes les situations possibles pour amener l'enfant à la lecture et à l'écriture.l'enfant à la lecture et à l'écriture.Cet objectif entre dans l'optique "l'enfant lecteur".Cet objectif entre dans l'optique "l'enfant lecteur".Dans le cadre de l'enfant producteur de textes, plusieurs supports sont Dans le cadre de l'enfant producteur de textes, plusieurs supports sont envisagés :envisagés :Enfants producteurs de textes scientifiques : Enfants producteurs de textes scientifiques : Un projet "nouvelle de science-fiction " : avec exploration d'un genre Un projet "nouvelle de science-fiction " : avec exploration d'un genre littéraire contemporain, apprécié des élèves, dans ses rapports avec la littéraire contemporain, apprécié des élèves, dans ses rapports avec la science et pour sa valeur intrinsèque, qui débouchera sur l'écriture d'une science et pour sa valeur intrinsèque, qui débouchera sur l'écriture d'une nouvelle. nouvelle. Enfants lecteurs et producteurs de texte en poésie, en découvrant que le Enfants lecteurs et producteurs de texte en poésie, en découvrant que le ciel et les astres ont été de tout temps une source d'inspiration, ils ciel et les astres ont été de tout temps une source d'inspiration, ils constitueront une anthologie de poèmes "astraux" et créeront leur propre constitueront une anthologie de poèmes "astraux" et créeront leur propre recueil de poèmes. recueil de poèmes.

Exemples:Exemples: Je me souviens de la soirée d’hier.Je me souviens de la soirée d’hier.

D’un bleu vaste et profond étaient les cieux,D’un bleu vaste et profond étaient les cieux,

Les feuilles frémissaient et les étoilesLes feuilles frémissaient et les étoiles

Nous regardaient dans les yeux, nous parlaient. Nous regardaient dans les yeux, nous parlaient.

Le crépuscule éclairait les lointains.Le crépuscule éclairait les lointains.

Très fort une fontaine étincelait,Très fort une fontaine étincelait,

La voie lactée voguait infinimentLa voie lactée voguait infiniment

Elle disait: « Regarde encore, encore ! »Elle disait: « Regarde encore, encore ! »

A.FètA.Fèt

Afin de saluer la terre spacieuse,Afin de saluer la terre spacieuse,

Et tous ces filateurs et toutes ces fileusesEt tous ces filateurs et toutes ces fileuses

Mêlant et démêlant l’écheveau de leur course,Mêlant et démêlant l’écheveau de leur course,

Et dans le sable d’or des vagues nébuleusesEt dans le sable d’or des vagues nébuleuses

Sept clous articulés découpaient la Grande Ourse.Sept clous articulés découpaient la Grande Ourse.

Charles Péguy.Charles Péguy.

J’aime une lune ardente et rouge comme l’orJ’aime une lune ardente et rouge comme l’or

Se levant dans la brume épaisse, ou bien encorSe levant dans la brume épaisse, ou bien encor

Blanche au bord d’un nuage sombre.Blanche au bord d’un nuage sombre.

Victor HugoVictor Hugo

A l’Est se lève d’abord une bande pâleA l’Est se lève d’abord une bande pâle

Du jaune citron à l’orangé puis au rose puis au Du jaune citron à l’orangé puis au rose puis au rouge.rouge.

Un nouveau coup de cymbales et le soleil se lèveUn nouveau coup de cymbales et le soleil se lève

Victoire ô lumière, le cœur de la nuit est percé !Victoire ô lumière, le cœur de la nuit est percé !

Maurice WeyerMaurice Weyer

En MathématiquesEn Mathématiques

Dans tous les domaines de l'astronomie, la Dans tous les domaines de l'astronomie, la référence aux mathématiques est référence aux mathématiques est constante que ce soit en arithmétique constante que ce soit en arithmétique (grands nombres, puissances, nombres (grands nombres, puissances, nombres décimaux...) ou en géométrie (cercle, décimaux...) ou en géométrie (cercle, diamètre, parallèles, perpendiculaires...)diamètre, parallèles, perpendiculaires...)

En Sciences et TechnologieEn Sciences et Technologie

Le programme de CM2 invite à Le programme de CM2 invite à l'exploitation de notre thème " l'exploitation de notre thème " l’astronomie ", ce qui ne nous fera pas l’astronomie ", ce qui ne nous fera pas négliger les autres facettes du négliger les autres facettes du programme.programme.

Les axes directeurs du moduleLes axes directeurs du moduleLe Soleil, une étoile parmi d'autres étoiles qui émet une lumière, Le Soleil, une étoile parmi d'autres étoiles qui émet une lumière, lumière indispensable à la vie sur Terre.lumière indispensable à la vie sur Terre.Sans cette lumière, pas de vision du monde qui nous entoure, pas Sans cette lumière, pas de vision du monde qui nous entoure, pas de vie. Toutes nos connaissances passent par la lumière.de vie. Toutes nos connaissances passent par la lumière.Mais qu'est-ce que la lumière? De quoi est-elle composée? D'où Mais qu'est-ce que la lumière? De quoi est-elle composée? D'où vient-elle? Comment nous parvient-elle ? Comment traverse-t-elle vient-elle? Comment nous parvient-elle ? Comment traverse-t-elle l'espace, le vide pour parvenir jusqu'à nous ?l'espace, le vide pour parvenir jusqu'à nous ?1) L'étude de l'astronomie par la théorie, au moyen des livres:1) L'étude de l'astronomie par la théorie, au moyen des livres:Histoire Histoire Système Solaire Système Solaire Constellations et légendes Constellations et légendes 2) L'étude de l'astronomie à l'aide d'expériences et d’observations 2) L'étude de l'astronomie à l'aide d'expériences et d’observations des phénomènes physiques et astro- physiquesdes phénomènes physiques et astro- physiquesLe Soleil Le Soleil La lumière La lumière Le système solaire Le système solaire Les constellations Les constellations L’orientation, les points cardinaux L’orientation, les points cardinaux

L'organisation L'organisation Une plage horaire est réservée chaque semaine afin que les enfants Une plage horaire est réservée chaque semaine afin que les enfants puissent puissent en manipulant, en construisant, en réalisanten manipulant, en construisant, en réalisant , appréhender , appréhender des phénomènes comme:des phénomènes comme:la réfraction la réfraction la réflexion la réflexion la spectrographie - les couleurs de la lumière la spectrographie - les couleurs de la lumière la diffusion de la lumière la diffusion de la lumière la perception lumineuse la perception lumineuse l'énergie de la lumière l'énergie de la lumière les éclipses les éclipses la chaleur la chaleur Un cahier d'expériencesUn cahier d'expériences est tenu. Les enfants y consignent leurs est tenu. Les enfants y consignent leurs hypothèses, leurs vérifications, leurs conclusions.hypothèses, leurs vérifications, leurs conclusions.Ils établissent une fiche prescriptive pour chaque expérience et rédigent Ils établissent une fiche prescriptive pour chaque expérience et rédigent une formule conclusive synthétique qui explique le phénomène qu’ils une formule conclusive synthétique qui explique le phénomène qu’ils étudient. Cette fiche sert d'évaluation du travail accompli.étudient. Cette fiche sert d'évaluation du travail accompli.Plusieurs cahiers de laboratoirePlusieurs cahiers de laboratoire sont tenus dans lesquels les enfants sont tenus dans lesquels les enfants notent les relevés effectués : les heures de lever ou de coucher du soleil, la notent les relevés effectués : les heures de lever ou de coucher du soleil, la hauteur du soleil, la longueur des ombres, les phases de la lune, sa hauteur du soleil, la longueur des ombres, les phases de la lune, sa position, sa forme, son orientation...position, sa forme, son orientation...Pour toute expérience de longue durée, les enfants y notent au jour le jour Pour toute expérience de longue durée, les enfants y notent au jour le jour leurs observations.leurs observations.Dans un monde où les sources d'informations sont multiples et Dans un monde où les sources d'informations sont multiples et attrayantes, apprendre à l'enfant à tenir le rôle de l'observateur, à vivre en attrayantes, apprendre à l'enfant à tenir le rôle de l'observateur, à vivre en temps réel un phénomène c'est lui apprendre à utiliser de façon rationnelle temps réel un phénomène c'est lui apprendre à utiliser de façon rationnelle les sources d'informations, qu'il sache où s'informer, comment s'informer; les sources d'informations, qu'il sache où s'informer, comment s'informer; qu'il développe un esprit critique envers les informations.qu'il développe un esprit critique envers les informations.

ASTRONOMIE: Une idée de progressionASTRONOMIE: Une idée de progression

Séance 1 Séance 1 : Prise de contact avec questionnement sur ce que : Prise de contact avec questionnement sur ce que savent les élèves.savent les élèves.

Séance 2Séance 2 : Comment repérer les étoiles dans le ciel ?  : Comment repérer les étoiles dans le ciel ? Comment repérer la position du soleil, de la lune ? La boussole et Comment repérer la position du soleil, de la lune ? La boussole et son usageson usage

Séance3Séance3 : Mouvement apparent du Soleil ; relevé de  : Mouvement apparent du Soleil ; relevé de l’ombre d’un gnomonl’ombre d’un gnomon

Séance 4 Séance 4 : Obtention des ombres d’un gnomon avec pour : Obtention des ombres d’un gnomon avec pour soleil une lampe torche. Préparation d’un cadran solaire soleil une lampe torche. Préparation d’un cadran solaire horizontal.horizontal.

