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ECOMUSEE DU CHEMINOT VEYNOIS
SEQUENCES SCOLAIRES
FICHES PEDAGOGIQUES
COMMUNAUTE DE COMMUNES DES DEUX BUËCH
À TOUTE VAPEUR !
2 à 4 séances suivant le temps de chacune et des possibilités (détailler + ou -).
Rappels (pour l’intervenant / l’enseignant) :
Température : mesure la quantité de chaleur emmagasinée dans un corps ;
Pression : « force » avec laquelle un corps « appuie » sur les parois qui le contiennent.
Les 3 états de la matière : solide, liquide, gaz.
Caractéristiques :
solide :
garde sa forme, structure moléculaire rigide ;
liquide :
prend la forme du récipient qui le contient,
structure moléculaire déliée ;
gaz :
occupe tout l'espace disponible,
structure moléculaire aléatoire.
On passe de l'un à l'autre état par un changement de température ou de pression.
Energie : « force interne » qui se libère, en permettant le mouvement, d'effectuer du travail, de
donner de la chaleur. Il y a différentes formes d'énergie : calorifique (chaleur), cinétique (vitesse),
gravitationnelle (attraction de la Terre ou des astres), électrique, nucléaire...
Objectifs pédagogiques : techniques/technologiques
Général : compréhension du fonctionnement de la locomotive à vapeur : le changement d’état (dû à
la température) = vaporisation permet une force motrice utilisée dans la locomotive à vapeur.
Particuliers : - compréhension de l’origine de la force motrice : la pression pousse le piston ;
- transmission du mouvement : transformation du mouvement longitudinal en
mouvement rotatif.
Démarche :
Interrogation >> hypothèses >> expérimentation >> conclusions >> synthèse = schématisation et
formulation.
Discours :
(On l’adapte en fonction du niveau ; on peut détailler chaque étape en totalité, ou bien (en fonction
du nombre de séances prévues) dire et expliquer, faire ou montrer un schéma au tableau à la place
d’une étape…)
Introduction : faire le lien avec la visite de l'écomusée. Montrer la photo de la locomotive à vapeur
en gare de Veynes (→ classeur "machine à vapeur" : projection portable et/ou reproduction format
A4/A3?) : description – comparaison autrefois et aujourd'hui
→ la vapeur et le fonctionnement d' une locomotive à vapeur.
•
Les 3 états de la matière :
- On trouve de l’eau sous différentes formes : lesquelles ? >> vocabulaire. L'eau
existe sous 3 formes, qu'on appelle des "états" : solide (la glace), liquide (l'état
le + courant) et gazeux (la vapeur).
- Quelles sont les caractéristiques de ces 3 états ? (voir ci-dessus)
EXPÉRIENCE : L’eau sous toutes ses formes
HYPOTHÈSES :
Posez aux enfants les questions suivantes : Sous combien de formes différentes peut-on observer
l’eau? Qu’est-ce que la glace? Comment l’eau peut-elle se transformer en glace? L’eau existe-t-elle
sous d’autres formes? (neige, vapeur…)
MATÉRIEL :
-
Un glaçon par enfant, dans une petite assiette
-
Un contenant de plastique pour faire des glaçons
Une bouilloire
De l’eau
MANIPULATIONS :
1. Ton éducatrice te remettra une petite assiette contenant un cube de glace. Prends-le dans tes
mains.
Qu’observes-tu? Pourquoi le glaçon se met-il à fondre? *** Amenez les enfants à parler de la
chaleur des mains qui fait fondre le glaçon.
2. Essaie de récupérer l’eau de ton glaçon dans l’assiette.
3. Comment pourrais-tu lui faire reprendre sa forme initiale? Remplis le contenant de plastique avec
de l’eau du robinet et place-le au congélateur. Tu devras attendre plusieurs heures avant de voir le
résultat. L’eau gelée aura pris la forme du contenant.
4. Maintenant que tu as vu la phase solide (glace) et la phase liquide (eau), crois-tu qu’il existe
d’autres formes que l’eau pourrait prendre?
5. Ton éducatrice doit effectuer les manipulations pour cette étape de l’expérience. Elle versera une
quantité d’eau (1 à 2 tasses) dans la bouilloire et la fera bouillir. *** ATTENTION! Ne t’approche
pas de la bouilloire, c’est très chaud!
6. Que se passe-t-il? Qu’est-ce qui sort de la bouilloire? Peux-tu nommer cette autre phase de l’eau?
On l’appelle la vapeur.
7. Laisse l’eau bouillir jusqu’à ce qu’il ne sorte plus rien de la bouilloire. La bouilloire est
maintenant vide. Où toute l’eau est-elle passée?
EXPLICATIONS :
Toutes les matières appartiennent à l’une de ces trois catégories : liquide, solide ou gaz (vapeur). On
appelle cela les états de la matière. Il est possible de faire changer une matière d’état. Tu as pu
l’observer durant l’expérience.
Pour ce faire, il faut faire changer la température de cette matière. Avec de l’eau (liquide) à la
température ambiante, tu as pu abaisser la température au congélateur pour la rendre solide. Ensuite,
toujours à partir de l’eau (liquide) à la température ambiante, tu as pu la chauffer et créer de la
vapeur d’eau. Celle-ci s’est dissipée dans l’air.
Une forme assez fréquente sous laquelle tu peux observer l’eau de pluie est la neige. En fait, les
flocons de neige sont de minuscules cristaux de glace, donc la phase solide de l’eau.
Angélique Boissonneault
L'eau sous toutes ses formes activités scientifiques pour les enfants . - ...
http://www.educatout.com/coin_sciences/eau_sous_toutes_ses_formes.htm
-
-
-
Qu’est-ce qui permet de passer d’un état à l’autre ? >> le changement de
température (ou de pression).
La vapeur : qu'est-ce que c'est ? >> La vaporisation désigne le passage d'un état
liquide à un état gazeux. De l'eau (liquide) se transforme en vapeur d'eau (gaz) si
on la chauffe à une température suffisante pour la faire bouillir. (→ cahier "à
toute vapeur")
Du liquide au gaz : À l'état liquide, l'eau est constituée de molécules qui s'attirent
fortement entre elles. Lorsque l'eau est chauffée jusqu'à vaporisation, ces
molécules s'agitent et se détachent pour former un gaz.
La vapeur d'eau est-elle blanche ou transparente ? >> La vapeur est invisible !
La vapeur est un gaz invisible et inodore. Ce que l'on voit (buée, nuages...) est en
réalité de la vapeur condensée = eau liquide sous forme de gouttelettes. C'est, par
exemple, cette fumée blanche qui sort de la bouilloire. Au contact de l'air, la
vapeur s'est déjà refroidie pour revenir à un état liquide. C'est ce qu'on appelle la
condensation.
Objectif de cette partie : L'eau vaporisée occupe plus de place que l'eau liquide.
Outils :
Que se passe-t-il lorsque l'on fait bouillir de l'eau dans une casserole +
couvercle >> le couvercle bouge. Pourquoi ?
>> "Une quantité d'eau à l'état liquide occupe beaucoup plus de place quand elle passe à l'état de
vapeur. Plus de mille fois plus de place ! De l'eau vaporisée, c'est de l'eau très très dilatée ! Comme
la vapeur n'a pas assez de place dans la casserole, elle pousse de tous les côtés pour prendre plus
d'espace, elle pousse donc aussi le couvercle et s'échappe." (Fisie Ka et la Dame Locomotive)
* transformation vapeur > eau liquide : buée sur une vitre, verre froid
sur une casserole d’eau qui bout ;
* Expérience des « canettes qui implosent » :
On fait bouillir un peu d'eau dans le fond d'une « canette » en
aluminium, que l'on renverse rapidement sur un bac d'eau froide. La
canette implose. >> L'eau-vapeur contenue dans la canette s'est
condensée instantanément en eau liquide, qui occupe beaucoup moins
de volume ; le vide ainsi créé dans la canette, comme quand on aspire
l'air d'un gobelet plastique, permet à la pression atmosphérique (= de
l'air ambiant) d'écraser la canette.