Séance 5 Séance 5 : Rotation de la terre. Alternance de la nuit et du : Rotation de la terre. Alternance de la nuit et du jour.jour.Application : les fuseaux horaires avec exercice : quand il est midi Application : les fuseaux horaires avec exercice : quand il est midi à Paris quelle est l’heure à Sydney, à Pékin et à New York ?à Paris quelle est l’heure à Sydney, à Pékin et à New York ?

Séance 6 Séance 6 : Révolution de la terre autour du soleil : étude : Révolution de la terre autour du soleil : étude des saisonsdes saisonsApplication : choisir deux capitales dans les deux hémisphères Application : choisir deux capitales dans les deux hémisphères placées sur le même méridien (Le Cap et Varsovie)placées sur le même méridien (Le Cap et Varsovie)

Séance 7 Séance 7 : Etude du mouvement de la Lune autour de la : Etude du mouvement de la Lune autour de la Terre : étude des phases de la Lune.Terre : étude des phases de la Lune.

Séance 8 :Séance 8 : Construire un cadran solaire équatorial Construire un cadran solaire équatorialSéance 9Séance 9: Etude de la lunette astronomique et du : Etude de la lunette astronomique et du

télescope.télescope.

Séance n°1 : Prise de contact et questionnementSéance n°1 : Prise de contact et questionnement

Objectifs Objectifs : recueillir les conceptions et les connaissances initiales des élèves.: recueillir les conceptions et les connaissances initiales des élèves.Devant un sujet aussi vaste il faut canaliser et doucement orienter leurs Devant un sujet aussi vaste il faut canaliser et doucement orienter leurs questions vers l’étude des astres et tout particulièrement la Terre, la Lune et le questions vers l’étude des astres et tout particulièrement la Terre, la Lune et le Soleil.Soleil.Matériel Matériel : Par groupe de 3 ou 4.: Par groupe de 3 ou 4.Un globe terrestreUn globe terrestreUne lampe avec un papier calque, une boule blanche en polystyrène (balle de Une lampe avec un papier calque, une boule blanche en polystyrène (balle de tennis), une balle de ping-pong.tennis), une balle de ping-pong.Un pique à brochettesUn pique à brochettesUne orangeUne orangeUn cahier d’expériences.Un cahier d’expériences.Un dictionnaire.Un dictionnaire.Déroulement de la séance Déroulement de la séance ::

Avez-vous regardé le ciel la nuit ? Qu’avez-vous observé ?Avez-vous regardé le ciel la nuit ? Qu’avez-vous observé ?Le jour, que décrit le soleil dans le ciel ?Le jour, que décrit le soleil dans le ciel ?Savez-vous comment les astronautes voient la Terre ? Savez-vous comment les astronautes voient la Terre ?

Savez-vous ce qu’est : une étoile, un astre, un astéroïde, une planète ?Savez-vous ce qu’est : une étoile, un astre, un astéroïde, une planète ?La Terre est-elle immobile ? Que fait-elle ?La Terre est-elle immobile ? Que fait-elle ?Y a-t-il d’autres objets comme la Terre dans le ciel ?Y a-t-il d’autres objets comme la Terre dans le ciel ?Que savez-vous du système solaire ?Que savez-vous du système solaire ?

Demander à chaque élève de préparer un tableau avec 3 colonnes : exemple. Demander à chaque élève de préparer un tableau avec 3 colonnes : exemple.

Question Question Ce que je pense Ce que je pense CorrectionCorrection

Qu’avez-vous observé dans Qu’avez-vous observé dans le ciel le jour ?le ciel le jour ?

Qu’avez-vous observé dans Qu’avez-vous observé dans

le ciel la nuit ?le ciel la nuit ? Que savez-vous du système Que savez-vous du système solaire ?solaire ?

La terre est-elle immobile ?La terre est-elle immobile ?

Quelle trajectoire décrit le Quelle trajectoire décrit le

soleil dans une journée ?soleil dans une journée ?

Le but de ce questionnement est :de faire la distinction entre une planète et une étoile et ainsi de parler de la Terre et du

Soleil.D’aborder le système solaire : inviter les élèves à utiliser le dictionnaire à la maison et se

poser la question : pourquoi a-t-on nommer les planètes de cette façon ?

Présentation interactive :Présentation interactive : L’univers et le système solaire. L’univers et le système solaire.

Notre système solaire est né il y a 4,5 milliards d’années d’une nébuleuse Notre système solaire est né il y a 4,5 milliards d’années d’une nébuleuse où la matière se concentre. Sous l’effet de l’explosion d’une supernova, un où la matière se concentre. Sous l’effet de l’explosion d’une supernova, un disque très chaud tournant de plus en plus vite se mit à briller : le soleil. disque très chaud tournant de plus en plus vite se mit à briller : le soleil. Toute la matière (H 90%, He 10%, traces de métaux lourds, d’atomes : O, Toute la matière (H 90%, He 10%, traces de métaux lourds, d’atomes : O, C, N) n’a pas été utilisée pour former le soleil et ainsi ce reste de matière C, N) n’a pas été utilisée pour former le soleil et ainsi ce reste de matière se rencontrent, se concentrent, s’attirent pour former les planètes qui se rencontrent, se concentrent, s’attirent pour former les planètes qui entraînées dans un vaste tourbillon tournent toutes dans le même sens entraînées dans un vaste tourbillon tournent toutes dans le même sens autour du soleil.autour du soleil.Près du soleil où la température est élevée les atomes forment des Près du soleil où la température est élevée les atomes forment des molécules de gaz (H2O, CH4, NH3,…) qui ne peuvent être incorporées dans molécules de gaz (H2O, CH4, NH3,…) qui ne peuvent être incorporées dans les embryons planétaires qui ne contiennent que des éléments lourds tels les embryons planétaires qui ne contiennent que des éléments lourds tels que les silicates et les métaux. Les planètes ainsi formées sont denses et que les silicates et les métaux. Les planètes ainsi formées sont denses et possèdent une croûte solide : ce sont possèdent une croûte solide : ce sont les planètes telluriques les planètes telluriques (Mercure, Vénus, Terre, Mars).(Mercure, Vénus, Terre, Mars).A plus grande distance du soleil, la température décroît ; l’eau et les A plus grande distance du soleil, la température décroît ; l’eau et les molécules hydrogénées condensent sous forme de glaces qui alimentent molécules hydrogénées condensent sous forme de glaces qui alimentent de gros noyaux constitués d’hydrogène et d’hélium qui forment de gros noyaux constitués d’hydrogène et d’hélium qui forment les les planètes géantesplanètes géantes peu denses et très massives peu denses et très massives ( Jupiter, Saturne, ( Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune ) Uranus, Neptune ) Entre Mars et Jupiter une multitude de petites planètes : Entre Mars et Jupiter une multitude de petites planètes : les astéroïdesles astéroïdes..Notre système solaire fait partie de la galaxie (formée de milliards Notre système solaire fait partie de la galaxie (formée de milliards d’étoiles, de poussières appelées nébuleuses) : d’étoiles, de poussières appelées nébuleuses) : la Voie lactéela Voie lactée..

Le Soleil : diamètre 140000km (110 fois celui de la terre).Le Soleil : diamètre 140000km (110 fois celui de la terre).Le soleil brûle plusieurs tonnes de combustible par Le soleil brûle plusieurs tonnes de combustible par seconde. Il disparaîtra dans 5 milliards d’années, il seconde. Il disparaîtra dans 5 milliards d’années, il deviendra une géante rouge et il englobera les planètes deviendra une géante rouge et il englobera les planètes telluriques. Il deviendra ensuite une naine blanche puis une telluriques. Il deviendra ensuite une naine blanche puis une naine brune invisiblenaine brune invisible La Terre : diamètre équatorial : 12800 km, diamètre La Terre : diamètre équatorial : 12800 km, diamètre polaire : 12700 km ; distance au soleil : 150 millions de km.polaire : 12700 km ; distance au soleil : 150 millions de km.Planète : corps céleste non lumineux par lui-même qui Planète : corps céleste non lumineux par lui-même qui gravite autour d’une étoile.gravite autour d’une étoile.Astre : corps céleste naturelAstre : corps céleste naturelAstéroïde : petite planèteAstéroïde : petite planèteComète : astre du système solaire formé d’un noyau solide Comète : astre du système solaire formé d’un noyau solide rocheux et glacé.rocheux et glacé.Mercure : pas d’atmosphère (Mercure : pas d’atmosphère ( entre +400 et –170°C) entre +400 et –170°C)Vénus : CO2 Vénus : CO2  : 450 : 450Terre : O2, H2OTerre : O2, H2OMars : CO2, oxydes de ferMars : CO2, oxydes de ferJupiter : planète géante (H2, He )Jupiter : planète géante (H2, He )

Amusons-nous un peu! Amusons-nous un peu! Essayons d’imaginer notre système solaire à notre échelle Essayons d’imaginer notre système solaire à notre échelle en ramenant le soleil aux dimensions d’une orange de 10 en ramenant le soleil aux dimensions d’une orange de 10

cm de diamètrecm de diamètre..