•
Utiliser la pression de la vapeur contrainte pour créer du mouvement :
- Que se passe t-il lorsque l’eau bout dans une cocotte-minute ? >> L'eau
vaporisée occupe plus de place que l'eau liquide. Si on la contient dans un
volume contraint, elle va exercer sur les parois du volume une pression. En
transformant de l'eau liquide en vapeur, on va progressivement avoir de plus en
plus de gaz dans la cocotte-minute, qui va presser les parois de plus en plus
fortement
- Que se passerait-il si on vaporise beaucoup d’eau sans aucune ouverture de la
cocotte-minute ? >> au bout d'un moment on risque, avec la pression de plus en
plus forte, l'explosion.
- Et si on fait un trou dans la cocotte ? >> La pression va s'évacuer, et on peut
l'utiliser pour créer du mouvement. Exemple du tourniquet de la soupape de la
cocotte, qui tourne d'autant plus vite que la pression est forte à l'intérieur.
- Objectif de cette partie : L'énergie vient de la chaleur (flamme) sous la cocotte,
qui transforme l'eau en vapeur qui veut occuper un énorme volume, créant
ainsi une pression que l'on utilise pour fabriquer un mouvement.
- Outils :
* expérience avec une cocotte-minute : lorsque la vapeur fuse, faire
tourner un petit moulin à pales par exemple…
* On place sur l’ouverture de la cocotte-minute un cylindre contenant
un piston qui peut se déplacer. Quand l'eau bout dans le récipient, l'eau
transformée en vapeur presse sur toutes les parois du récipient, et donc
aussi sur le piston. Celui-ci, quand la pression devient suffisante, va
donc se déplacer vers le haut. Quand la pression est très forte, le
piston va pouvoir déplacer une masse très importante. Une fois arrivé
en haut, une ouverture permet à la pression de s'évacuer, et le piston
peut reprendre sa position initiale.
- Oralisation, schématisation et formulation.
•
De la cocotte-minute à la locomotive :
- Comment utiliser le mouvement du piston pour faire tourner une roue ? >>
groupes : avec des « mécanos » trouver un moyen simple de transformer
mouvement longitudinal en mouvement rotatif.
- Comment peut-on alors construire un moteur qui utilise la force motrice de la
vapeur ? >> recherche par groupe pour produire un schéma ; synthèse au
tableau.
-
-
-
•
Observation de maquettes (Opitec, Ecomusée) : le moteur à vapeur ; observation
d’une maquette de distribution Walschaerts >> oraliser, expliquer.
Objectif de cette partie : C'est le mouvement de deux pistons horizontaux tels
que celui-ci qui entraine la locomotive à vapeur ; remarquer la puissance que
cela représente, pour arriver à mouvoir les centaines de tonnes de la motrice
plus des wagons chargés !
Outils : * travaux en ateliers (mécanos, recherche de schéma) ;
* La locomotive : examen de documents techniques simplifiés,
films… maquette de la locomotive à vapeur : remarquer :
− la chaudière où le feu fournit l'énergie pour transformer l'eau
liquide en vapeur,
− la vapeur emplissant le cylindre, et poussant sur le piston,
− la transmission du mouvement du piston vers les roues
motrices
Compléments :
o Rappeler les quantités de charbon qu'il était nécessaire de brûler pour
amener un train de X tonnes de Gap à Veynes, de Veynes à Grenoble ;
o Visite de la cabine de conduite d'une locomotive à vapeur : Explication
des différents éléments, en rapport avec le fonctionnement de la motrice :
chaleur > mise en pression > contrôles…
o Raconter ce qu'était le travail du chauffeur (et l'origine de ce nom) et du
mécanicien ; histoires vécues…
Synthèse :
(par groupes éventuellement avant mise en commun), puis création d’un document :
formulation écrite individuelle, illustration…
Prolongements :
Suivant les niveaux :
− dessiner le fonctionnement de la cocotte minute, du cylindre/piston,
− expliquer le principe de fonctionnement de la locomotive, la chaine de l'énergie, les
changements d'état,
− décrire une locomotive, ses éléments pour qu'elle soit en état de marche,
− imaginer le travail d'un mécanicien et de son chauffeur pendant un trajet de Veynes à Briançon ;
raconter...