Supposons que:Supposons que:Diamètre du soleil : 1500 000kmDiamètre du soleil : 1500 000kmDistance terre soleil : 150 000 000 kmDistance terre soleil : 150 000 000 kmDiamètre de la terre ≈15 000 km soit le Diamètre de la terre ≈15 000 km soit le 1/100 du diamètre du soleil1/100 du diamètre du soleilDistance Jupiter soleil : 750 000 000 km ≈ Distance Jupiter soleil : 750 000 000 km ≈ 5 fois la distance terre soleil5 fois la distance terre soleilDiamètre de Jupiter : 150 000km soit le Diamètre de Jupiter : 150 000km soit le 1/10 du diamètre du soleil1/10 du diamètre du soleilDistance Soleil Proxima du centaure (étoile Distance Soleil Proxima du centaure (étoile la plus proche du soleil): 270 000x 150 la plus proche du soleil): 270 000x 150 000 000 km000 000 km

Réponse:Réponse:En considérant le soleil comme une En considérant le soleil comme une

orange de 10 cm de diamètre, la orange de 10 cm de diamètre, la terre serait une tête d’épingle de terre serait une tête d’épingle de

1mm de diamètre à 10m de 1mm de diamètre à 10m de l’orange, Jupiter serait une bille de l’orange, Jupiter serait une bille de 1cm de diamètre à 50m de l’orange 1cm de diamètre à 50m de l’orange

et Proxima du centaure serait à et Proxima du centaure serait à 2700km de l’orange.2700km de l’orange.

Un vaisseau spatial qui irait de la terre à la lune en 1s Un vaisseau spatial qui irait de la terre à la lune en 1s ( c’est grossièrement la distance parcourue par la lumière ( c’est grossièrement la distance parcourue par la lumière en 1s) mettrait 8min pour aller jusqu’au soleil, 30min en 1s) mettrait 8min pour aller jusqu’au soleil, 30min jusqu’à Jupiter, 5h pour sortir du système solaire, 4,5 ans jusqu’à Jupiter, 5h pour sortir du système solaire, 4,5 ans pour atteindre l’étoile la plus proche: Proxima du Centaure, pour atteindre l’étoile la plus proche: Proxima du Centaure, et plus de 100000 ans pour traverser la galaxie.et plus de 100000 ans pour traverser la galaxie.

Séance n°2 : (2 séquences)Séance n°2 : (2 séquences)La Terre est un aimant. La boussole et son usage. Comment repérer les étoiles dans le La Terre est un aimant. La boussole et son usage. Comment repérer les étoiles dans le

ciel ? Comment repérer la position du soleil, de la lune ?ciel ? Comment repérer la position du soleil, de la lune ? Objectifs : La terre se comporte comme un aimant, d’où l’utilisation d’une boussole.Objectifs : La terre se comporte comme un aimant, d’où l’utilisation d’une boussole.La boussole : comment la construire ? Savoir s’en servir ? Repérage des points La boussole : comment la construire ? Savoir s’en servir ? Repérage des points cardinaux. Comment repérer la position d’un objet, d’un lieu, d’une étoile ….. ?cardinaux. Comment repérer la position d’un objet, d’un lieu, d’une étoile ….. ?Comment repérer la position d’un lieu sur le globe terrestre ? Notion de latitude et de Comment repérer la position d’un lieu sur le globe terrestre ? Notion de latitude et de longitude.longitude.Comment retrouver le sens de rotation de la Terre sur elle-même ?Comment retrouver le sens de rotation de la Terre sur elle-même ?Attention : Il ne faut pas regarder directement le soleil car les yeux peuvent subir des Attention : Il ne faut pas regarder directement le soleil car les yeux peuvent subir des lésions parfois graves.lésions parfois graves.Matériel :Matériel :Un aimant rectiligneUn aimant rectiligneUne aiguille ou un clouUne aiguille ou un clouUn bouchon en liègeUn bouchon en liègeUn récipient transparentUn récipient transparentUne boussole témoin.Une boussole témoin.Une orange pour la réalisation d’un planisphèreUne orange pour la réalisation d’un planisphèreGlobe terrestre, planisphèreGlobe terrestre, planisphèreDéroulement :Déroulement :

Manipulation : Réalisation d’une aiguille aimantée.Manipulation : Réalisation d’une aiguille aimantée.On met en contact l’aiguille avec l’aimant droit. Quand l’aiguille (ou un clou) est On met en contact l’aiguille avec l’aimant droit. Quand l’aiguille (ou un clou) est aimantée, on la place sur un bouchon en liège flottant sur l’eau. L’aiguille prend elle aimantée, on la place sur un bouchon en liège flottant sur l’eau. L’aiguille prend elle une direction privilégiée ?une direction privilégiée ?Placer la boussole témoin, la tourner, la changer de place….. . Placer la boussole témoin, la tourner, la changer de place….. . Conclusion : Il y a une direction privilégiée ? Elle indique le Nord magnétique qui est Conclusion : Il y a une direction privilégiée ? Elle indique le Nord magnétique qui est proche du Nord géographique.proche du Nord géographique.Définir les termes Nord, Sud, Ouest, Est.Définir les termes Nord, Sud, Ouest, Est.

Une boussole indique la direction du nord magnétique. Une boussole indique la direction du nord magnétique. C’est pratiquement celle du nord géographiqueC’est pratiquement celle du nord géographique

Il est possible de construire une rose des vents

(se trouve souvent au sommet du clocher de l’église).

Comment repérer un point sur le globe terrestre?- Construction des parallèles et des méridiens- Choix de deux repères- Utilisation d’un planisphère

Utilisation d’une orange pour réaliser

un planisphère

Travailler à partir de cartes sur lesquelles les élèves doivent repérer la position de différentes villes : Boulogne Sur Mer est au ….. de Paris, Marseille est au…..de Lille etc.

QuestionQuestion Ce que je sais Ce que je sais Correction Correction

Quelle est la forme de la Quelle est la forme de la Terre ?Terre ?

SphèreSphère

Que fait la terre autour de Que fait la terre autour de l’axe des pôles? l’axe des pôles?

Elle est en rotationElle est en rotation

Qu’est-ce que l’équateur ?Qu’est-ce que l’équateur ? Grand cercle de la sphère Grand cercle de la sphère terrestre dont le plan est terrestre dont le plan est perpendiculaire à la ligne perpendiculaire à la ligne des pôlesdes pôles

Méridien Méridien Demi cercle passant par les Demi cercle passant par les pôlespôles

Longitude Longitude Angle du plan méridien du Angle du plan méridien du lieu avec le méridien origine lieu avec le méridien origine de Greenwichde Greenwich

ParallèleParallèle

Latitude Latitude

Cercle imaginaire parallèle à Cercle imaginaire parallèle à l’équateur servant à mesurer l’équateur servant à mesurer la latitude du lieu.la latitude du lieu.

Angle que fait l’équateur et Angle que fait l’équateur et le plan parallèle passant par le plan parallèle passant par le lieu.le lieu.

Manipulation pour retrouver les parallèles et les méridiens :Sur une orange tournant autour d’un pique à brochettes, tracer l’équateur, le tropique du cancer, le tropique du capricorne et quelques méridiens. Puis retirer l’écorce de l’orange suivant ½ méridien et la plaquer sur la table. On obtient un planisphère

Séance n°3 :Séance n°3 :Mouvement apparent du Soleil ; relevé de l’ombre d’un Mouvement apparent du Soleil ; relevé de l’ombre d’un

gnomon.gnomon.

Objectif :Objectif : Repérer les ombres produites par le Soleil à l’aide d’un gnomon durant une journée ensoleillée. Repérer les ombres produites par le Soleil à l’aide d’un gnomon durant une journée ensoleillée.

Matériel :Matériel : Pour un groupe de 2 : une planche de bois (format A4) avec dessus une feuille A4 punaisée.Pour un groupe de 2 : une planche de bois (format A4) avec dessus une feuille A4 punaisée.Un pic à brochette (tige ou allumette) fixé au milieu d’un bord sur la longueur de la feuille et perpendiculaire à Un pic à brochette (tige ou allumette) fixé au milieu d’un bord sur la longueur de la feuille et perpendiculaire à la planche.la planche.Une boussole.Une boussole.Un niveau à bulle.Un niveau à bulle.Déroulement :Déroulement : Chaque groupe place la planche horizontalement sur le sol dans un endroit bien éclairé par le soleil durant toute Chaque groupe place la planche horizontalement sur le sol dans un endroit bien éclairé par le soleil durant toute la journée. Il repère la direction Sud Nord à l’aide de la boussole et oriente la planche de façon à ce que cette la journée. Il repère la direction Sud Nord à l’aide de la boussole et oriente la planche de façon à ce que cette direction privilégiée partage la feuille en deux parties égales.direction privilégiée partage la feuille en deux parties égales.La position de la planche doit rester fixe toute la journée.La position de la planche doit rester fixe toute la journée.Toutes les heures, les élèves relèvent les extrémités de l’ombre du gnomon à l’aide d’une croix au crayon de Toutes les heures, les élèves relèvent les extrémités de l’ombre du gnomon à l’aide d’une croix au crayon de bois et note l’heure solaire. Sur la feuille, on indique le matin, le midi et le soir.bois et note l’heure solaire. Sur la feuille, on indique le matin, le midi et le soir.A 16h, chaque groupe prend la feuille A4 et dessine proprement à l’aide d’une règle les ombres du gnomon. Ces A 16h, chaque groupe prend la feuille A4 et dessine proprement à l’aide d’une règle les ombres du gnomon. Ces ombres partent toutes d’un même point. Lequel ?ombres partent toutes d’un même point. Lequel ? Attention : Il ne faut pas regarder directement le soleil car les yeux peuvent subir des lésions parfois graves.Attention : Il ne faut pas regarder directement le soleil car les yeux peuvent subir des lésions parfois graves.Questionnement :Questionnement :

Dans quelle direction se trouve le Soleil à une heure donnée ? Exemple à 9h, à 12h, à 15h.Dans quelle direction se trouve le Soleil à une heure donnée ? Exemple à 9h, à 12h, à 15h.Le matin, le soleil se lève au Nord, au Sud, à l’Est, à l’Ouest ?Le matin, le soleil se lève au Nord, au Sud, à l’Est, à l’Ouest ?Le midi, le soleil se lève au Nord, au Sud, à l’Est, à l’Ouest ?Le midi, le soleil se lève au Nord, au Sud, à l’Est, à l’Ouest ?Le soir, le soleil se lève au Nord, au Sud, à l’Est, à l’Ouest ?Le soir, le soleil se lève au Nord, au Sud, à l’Est, à l’Ouest ?

Quelle course semble faire le Soleil dans le ciel ?Quelle course semble faire le Soleil dans le ciel ?A quel moment de la journée le soleil est-il le plus haut dans le ciel ?A quel moment de la journée le soleil est-il le plus haut dans le ciel ?La valeur de l’angle balayé par l’ombre du gnomon durant une heure, est-elle la même durant toute la journée ?La valeur de l’angle balayé par l’ombre du gnomon durant une heure, est-elle la même durant toute la journée ?Question :Question : Vous êtes seul et perdu dans le désert. Vous n’avez plus d’eau et vous savez qu’il y a un puits au Vous êtes seul et perdu dans le désert. Vous n’avez plus d’eau et vous savez qu’il y a un puits au Sud du lieu où vous vous trouvez à quelques km. En vous souvenant de ce que vous avez appris en classe, que Sud du lieu où vous vous trouvez à quelques km. En vous souvenant de ce que vous avez appris en classe, que faites-vous ? faites-vous ?

Le SOLEILLe SOLEIL Observation:Observation: Chaque matin, dans le référentiel terrestre, je vois le soleil se Chaque matin, dans le référentiel terrestre, je vois le soleil se lever à l’Est puis vers midi il se trouve le plus haut dans le ciel et il se couche lever à l’Est puis vers midi il se trouve le plus haut dans le ciel et il se couche le soir à l’Ouest après avoir décrit un arc de cercle dans le ciel. C’est un le soir à l’Ouest après avoir décrit un arc de cercle dans le ciel. C’est un mouvement apparent car en réalité c’est la Terre qui tourne autour du soleil mouvement apparent car en réalité c’est la Terre qui tourne autour du soleil qui est fixe.qui est fixe.Comment repérer la position du Soleil sur la sphère céleste pour un terrien ? Comment repérer la position du Soleil sur la sphère céleste pour un terrien ?

Il faut connaître la latitude du lieu : exemple La capelle λ = 50°Il faut connaître la latitude du lieu : exemple La capelle λ = 50°

(

Séance n°4 :Séance n°4 :Obtention avec une lampe torche des ombres observées au Soleil.Obtention avec une lampe torche des ombres observées au Soleil.Application :Application : construction d’un cadran solaire horizontal : avantages et construction d’un cadran solaire horizontal : avantages et inconvénients.inconvénients.

Objectif Objectif : Permettre à n’importe quel moment de l’année, dans la classe, : Permettre à n’importe quel moment de l’année, dans la classe, quel que soit le temps, de réinvestir ce qui a été découvert dans la séance quel que soit le temps, de réinvestir ce qui a été découvert dans la séance 3 et de reconstituer le déplacement apparent du soleil pour enfin aborder 3 et de reconstituer le déplacement apparent du soleil pour enfin aborder la notion de cadran solaire.la notion de cadran solaire.Matériel :Matériel :Pour 2 élèves : Pour 2 élèves : une planche en bois (format A4)une planche en bois (format A4)un pic ou une allumette ou autre…un pic ou une allumette ou autre…une feuille A4une feuille A4une lampe torcheune lampe torcheune boussoleune boussoleDéroulement :Déroulement :Savoir placer la planche horizontalement dans la direction Sud-Nord.Savoir placer la planche horizontalement dans la direction Sud-Nord.Retrouver et déplacer la lampe en suivant approximativement le Retrouver et déplacer la lampe en suivant approximativement le mouvement apparent circulaire du soleil dans le ciel.mouvement apparent circulaire du soleil dans le ciel.

Application :Application : le cadran solaire horizontal. le cadran solaire horizontal.

Supposez que vous observiez tous les jours le soleil se lever et se coucher. En utilisant Supposez que vous observiez tous les jours le soleil se lever et se coucher. En utilisant des repères sur l'horizon, arbres, maisons, etc., vous vous rendez rapidement compte des repères sur l'horizon, arbres, maisons, etc., vous vous rendez rapidement compte

que les points où le soleil se lève et se couche ne sont pas toujours identiques, mais se que les points où le soleil se lève et se couche ne sont pas toujours identiques, mais se décalent d'une semaine à l'autre. Mais, la direction du décalent d'une semaine à l'autre. Mais, la direction du SudSud, celle où le soleil est "le plus , celle où le soleil est "le plus

haut" au-dessus de l'horizon, haut" au-dessus de l'horizon, ne change pasne change pas, ni par conséquent celle du , ni par conséquent celle du NordNord, où , où l'ombre est toujours la plus courte de la journée. Puisque ces directions sont fixes, elles l'ombre est toujours la plus courte de la journée. Puisque ces directions sont fixes, elles sont plus faciles à repérer que l'Est et l'Ouest "vrais", qui leur sont sont plus faciles à repérer que l'Est et l'Ouest "vrais", qui leur sont perpendiculairesperpendiculaires. Ce . Ce n'est que n'est que deux fois par andeux fois par an que le lever ou le coucher du soleil est exactement dans ces que le lever ou le coucher du soleil est exactement dans ces directions, mais elles aident à mesurer et comprendre ce qui se produit dans le reste de directions, mais elles aident à mesurer et comprendre ce qui se produit dans le reste de

l'année.l'année.

  A midi, le soleil est au sud,les ombres se dirigent vers le nord.

A midi, le Soleil est au Sud, l’ombre est dirigée vers le Nord.La perpendiculaire au plan décrit par le Soleil passe par l’étoile polaire.

NORD

OUEST

Soleil l’après-midi

lEST

SUD

Soleil le matin

Soleil à midi

Sol horizontal

Courbe décrite par l’extrémité de l’ombre du bâton.

Remarque:

Aux équinoxes, l’extrémité de l’ombre du bâton se déplace sur une droite et le soleil se lève exactement à l’est et se couche exactement à l’ouest. Il y a égalité de la durée du jour et de celle de la nuit.

Séance n°5 :Séance n°5 : La rotation de la Terre. Alternance du jour et de la nuit. La rotation de la Terre. Alternance du jour et de la nuit.

Objectif :Objectif :Modéliser la rotation de la terre éclairée par une lampe et observer les Modéliser la rotation de la terre éclairée par une lampe et observer les parties éclairées et sombres.parties éclairées et sombres. Matériel : Un globe terrestreMatériel : Un globe terrestrePour 2 élèves :Pour 2 élèves :une balle de tennis piqué par un pic à brochette ou une orangeune balle de tennis piqué par un pic à brochette ou une orange3 punaises chat3 punaises chatune lampe torcheune lampe torche Déroulement :Déroulement :Chaque groupe doit éclairer la balle dans une salle où l’on fait le noir. Sur Chaque groupe doit éclairer la balle dans une salle où l’on fait le noir. Sur la balle, on place la punaise chat qui joue le rôle d’un être humain. Placer la balle, on place la punaise chat qui joue le rôle d’un être humain. Placer la lampe sur la table et déplacer la balle de tennis ou l’orange sur la tablela lampe sur la table et déplacer la balle de tennis ou l’orange sur la tableOn repère sur la balle le pôle Nord et le pôle Sud.On repère sur la balle le pôle Nord et le pôle Sud.Le maître observe et note les différentes méthodes utilisées par les Le maître observe et note les différentes méthodes utilisées par les élèves.élèves.Certains réinvestissent ce qui a été vu précédemment en maintenant la Certains réinvestissent ce qui a été vu précédemment en maintenant la balle fixe et en faisant tourner le Soleil (Ptolémée : IIème siècle après J.C.)balle fixe et en faisant tourner le Soleil (Ptolémée : IIème siècle après J.C.)D’autres maintiennent la lampe fixe et font tourner la Terre (Copernic : D’autres maintiennent la lampe fixe et font tourner la Terre (Copernic : 1543)1543)

Pourquoi et comment repérer l’étoile Pourquoi et comment repérer l’étoile polaire ? polaire ? L’axe des pôles passe très L’axe des pôles passe très près de l’étoile polaire.près de l’étoile polaire.