− le monde de la machine à vapeur : un monde charbonneux, noir... Dessiner au fusain, au crayon
gris, à l'encre... gare, trains, locomotives, voyageurs...
Petite histoire de la vapeur
Comment est-on passé de la casserole sur le feu à la locomotive à vapeur ?
La vapeur n'est pas une invention de l'Homme. Il a seulement appris à l'apprivoiser, à la
maîtriser au fil des siècles.
1) Les premières tentatives d'utilisation de la vapeur remontent à l'Antiquité : Héron
d'Alexandrie – éolipyle >> Montrer la frise chronologique + reproduction de l'éolipyle
Au premier siècle après J.-C. / il y a 1000 ans vivait à Alexandrie (Égypte) un ingénieur et
mathématicien qui aimait inventer de nouvelles machines et qui s'est intéressé à la vapeur.
Une machine à vapeur : l'éolipyle ("boule d'Éole" – dans la mythologie grecque, Éole est le maître
des vents. De son nom découlent l'adjectif « éolien » et le substantif « éolienne ». )
>> Montrer reproduction de l'éolipyle. Description.
Description : chaudière hermétique remplie en partie d'eau, placée sur le feu. De cette chaudière
sortent deux tubes reliés à une sphère pouvant tourner autour d'un axe horizontal. De cette sphère,
deux autres tubes perpendiculaires à l'axe laissent sortir la vapeur qui, par propulsion, fait tourner la
sphère (= cocotte-minute).
Utilisée comme un jouet, une attraction pour divertir, amuser les gens – son potentiel de source
d'énergie étant négligé. L'utilisation de l'énergie animale, éolienne (vent) et hydraulique (eau)
n'incite guère à poursuivre d'autres recherches. Mais surtout la vapeur reste bien mystérieuse...
C'est seulement au 17e siècle que l'on s'intéresse à nouveau à la vapeur. Sa maîtrise nécessite la
connaissance de principes scientifiques qui, jusqu'au milieu du 18e siècle sont encore obscurs.
La machine à vapeur, celle que nous connaissons aujourd'hui, n'est pas l'œuvre
d'un seul inventeur. Pour la comprendre, il faut revenir sur les innovations successives
qui marquent son perfectionnement.
2) 17e – 18e siècles >> Montrer la frise chronologique
Denis Papin (1647-1714) : la marmite et sa soupape de sécurité (1682)
James Watt (1736-1818) : la machine à vapeur (1765)
Joseph Cugnot (1725-1804) : le "fardier" (1771)
Richard Trevithick (1771-1833) : première locomotive roulant sur rail (1804)
George Stephenson (1781-1848) : premier train de voyageurs (1825)
Marc Seguin (1786-1875) : la chaudière tubulaire (1827)
L'apparition de la machine à vapeur marque une étape décisive de la révolution
industrielle. Créée pour répondre aux besoins de la mine, l'utilisation de la vapeur
s'étend progressivement à de nombreuses applications industrielles.
"La locomotive est une machine à vapeur, mais il y en a d'autres, comme la voiture à vapeur, le
bateau à vapeur, la machine volante à vapeur, et beaucoup de machines utilisées dans l'industrie et
l'agriculture pour mécaniser le travail... Toutes ces machines amenèrent une grande révolution dans
le monde ! Ce fut le début de l'ère industrielle..." (Fisie Ka et la Dame Locomotive)
1) À la mine : faire remonter l'eau à la surface, permettre d'extraire le charbon...
2) À l'usine : réduire le travail manuel, réduire les temps de fabrication, forger des pièces de
grandes dimensions.