Recherche du sens de rotation de la terre:Recherche du sens de rotation de la terre:

Sachant que le soleil se lève chaque matin à Sachant que le soleil se lève chaque matin à l’Est pour se coucher à l’Ouest, comment l’Est pour se coucher à l’Ouest, comment retrouver le sens de rotation de la terre autour retrouver le sens de rotation de la terre autour de son axe ?de son axe ?

Construction du personnage avec les bras Construction du personnage avec les bras tendus.tendus.

Expérience :

Questions : Observe-t-on toujours une alternance du jour et de la Questions : Observe-t-on toujours une alternance du jour et de la nuit ?nuit ?Quel est le(s) groupe(s) qui a toujours observé la même partie de Quel est le(s) groupe(s) qui a toujours observé la même partie de la balle éclairée. Pourquoi ?la balle éclairée. Pourquoi ?Quel est le(s) groupe (s) qui en maintenant la lampe et l’axe de la Quel est le(s) groupe (s) qui en maintenant la lampe et l’axe de la balle fixes a obtenu l’alternance du jour et de la nuit ? Que faut-il balle fixes a obtenu l’alternance du jour et de la nuit ? Que faut-il faire avec la balle, faut-il garder la balle immobile ?faire avec la balle, faut-il garder la balle immobile ?On invite les élèves à placer 3 punaises à 3 endroits différents. On invite les élèves à placer 3 punaises à 3 endroits différents. Chaque groupe doit alors vérifier qu’il faut que la terre tourne sur Chaque groupe doit alors vérifier qu’il faut que la terre tourne sur elle-même pour montrer le décalage horaire elle-même pour montrer le décalage horaire Une conclusion générale est indispensable :Une conclusion générale est indispensable :Pour obtenir l’alternance des jours et des nuits, il faut :Pour obtenir l’alternance des jours et des nuits, il faut :– que le soleil et la terre soient immobiles mais que la terre que le soleil et la terre soient immobiles mais que la terre

tourne sur elle autour de l’axe des pôles. tourne sur elle autour de l’axe des pôles. Sachant maintenant que la Terre tourne sur elle-même en 24h, il Sachant maintenant que la Terre tourne sur elle-même en 24h, il est possible en piquant les 3 punaises (l’une dans l’hémisphère est possible en piquant les 3 punaises (l’une dans l’hémisphère nord, l’autre dans le sud, la 3ème sur l’équateur) de montrer que:nord, l’autre dans le sud, la 3ème sur l’équateur) de montrer que:le soleil se lève à l’est et se couche à l’ouestle soleil se lève à l’est et se couche à l’ouestà un instant donné, le soleil peut être vu sous 3 angles différents.à un instant donné, le soleil peut être vu sous 3 angles différents.il y a un décalage horaire : ce qui est une conséquence de la il y a un décalage horaire : ce qui est une conséquence de la rotation de la Terre sur elle-mêmerotation de la Terre sur elle-même..

Dans l’hémisphère Nord, comment se présente la Terre par rapport au Dans l’hémisphère Nord, comment se présente la Terre par rapport au soleil ?soleil ?Au solstice d’été : le 21 juin. Observation dans un repère héliocentrique :Au solstice d’été : le 21 juin. Observation dans un repère héliocentrique :Le plan de l’équateur fait avec le plan de l’écliptique un angle de 23°30Le plan de l’équateur fait avec le plan de l’écliptique un angle de 23°30

Conseil :Conseil :Le maître, à l’aide du globe terrestre, reprend toutes les notions vues Le maître, à l’aide du globe terrestre, reprend toutes les notions vues durant cette importante séance. Il peut montrer que lorsqu’il est midi durant cette importante séance. Il peut montrer que lorsqu’il est midi

(heure solaire) à Boulogne Sur Mer, Washington est dans la nuit et va (heure solaire) à Boulogne Sur Mer, Washington est dans la nuit et va se lever alors que Pékin entre dans la nuit.se lever alors que Pékin entre dans la nuit.

Séance n°6 :Séance n°6 :Révolution de la terre autour du soleil : étude des saisonsRévolution de la terre autour du soleil : étude des saisons

Objectif : Objectif : Aborder la notion de mouvement apparent d’un Aborder la notion de mouvement apparent d’un objet et faire constater que le mouvement objet et faire constater que le mouvement dépend de la position de l’observateur. Adopter le dépend de la position de l’observateur. Adopter le modèle héliocentrique.modèle héliocentrique.Montrer que les saisons sont dues au fait que la Montrer que les saisons sont dues au fait que la terre tourne autour du soleil et que l’axe de terre tourne autour du soleil et que l’axe de rotation de la terre est incliné.rotation de la terre est incliné.

Le mouvement que la Terre effectue autour du soleil s'appelle la révolution de la Terre. La Terre met 365 jours 1/4 pour faire le tour du soleil. La Terre tourne autour du soleil en formant presque qu’un cercle de 150 millions de km

Dans l’hémisphère Nord, comment se présente la Terre par rapport au Dans l’hémisphère Nord, comment se présente la Terre par rapport au soleil ?soleil ?Au solstice d’été : le 21 juin. Observation dans un repère héliocentrique :Au solstice d’été : le 21 juin. Observation dans un repère héliocentrique :Le plan de l’équateur fait avec le plan de l’écliptique un angle de 23°30Le plan de l’équateur fait avec le plan de l’écliptique un angle de 23°30

Le Soleil fait un angle de 23°30 au-dessus du plan décrit par A tournant autour de l’axe des pôles au Le Soleil fait un angle de 23°30 au-dessus du plan décrit par A tournant autour de l’axe des pôles au solstice d’été solstice d’été On constate, d’une part que les jours sont plus longs que les nuits en été, d’autre part, à midi au point On constate, d’une part que les jours sont plus longs que les nuits en été, d’autre part, à midi au point A les rayons du soleil sont beaucoup plus proches de la verticale passant par A en été qu’en hiver. A les rayons du soleil sont beaucoup plus proches de la verticale passant par A en été qu’en hiver. Ainsi le soleil semble « passer » beaucoup plus haut dans le ciel pour un observateur terrestre en été.Ainsi le soleil semble « passer » beaucoup plus haut dans le ciel pour un observateur terrestre en été.Au tropique du Cancer, le soleil est au zénith à midi au solstice d’été.Au tropique du Cancer, le soleil est au zénith à midi au solstice d’été.

En hiver, les nuits sont plus longues que les jours en A.En hiver, les nuits sont plus longues que les jours en A.

Au solstice d’hiverAu solstice d’hiver

Séance 7 Séance 7  Etude Etude du mouvement de la Lune autour de la Terre : étude des phases de la du mouvement de la Lune autour de la Terre : étude des phases de la

Lune.Lune.Objectif :Objectif :

Modéliser le système Soleil-Terre-LuneModéliser le système Soleil-Terre-Lune

Expliquer que la Lune est un satellite de la Terre.Expliquer que la Lune est un satellite de la Terre.

Savoir comment obtenir une ombre.Savoir comment obtenir une ombre.

Reconnaître les différentes phases de la LuneReconnaître les différentes phases de la Lune

Matériel :Matériel :

Pour 2 élèves :Pour 2 élèves :

Deux balles blanches de diamètre (Terre et Lune) différent montées sur un supportDeux balles blanches de diamètre (Terre et Lune) différent montées sur un support

Lampe torche Lampe torche

Manipulation: Travailler sur une feuille cartonnée rectangulaire .On place la lune sur sa trajectoire en 8 points en tournant autour de la terre en sens contraire des aiguilles d’une montre.On éclaire l’ensemble par une source étendue. On place la lune en un point : exemple en 8, l’hémisphère blanc face au soleil. On place l’œil diamétralement opposé en 4 et on observe l’aspect de la lune suivant la direction Terre Lune.On observe en 8 un croissant.

position 1 2 3 4 5 6 7 8

Aspect de la Lune

Séance 8Séance 8   Construire un cadran solaire équatorial Construire un cadran solaire équatorial

Du gnomon au cadran solaire.Du gnomon au cadran solaire.

Historique :Historique :L’homme , depuis l’Antiquité , observant l’alternance régulière des jours et L’homme , depuis l’Antiquité , observant l’alternance régulière des jours et

des nuits , voulut mesurer le temps. Très vite il s’aperçut qu’un bâton planté dans le des nuits , voulut mesurer le temps. Très vite il s’aperçut qu’un bâton planté dans le sol, appelé gnomon, sous l’action du soleil, projetait une ombre sur le sol . Comme il sol, appelé gnomon, sous l’action du soleil, projetait une ombre sur le sol . Comme il vivait toujours dehors , il remarqua que chaque matin l’ombre était toujours dirigée vivait toujours dehors , il remarqua que chaque matin l’ombre était toujours dirigée vers la même direction , de même que celle du soir. Il observa que cette ombre se vers la même direction , de même que celle du soir. Il observa que cette ombre se déplaçait comme se déplaçait le soleil dans le ciel . Ainsi chaque fois que le soleil était déplaçait comme se déplaçait le soleil dans le ciel . Ainsi chaque fois que le soleil était le plus haut dans le ciel , l’ombre prenait toujours la même direction et sa longueur le plus haut dans le ciel , l’ombre prenait toujours la même direction et sa longueur était la plus petite de la journée.était la plus petite de la journée.

C’est alors qu’il se mit à construire des Menhirs dont les vestiges peuvent C’est alors qu’il se mit à construire des Menhirs dont les vestiges peuvent être vus en Bretagne . Les égyptiens construisirent de gigantesques gnomons appelés être vus en Bretagne . Les égyptiens construisirent de gigantesques gnomons appelés obélisques. Sachez que celui placé à la Concorde à Paris provient de Thèbes.obélisques. Sachez que celui placé à la Concorde à Paris provient de Thèbes.

Malheureusement le gnomon est une horloge imprécise et nos ancêtres Malheureusement le gnomon est une horloge imprécise et nos ancêtres inventèrent le cadran solaire qui permit de diviser une journée en 24 heures. Ainsi , il inventèrent le cadran solaire qui permit de diviser une journée en 24 heures. Ainsi , il était alors possible de communiquer et de se rencontrer en se fixant une heure était alors possible de communiquer et de se rencontrer en se fixant une heure « précise » . Au XIXème siècle , les bergers se déplaçaient avec leurs troupeaux dans « précise » . Au XIXème siècle , les bergers se déplaçaient avec leurs troupeaux dans les champs avec leur cadran solaire . Il existe différents cadrans solaires qui sont de les champs avec leur cadran solaire . Il existe différents cadrans solaires qui sont de véritables œuvres d’art et que l’on trouve surtout dans le sud de la France. Les véritables œuvres d’art et que l’on trouve surtout dans le sud de la France. Les premiers cadrans solaires furent trouvés en Egypte vers 800 ans avant Jésus-Christ.premiers cadrans solaires furent trouvés en Egypte vers 800 ans avant Jésus-Christ.

Puis l’homme maîtrisa de mieux en mieux les techniques permettant le Puis l’homme maîtrisa de mieux en mieux les techniques permettant le déplacement d’une aiguille indiquant l’heure grâce aux oscillations d’un pendule . Au déplacement d’une aiguille indiquant l’heure grâce aux oscillations d’un pendule . Au XVIIème siècle apparurent les premières horloges à pendules puis les montres avec XVIIème siècle apparurent les premières horloges à pendules puis les montres avec aiguilles et ressorts.aiguilles et ressorts.

En 1929, la première horloge à quartz fut construite . En 1948 , la première En 1929, la première horloge à quartz fut construite . En 1948 , la première horloge atomique est créée . Ainsi , vous avez maintenant des montres munies de horloge atomique est créée . Ainsi , vous avez maintenant des montres munies de chronomètres capables de donner l’heure au centième ( voire millième) de seconde. chronomètres capables de donner l’heure au centième ( voire millième) de seconde.

Rappel: le gnomonRappel: le gnomon

Questionnement:

Comment trouver la direction sud nord?

Où est l’ombre quand le soleil se lève? Se couche?

En une heure, l’ombre balaie-t-elle toujours le même angle?

Peut-il servir d’horloge? Pourquoi?

Ce que nous savons:

La Terre autour de l’axe des pôles en 24h.

Travail à faire en classe:

Tracer un cercle de centre O et de 5 cm de rayon . Tracer un diamètre horizontal et un diamètre vertical .

Questions: Le cercle est partagé en combien de secteurs égaux?

Mesurer la valeur angulaire de chaque secteur.

Quelle est la valeur angulaire du cercle?

De quel angle tourne la terre en une heure?

Le cadran solaire équatorial :Le cadran solaire équatorial :Préparer sur une feuille de 4cm de côté un tracé de 24 angles de Préparer sur une feuille de 4cm de côté un tracé de 24 angles de 15° bien centré au centre de la feuille. Noter les heures de 0 à 15° bien centré au centre de la feuille. Noter les heures de 0 à 24h. On notera que 0 et 24h sont confondues. Pourquoi ?24h. On notera que 0 et 24h sont confondues. Pourquoi ?

Photocopier.Photocopier.

Sur une grande feuille tracer un cercle assez grand de centre O : ce cercle représente la terre.

Tracer le diamètre QR représentant l’équateur puis l’axe des pôles SN en indiquant le pôle Sud et le pôle Nord .

Tracer un rayon ( OC) faisant un angle de 50° par rapport à l’équateur ( c’est la latitude de La Capelle) et noter la position de La Capelle ( point C).

Tracer un segment perpendiculaire à l’axe des pôles au pôle Nord passant par le point N ( segment AB)

Tracer un segment EF perpendiculaire au rayon OCTracer un segment EG faisant un angle de 40° par rapport à EF

Il faut donc fabriquer un gnomon parallèle à l’axe des pôles :Il faut donc fabriquer un gnomon parallèle à l’axe des pôles :le cadran équatorial car son plan est parallèle à l’Equateur.le cadran équatorial car son plan est parallèle à l’Equateur.

Objectifs :Suivre la rotation de l’ombre d’un gnomon durant une

journée.Vérifier si l’angle de rotation durant une même durée (durant

une heure solaire) reste identique ou varie .Utiliser le cadran solaire équatorial pour repérer l’heure

solaire avec une bonne approximation.

Séance 9: Etude de la lunette astronomique et du télescope.Séance 9: Etude de la lunette astronomique et du télescope.

A) Texte :A) Texte :

Né à Pise en 1564, Galileo Galilei est le fils d’un musicien et compositeur Né à Pise en 1564, Galileo Galilei est le fils d’un musicien et compositeur florentin. Galilée étudie les mouvements et décrit la chute des corps. En florentin. Galilée étudie les mouvements et décrit la chute des corps. En mai 1609, Galilée entreprend la construction d’une lunette afin de mai 1609, Galilée entreprend la construction d’une lunette afin de mener ses propres expériences. Cet instrument lui permettra aussi de mener ses propres expériences. Cet instrument lui permettra aussi de gagner l’argent dont il manque cruellement. Il fabrique lui-même les gagner l’argent dont il manque cruellement. Il fabrique lui-même les lentilles et obtient une lunette grossissant six fois sans déformation de lentilles et obtient une lunette grossissant six fois sans déformation de l’image. Fort de ce premier succès, il réalise une nouvelle lunette d’un l’image. Fort de ce premier succès, il réalise une nouvelle lunette d’un grossissement de neuf. Le mérite de Galilée fut de braquer sa lunette, grossissement de neuf. Le mérite de Galilée fut de braquer sa lunette, non pas vers la Terre, mais vers le ciel. Au début de l’année 1610, non pas vers la Terre, mais vers le ciel. Au début de l’année 1610, Galilée observe le ciel avec sa dernière lunette. En pointant l’instrument Galilée observe le ciel avec sa dernière lunette. En pointant l’instrument sur Jupiter, il découvre trois puis quatre étoiles alignées autour de la sur Jupiter, il découvre trois puis quatre étoiles alignées autour de la planète. Il trouve rapidement l’explication : Jupiter possède des planète. Il trouve rapidement l’explication : Jupiter possède des satellites. C’est à cette période que satellites. C’est à cette période que Galilée publie ses premiers Galilée publie ses premiers résultats dans un ouvrage rédigé en latin : résultats dans un ouvrage rédigé en latin : Le Messager des Le Messager des étoilesétoiles.. Il y expose ses observations de la Lune, qui n’est pas une Il y expose ses observations de la Lune, qui n’est pas une sphère parfaite mais se révèle montagneuse et accidentée. Il y donne sphère parfaite mais se révèle montagneuse et accidentée. Il y donne également une explication de la "lumière cendrée" qui n’est autre que également une explication de la "lumière cendrée" qui n’est autre que la réflexion sur la terre de la lumière solaire : on appelle cela le « clair la réflexion sur la terre de la lumière solaire : on appelle cela le « clair de terre ». 1610 est une année faste pour Galilée. Il est au faîte de sa de terre ». 1610 est une année faste pour Galilée. Il est au faîte de sa gloire et reçoit l’appui d’astronomes illustres comme gloire et reçoit l’appui d’astronomes illustres comme KeplerKepler. En pointant . En pointant sa lunette sur Vénus, il observe des phases, comme celles de la Lune, et sa lunette sur Vénus, il observe des phases, comme celles de la Lune, et des variations de sa taille apparente. Pour lui, cela ne fait aucun doute : des variations de sa taille apparente. Pour lui, cela ne fait aucun doute : la planète tourne autour du Soleil et se déplace par rapport à la la planète tourne autour du Soleil et se déplace par rapport à la Terre. *Clair de Terre : éclairement de la Lune par la lumière du Soleil Terre. *Clair de Terre : éclairement de la Lune par la lumière du Soleil renvoyée par la Terre.renvoyée par la Terre.

Questions :Questions :Qu’a construit Galilée ?Qu’a construit Galilée ?Vers quelle partie de l’univers a-t-il braqué sa lunette ?Vers quelle partie de l’univers a-t-il braqué sa lunette ?Qu’a-t-il découvert autour de Jupiter ?Qu’a-t-il découvert autour de Jupiter ?Galilée a observé une autre planète : laquelle ?Galilée a observé une autre planète : laquelle ?Qu’a-t-il observé sur la Lune ?Qu’a-t-il observé sur la Lune ?

B) Construction d’une lunette de B) Construction d’une lunette de Galilée :Galilée :

C) Construction d’une lunette C) Construction d’une lunette astronomique :astronomique :

La lunette astronomiqueLa lunette astronomiqueElle est utilisée pour l’observation d’objets très lointains comme les astres.Elle est utilisée pour l’observation d’objets très lointains comme les astres.