L'influence de la vapeur d'étend à l'agriculture, les travaux publics, la navigation aérienne. Mais les
applications les plus spectaculaires concernent la navigation fluviale, les transports maritimes et le
transport ferroviaire.
C'est à Joseph Cugnot, ingénieur français, que nous devons la première machine à vapeur mobile,
ancêtre de la locomotive. Son "fardier", sorte de chariot destiné au transport des canons, est
capable de transformer un mouvement alternatif en mouvement rotatif. Trop lourde et peu
maniable, son invention est un échec. Mais l'idée va faire son chemin...
>> montrer modèle réduit du fardier + http://videos.tf1.fr/jt-13h/le-fardier-de-cugnot-fumepetarade-et-roule-6087891.html
http://www.lefardierdecugnot.fr/cugnot.html
3) Dans les transports : transport maritime, transport ferroviaire.
4) La vapeur : aujourd'hui et demain. Avec l'avènement de l'électricité et du pétrole, la
vapeur quitte progressivement les ateliers et les transports. D'abord utilisée pour l'éclairage,
la « fée électricité » sert ensuite de force motrice. Le pétrole, extrait aux États-Unis à partir
de 1859 s'impose bientôt comme nouvelle source d'énergie avec la mise au point du moteur
à explosion.
Pour autant, la vapeur est-elle condamnée à disparaître ?
La vapeur reste très présente dans nos sociétés modernes → centrales thermiques et nucléaires
qui alimentent les villes et leurs usines. Les alternateurs qui produisent le courant électrique sont
entraînés par des turbines à vapeur. La vapeur est la principale force motrice utilisée pour la
production d'électricité. >> qu'est-ce qu'une turbine ? Voir schéma p.14 livret à toute vapeur
Film au choix : www.lesite.tv
−
La locomotive à vapeur (2mn59s)
Résumé
Grâce à l'invention de la chaudière tubulaire par le français Marc Seguin, les locomotives vont
révolutionner les possibilités de transport et donc favoriser l'essor industriel et économique de
l'Europe et des Etats-Unis. Ces "vieilles dames" de l'histoire ferroviaire, parfaitement restaurées,
évoluent sous l'oeil de la caméra, pendant que le commentaire nous invite à réfléchir sur les grandes
évolutions que cette formidable avancée technologique va engendrer.
Cursus
- Cycle 3 / Découvrir le monde - Histoire
- Cycle 3 / Découvrir le monde - Sciences
- Bac pro - 1ère / Histoire
−
La machine à vapeur (1mn36s)
Résumé
Ce module de la série « Les convertisseurs d'énergie » présente le fonctionnement de la machine à
vapeur. Le principe de conversion de la vapeur en énergie, au travers de l'exemple d'une locomotive
à vapeur, est expliqué de manière simple.
Cursus
- Cycle 3 / Découvrir le monde - Sciences
- Classe de 1ère / Chimie
- Classe de 1ère / Physique
- Classe de 1ère / Histoire
−
Les premières machines à vapeur (3mn06s)
Résumé
Lucie part à la rencontre du médiateur scientifique du musée des Arts et Métiers qui retrace
l'histoire des machines à vapeur. Les premières apparaissent à l'époque de Denis Papin à la fin du
17ème siècle avec l'invention de la soupape de sûreté sur les marmites. Il découvre que la vapeur
confinée dans un espace clos se transforme en énergie. En 1769 naît le Fardier de Cugnot, la
première automobile ayant un moteur à vapeur.
Cursus
- Cycle 3 / Découvrir le monde - Sciences
- Cycle 3 / Découvrir le monde - Histoire
- Cycle 2 / Découvrir le monde - Sciences
Ouvrages
À toute vapeur ! Willi Glasauer et Wenzel Ville, l'école des loisirs
→ schéma de la cabine de conduite + Locomotive à vapeur, vue extérieure + coupe schématique
Fisie Ka et la Dame Locomotive, Blandine Pluchet, Diffusion BELIN
→ extraits
à toute vapeur, livret d'exposition, Académie François Bourdon, Centre de recherche sur la Culture
et les Musées (Université de Bourgogne), Institut Claude Nicolas Ledoux
→ histoire de la vapeur
LES OUVRAGES D'ART
1 ou 2 séances, suivant niveaux et durées des interventions.