Elle se compose de deux lentilles convergentes : l’objectif et l’oculaire.Elle se compose de deux lentilles convergentes : l’objectif et l’oculaire.

L’objectif est une lentille convergente de grande distance focale: f’1L’objectif est une lentille convergente de grande distance focale: f’1

L’oculaire est une lentille convergente de faible distance focale: f’2L’oculaire est une lentille convergente de faible distance focale: f’2

Le grossissement vaut: G = - f’1/f’2Le grossissement vaut: G = - f’1/f’2

Le télescopeLe télescope

En 1609, Galilée effectua ses premières observations à l’aide d’une lunette En 1609, Galilée effectua ses premières observations à l’aide d’une lunette comportant une lunette convergente et une lunette divergente. Cependant les comportant une lunette convergente et une lunette divergente. Cependant les images étaient perturbées par les irisations produites par l’objectif. Newton eut images étaient perturbées par les irisations produites par l’objectif. Newton eut alors l’idée géniale de remplacer les lentilles par des miroirs concaves qui ont la alors l’idée géniale de remplacer les lentilles par des miroirs concaves qui ont la propriété d’envoyer tous les rayons lumineux en un point appelé foyer du miroir: le propriété d’envoyer tous les rayons lumineux en un point appelé foyer du miroir: le télescope est né. Mais le problème du télescope est que l’image se forme devant le télescope est né. Mais le problème du télescope est que l’image se forme devant le miroir. Il faudrait mettre l’œil devant le tube pour voir cette image , ce qui miroir. Il faudrait mettre l’œil devant le tube pour voir cette image , ce qui empêcherait la lumière de pénétrer dans le tube. Autre idée géniale, Newton empêcherait la lumière de pénétrer dans le tube. Autre idée géniale, Newton renvoie la lumière non pas vers l’arrière mais sur le côté en plaçant un petit miroir renvoie la lumière non pas vers l’arrière mais sur le côté en plaçant un petit miroir incliné à 45° sur l’axe du tube. Ainsi fut conçu le premier télescope à miroirs de incliné à 45° sur l’axe du tube. Ainsi fut conçu le premier télescope à miroirs de Newton dont il présenta un prototype en 1672 et en fit don à la Royal Society de Newton dont il présenta un prototype en 1672 et en fit don à la Royal Society de Londres.Londres.

La lumière arrive parallèlement à l’axe du tube et frappe un miroir concave sur lequel elle se réfléchit . Elle arrive sur un miroir plan incliné de 45° qui la revoie sur un oculaire placé sur le côté du tube.

Agathe et Mathéo visitent le ciel.Agathe et Mathéo visitent le ciel.

Agathe et Mathéo ont suivi, l’an dernier, l’émission Agathe et Mathéo ont suivi, l’an dernier, l’émission télévisée: « La nuit des étoiles » animée par deux astrophysiciens télévisée: « La nuit des étoiles » animée par deux astrophysiciens Hubert Reeves et André Brahic. Bien que n’ayant pas tout Hubert Reeves et André Brahic. Bien que n’ayant pas tout compris, ils ont gardé un merveilleux souvenir de cette émission compris, ils ont gardé un merveilleux souvenir de cette émission car ils ont pu côtoyer les étoiles, les planètes et jouer avec le car ils ont pu côtoyer les étoiles, les planètes et jouer avec le soleil. Il y a six mois, leur maîtresse leur annonçait la venue du soleil. Il y a six mois, leur maîtresse leur annonçait la venue du professeur qui les avait fait rêver : André Brahic. Ils purent ainsi lui professeur qui les avait fait rêver : André Brahic. Ils purent ainsi lui poser toutes les questions tel que: « Y a-t-il des martiens sur poser toutes les questions tel que: « Y a-t-il des martiens sur Mars ? Comment est né notre système solaire? Est-ce le Soleil qui Mars ? Comment est né notre système solaire? Est-ce le Soleil qui tourne autour de la Terre ? Est-ce la Terre qui tourne autour du tourne autour de la Terre ? Est-ce la Terre qui tourne autour du Soleil ?… » . De plus Monsieur Brahic, avec son ordinateur, a Soleil ?… » . De plus Monsieur Brahic, avec son ordinateur, a permis à Agathe et Mathéo de suivre les deux véhicules, nommés permis à Agathe et Mathéo de suivre les deux véhicules, nommés Spirit et Opportunity, qui se déplacent sur Mars, au milieu Spirit et Opportunity, qui se déplacent sur Mars, au milieu d’immenses cratères. Jamais ils n’oublieront cette journée.d’immenses cratères. Jamais ils n’oublieront cette journée.

Respectant les conseils de Monsieur Brahic, ils emmenèrent Respectant les conseils de Monsieur Brahic, ils emmenèrent leur grand frère Julien et leurs parents à la campagne loin du bruit leur grand frère Julien et leurs parents à la campagne loin du bruit et des lumières de la ville pour observer le ciel par une belle nuit et des lumières de la ville pour observer le ciel par une belle nuit d’été.d’été.

Quelques documents scientifiques

Agathe: Quand nous sommes arrivés à la campagne, il faisait très noir et ce n’est qu’au bout d’une dizaine de minutes que le ciel est apparu dans toute sa beauté. Tu voulais tout de suite prendre les jumelles et moi l’appareil muni d’un long tube reposant sur un trépied. Mais nos parents nous ont demandé de prendre notre temps et d’observer, allongés sur un sac de couchage, le ciel à l’œil nu.

Mathéo : Le ciel était rempli de points lumineux, certains scintillaient.

Agathe : J’ai vu deux points lumineux un peu plus gros : l’un brillait très fort et l’autre était légèrement rouge. Ils ont lentement bougé dans le ciel au milieu des autres points qui semblaient immobiles durant nos deux heures d’observation.

Mathéo : Monsieur Brahic nous a dit que l’étoile du berger était le point lumineux que l’on peut voir le matin au lever du soleil et le soir à son coucher, point lumineux plus gros que ceux qui scintillent. Il ne faut surtout pas confondre l’étoile du berger avec l’étoile polaire.

Agathe : La petite boule rouge dans le ciel est appelée Mars car son sol a la couleur rouille de l’oxyde de fer. Mais l’étoile du berger n’est pas une étoile : elle s’appelle Vénus et c’est une planète. Par contre l’étoile polaire est une des étoiles la plus brillante dans le ciel et c’est cette étoile que les bergers, les paysans et les marins repéraient pour pouvoir s’orienter et pour retrouver les 4 points cardinaux.

Mathéo : Mais d’où viennent ces noms donnés aux planètes? Agathe : Je regarderai dans le dictionnaire. Je sais cependant

que la plus grosse planète du système solaire a pour nom Jupiter. Dans la mythologie grecque, Jupiter s’appelait Zeus. C’était le maître du ciel et de tous les dieux.

Mathéo : Rappelle toi, brusquement nous avons vu des centaines de petites étoiles traverser le ciel et Julien nous a dit que c’était des étoiles filantes puis de temps en temps une lumière clignotante se déplaçait lentement dans le ciel.

Agathe : Sache que l’étoile filante n’est pas une étoile et qu’elle provient souvent d’une comète et que la lumière clignotante vient certainement du déplacement d’un avion dans le ciel.

Mathéo : J’ai beaucoup aimé le moment quand Julien nous a expliqué que l’on pouvait grouper les étoiles afin d’obtenir des formes ressemblant à des objets (la grande Ourse ressemble à une casserole), à des animaux (lion, taureau, cygne, scorpion…) ….

Agathe : Moi j’ai adoré le moment où nous avons observé la lune avec la lunette astronomique. On voyait nettement les cratères appelés « mers ». J’ai même retenu que le cratère Tycho est le plus spectaculaire à la pleine lune.

Mathéo : Mais nous n’avons vu qu’une moitié de Lune. Pourquoi ?

Agathe : Papa nous a répondu que la Lune apparaît dans le ciel sous différentes formes et qu’il faudra demander les explications à la maîtresse.Mathéo : Tout au long de notre observation nous avons vu une bande blanchâtre qui traversait le ciel mais fatigué je n’ai pas écouté les explications de Julien.Agathe : Je crois qu’il a dit que c’était la Voie Lactée.

Le lendemain, fouillant dans la bibliothèque de notre grand-père, nous avons trouvé un vieux livre de science rempli d’histoires toutes plus belles les unes que les autres. Nous apprîmes que dans l’Antiquité, les Persans, habitants de la Perse, prétendaient que la Voie Lactée était un grand fleuve qui coulait dans le ciel et que sur ses berges paissaient des troupeaux de gazelles aux pattes fines, des chameaux, des chevaux et des autruches. Près des tentes s’étendaient des oasis plantés de dattiers et au milieu du paradis d’Allah se trouvait un trésor de pierres précieuses. Cela nous fit rêver et oublier les notes moyennes obtenues dans la semaine en classe. Mais qu’est-ce que réellement la Voie Lactée ?

Ravis de notre belle soirée, nous avons donné rendez-vous à tous nos camarades de la classe pour observer à nouveau le ciel la nuit au printemps prochain.