Objectifs pédagogiques :
Technique : compréhension du principe de la voûte : la pression, donc le poids la stabilise ;
nécessité de bloquer les appuis latéraux.
Historique :
- développer des compétences en analyse de documents historiques, en synthèse
d’informations ;
- appréhension de l’importance des grands chantiers de l’époque ;
Discours :
•
Introduction : (voir Les trains, Découvertes Usborne, p.12-13) La construction d'un
chemin de fer est longue et dangereuse. Le terrain doit être aplani et dégagé de tout
obstacle naturel, souvent à la dynamite. Des ponts doivent être jetés au travers des rivières
et des vallées encaissées.
La construction d'un pont de chemin de fer nécessite une main-d'œuvre abondante. C'est un travail
long et pénible. Le pont doit être assez solide pour résister au poids des trains de marchandises et
aux vibrations qu'ils produisent. Si les premiers ponts sont en pierre, le fer et l'acier, plus résistants,
devinrent vite la norme.
• La voûte :
- Le chemin de fer supporte très peu de pente : risque de patinage dû à l’énorme
poids du train. Comment va-t-on faire passer la voie ferrée en montagne ? >>
ouvrages d’art : viaducs enjambant les vallées, tunnels sous les monts.
- Quels moyens a-t-on de les réaliser ? >> poids trop important soit du train, soit
de la montagne : les supports linéaires (poutres) sont trop faibles. Que constate
t-on pour ces ouvrages >> emploi de la voûte.
- Pourquoi la voûte est-elle plus résistante que les poutres ? >> le poids exercé sur
elle bloque les pierres les unes contre les autres : sa résistance est limitée par la
résistance de la pierre à l’écrasement, ce qui est gigantesque.
- Que se passe t-il si une voûte un peu haute reçoit un poids important ? >> ses
piliers latéraux ont tendance à s’écarter. Du coup il faut les bloquer (contre
d’autres piliers, contre la montagne) pour éviter l’effondrement.
- Objectif : la voûte permet de supporter des poids énormes car, si elle est
bloquée latéralement, le poids exercé sur elle la renforce.
- Outils : Construction de maquettes (cubes bois, morceaux de béton cellulaire...).
Travail en groupes pour arriver à bloquer une voûte, sans qu’elle s’effondre.
Schématisation de chaque groupe, puis mise en commun au tableau. Enfin
formulation écrite (ou dessinée suivant niveau) du principe de la solidité de la
voûte.
- Option : difficulté supplémentaire : le viaduc tournant. Problème de la force
centrifuge : rappel : expérience de la fronde = la pierre a tendance à fuir vers
l'extérieur. Il faut éviter que le train ne tombe : incliner la voie, contreforter les
piles : compenser la « force centrifuge ». >>> énoncé du principe : schéma,
explications, éventuellement calculs (niveau lycée).
•
La construction des ouvrages d’art :
- examen de documents d'archives : projets techniques et architecturaux des
ingénieurs ; anciennes photos, cartes postales, courriers... ; visite des espaces
correspondants de l'écomusée.
- Les métiers nécessaires : carriers, tailleurs, maçons, ingénieurs, en plus des
-
poseurs de rail.
Objectif : suivant les niveaux :
o analyser et résumer des documents d’archive, en faire une synthèse écrite.
o Découvrir ce que sont des documents d’archive : restituer graphiquement
les dessins des ingénieurs par exemple…
•
Adrien Ruelle (1815-1887)
•
Synthèse :
(par groupes éventuellement avant mise en commun), puis création d’un document :
formulation écrite individuelle, illustration…
Prolongements :
− Écrire : raconter, imaginer votre travail pendant la construction d'un viaduc ou d'un tunnel
(sentiments, espoirs, craintes, émerveillement..), les essais, la première mise en service...