Du gnomon au cadran solaireHistorique :

L’homme , depuis l’Antiquité , observant l’alternance régulière des jours et des nuits , voulut mesurer le temps. Très vite il s’aperçut qu’un bâton planté dans le sol, appelé gnomon, sous l’action du soleil, projetait une ombre sur le sol . Comme il vivait toujours dehors , il remarqua que chaque matin l’ombre était toujours dirigée vers la même direction , de même que celle du soir. Il observa que cette ombre se déplaçait comme se déplaçait le soleil dans le ciel . Ainsi chaque fois que le soleil était le plus haut dans le ciel , l’ombre prenait toujours la même direction et sa longueur était la plus petite de la journée.

C’est alors qu’il se mit à construire des Menhirs dont les vestiges peuvent être vus en Bretagne . Les égyptiens construisirent de gigantesques gnomons appelés obélisques. Sachez que celui placé à la Concorde à Paris provient de Thèbes.

Malheureusement le gnomon est une horloge imprécise et les Egyptiens inventèrent le cadran solaire vers 800 avant J-C en divisant le cadran en 24 secteurs de 15° correspondant aux 24h de la journée. Il pouvait alors lire l’heure par rapport à la position de l’ombre portée du style sur le cadran. Il y a 1000ans, on utilisait des bougies graduées sur le côté. Au fur et à mesure que la bougie brûlait, on savait combien d’heures s’étaient écoulées. On utilisait aussi des horloges à eau appelées clepsydres : l’écoulement de l’eau qui provoquait un changement du niveau d’eau indiquait l’heure.

Au XIXème siècle, les bergers se déplaçaient avec leurs troupeaux dans les champs avec leur cadran solaire. Il existe différents cadrans solaires qui sont de véritables œuvres d’art et que l’on trouve surtout dans le sud de la France. Les premiers cadrans solaires furent trouvés en Egypte vers 800 ans avant Jésus-Christ.Puis l’homme maîtrisa de mieux en mieux les techniques permettant le déplacement d’une aiguille indiquant l’heure grâce aux oscillations d’un pendule. Au XVIIème siècle apparurent les premières horloges à pendules puis les montres avec aiguilles et ressorts.En 1929, la première horloge à quartz fut construite. En 1948, la première horloge atomique est créée. Ainsi, vous avez maintenant des montres munies de chronomètres capables de donner l’heure au centième (voire millième) de seconde.

Questionnement :1) Qu’est-ce qu’un cadran solaire ? 2) Comment s’appelle la tige ou le bâton qui permet d’obtenir

l’ombre sur un cadran solaire ?3) Le matin, le soleil semble se lever :

au Nord à l’Est à l’Ouest

au Sud

4) Le soir, où le soleil semble-t-il se coucher ?5) Le matin, l’ombre du gnomon se dirige vers :

le Sud, l’Ouest, l’Est ou le Nord ?6) Le soir, l’ombre se dirige vers quel point cardinal ?7) Le midi solaire:

l’ombre du bâton est la plus grande ?l’ombre est la plus petiteil n’y a pas d’ombre

8) Quelle direction indique l’ombre du bâton à midi, heure solaire ?la direction Est- Ouest ?la direction Nord- Sud ?la direction Sud- Nord ?

9) Pourquoi les cadrans solaires se sont-ils très développés en Egypte et dans le sud de la France ?

10) Comment s’appellent les grands gnomons construits par les Egyptiens ?

11) Où se trouve la ville de Thèbes ?12) Pour connaître le temps de cuisson d’un œuf, votre maman

utilise peut-être une clepsydre ? Si oui, décrivez l’appareil ? (Dans une émission de télévision (Fort Boyard), la durée de chaque jeu est donnée par une clepsydre à eau).

Que savez-vous de la planète Terre?

Questions RéponsesSur l’axe de la Terre, indiquer les noms des pôles

Sur le schéma, appeler l’équateur ABAppeler le tropique du Cancer CDAppeler le tropique du Capricorne FGComment tourne la Terre sur elle-même ?Quel est le nom de l’étoile E ?Quelle trajectoire L (Lambersart) décrit lorsque la Terre fait un tour sur elle-même ? Eliane ( ) lance une balle en L vers le haut.Quelle est la bonne trajectoire ? (Ne garder qu’une flèche)Temps mis par la Terre pour faire un tour sur elle-même ?Où se trouve Albert ? ( )

Histoire de l’Astronomie.Histoire de l’Astronomie.Très vite l’Homme fut intrigué par la régularité des phénomènes célestes. Très vite l’Homme fut intrigué par la régularité des phénomènes célestes. Chaque matin le Soleil se lève à l’Est. Chaque soir il se couche à l’Ouest. Chaque matin le Soleil se lève à l’Est. Chaque soir il se couche à l’Ouest. Les 4 saisons : été, automne, hiver, printemps se succèdent régulièrement Les 4 saisons : été, automne, hiver, printemps se succèdent régulièrement sur une durée de 365,25jours (ou une année).sur une durée de 365,25jours (ou une année).

La Terre tourne sur elle-même autour de l’axe des pôles en 24h La Terre tourne sur elle-même autour de l’axe des pôles en 24h avec une succession régulière des jours et des nuits.avec une succession régulière des jours et des nuits.

La Lune tourne régulièrement autour de la Terre. Eclairée par le La Lune tourne régulièrement autour de la Terre. Eclairée par le Soleil et plus ou moins cachée pat la Terre elle présente différents Soleil et plus ou moins cachée pat la Terre elle présente différents aspects, appelés phases. En observant les éclipses de la Lune, le aspects, appelés phases. En observant les éclipses de la Lune, le philosophe grec Aristote (IVème siècle avant J.C.) a constaté que la Terre philosophe grec Aristote (IVème siècle avant J.C.) a constaté que la Terre dessinait une ombre courbe à la surface de la Lune. Il en a déduit que la dessinait une ombre courbe à la surface de la Lune. Il en a déduit que la Terre était ronde. Les quatre plus importantes phases sont : la nouvelle Terre était ronde. Les quatre plus importantes phases sont : la nouvelle lune, le premier quartier, la pleine lune, le dernier quartier. Chaque phase lune, le premier quartier, la pleine lune, le dernier quartier. Chaque phase est espacée d’une durée légèrement supérieure à 7 jours.est espacée d’une durée légèrement supérieure à 7 jours.

La régularité de tous ces phénomènes astronomiques fait que La régularité de tous ces phénomènes astronomiques fait que l’Astronomie est une science mathématique.l’Astronomie est une science mathématique.

Cependant la connaissance du mouvement des planètes autour du Cependant la connaissance du mouvement des planètes autour du Soleil s’est faite avec difficulté. En effet, l’histoire de l’Astronomie montre Soleil s’est faite avec difficulté. En effet, l’histoire de l’Astronomie montre qu’il a fallu attendre la fin du XVIéme siècle pour que l’Eglise, à cette qu’il a fallu attendre la fin du XVIéme siècle pour que l’Eglise, à cette époque toute puissante, abandonne le système de Ptolémée qui affirmait : époque toute puissante, abandonne le système de Ptolémée qui affirmait : « La Terre occupe le centre du monde. Elle est fixe et immobile. Le Soleil « La Terre occupe le centre du monde. Elle est fixe et immobile. Le Soleil et les autres planètes tournent  autour de la Terre. »et les autres planètes tournent  autour de la Terre. »

Un grand savant polonais, Nicolas Copernic, en 1543, provoque la stupeur dans le monde scientifique en déclarant, après de nombreuses observations du mouvement des astres, que la Terre tourne autour du Soleil. Il affirme que les autres planètes tournent toutes autour du Soleil. Cependant l’Eglise condamne le système de Copernic et menace du bûcher tout scientifique qui accepterait la théorie de Copernic.

En 1583, Giordano Bruno, prêtre, philosophe et astronome, faisant preuve d’une grande clairvoyance soutient publiquement la théorie de Copernic. Il affirme : « L’Univers est infini et en mouvement. Il est peuplé d’une infinité de mondes identiques au nôtre. Toutes les étoiles sont des soleils ». Le pape Clément VIII le condamne au bûcher. Il est brûlé vif le 17 février 1600 à l’âge de 52 ans.

Vers 1590, Galiléo Galiléi dit Galilée, défend la thèse de Copernic. En 1609, il construit une lunette avec laquelle il observe 4 satellites de Jupiter. Il observe les phases de la Lune et de Vénus. En 1623, le pape Urbain VIII lui demande de rejeter la théorie de Copernic. Se souvenant du sort réservé à Giordano Bruno, il préfère déclarer qu’il s’est trompé plutôt que de mourir sur le bûcher. Il meurt chez lui en 1642 à l’âge de 78 ans.

Il faut attendre le XVII ème siècle pour voir le plupart des savants de l’Europe accepter le système de Copernic à la suite des travaux de Galilée.

Isaac Newton (1642-1727), philosophe, mathématicien, physicien, astronome anglais, propose des lois reconnues comme universelles. Ses lois expliquent parfaitement le mouvement des planètes et montrent que le système de Copernic est le seul valable. Il est considéré comme l’un des plus grands savants, avec Einstein, de tous les temps.

Bernard Grare.

Le mouvement de la Terre autour du Soleil :Le mouvement de la Terre autour du Soleil :

Durée des jours et des nuits aux solstices et aux équinoxes?

Le mouvement de la Lune autour de la Terre :Le mouvement de la Lune autour de la Terre :

Dessiner ce que voit le petit prince, le soir, en observant la Lune, dans chaque rectangle.

MERCI de votre attentionMERCI de votre attention