− Exécuter une peinture, un tableau collectif : le travail sur le chantier d'un viaduc ou d'un
tunnel... (penser aux différents métiers, outils et habits de l'époque).
Possibilité d’adjoindre (surtout pour les élèves plus jeunes) une présentation de l’ensemble des
équipements de la gare :
- Présentation de maquettes, de photos, d’un film… et espaces correspondants de
l'écomusée :
− rotonde
− pont tournant
− château d'eau
− réserve à charbon
− centrale de communication
− billetterie
− hôtellerie
et les passages à niveau…
- Témoignages de cheminots, de gardes-barrières, photos anciennes,
éventuellement film...
Exploitation : écrire ou dessiner :
- les différents équipements en relatant leurs fonctions ;
- la journée de travail dans une gare (penser aux différents métiers, outils et habits
de l'époque) ;
- la journée de travail d'un garde-barrière...
Documents d'archives
Voir Bureau de l'ingénieur : collection d'ouvrages ayant appartenu à Adrien Ruelle.
Ouvrages
Par monts et par vaux : les ponts, musée des arts et métiers, les carnets
→ histoire, expériences à faire en classe
Les trains, Découvertes Usborne, p.12-13
L'EXPLOITATION ET LES OUTILS DE LA COMMUNICATION
1 ou 2 séances selon durée de l’intervention.
Objectifs pédagogiques :
- Comprendre l’organisation rigoureuse que demande la gestion simultanée de tout
un ensemble de trains ;
- Introduction à l’électricité ;
- Comprendre le principe de fonctionnement du télégraphe et de la communication
électrique à distance.
Discours :
• La gestion des horaires : plusieurs trains sur une seule voie... :
- Inventer une histoire de départ : ex : la ligne entre Veynes et Gap n’a qu’une
seule voie. Les chefs de gare sont habitués à donner le départ à leurs trains à une
heure très précise. A votre avis pourquoi ? >> Deux trains ne peuvent se trouver
ensemble sur la voie, question de sécurité importante avec des engins si lourds
que les trains.
- Que peuvent-ils faire pour assurer la sécurité des trains ? >> mettre des panneaux
mobiles pour arrêter un train en cas de danger… Que l’on déclenchera
comment ? >> système de câbles pilotés depuis la gare.
- Examen de photos, documents… sur les panneaux mobiles >> codes ; dessins,
illustration et petit texte.
- Pour assurer la sécurité il ne faut pas que deux trains soient en même temps sur la
voie unique. Il y a donc besoin que leurs montres soient parfaitement à l’heure…
Comment faire pour les synchroniser exactement, à une époque où ni le
téléphone ni la radio n’existent ? >> recherche d’une solution : besoin de
communication. Ex : ils se rencontrent et synchronisent leurs montres…
- Mais toujours pour assurer la sécurité (après une panne par ex…) les chefs de
gare ont souvent besoin de se parler. Quel moyen simple ont-ils utilisé pour
parler entre eux ? >> insister sur la simplicité du moyen : le télégraphe avec un
code. On peut passer par : les signaux de fumée, le télégraphe de Chappe…
avant d’arrivée à l’électricité qui peut transporter à distance un code oui-non
(allumé-éteint).
- A partir du CE2 : Et si on fabriquait un télégraphe électrique ? >> recherche en
groupe pour savoir ce qui est nécessaire : code, interrupteur, ampoule, fil.
- Réalisation avec matériel, puis essais d’une salle à une autre, avec un code
simple : * 1 point = ; * 2 points = ; * 3 points = …
•
Synthèse :
(par groupes éventuellement avant mise en commun), puis création d’un document :
formulation écrite individuelle, illustration…
Prolongements :
A partir de photos, documents, statistiques, films…, montrer ce qu’est l’exploitation : information /
communication, réparation / gestion des pannes, sécurité…
Ouvrages :
Graffigny, Petite bibliothèque d'électricité pratique
→ extrait sur le Jousselin et les cloches électriques
HISTOIRE DE LA CREATION DES CHEMINS DE FER
1 ou 2 séances selon durée de l’intervention.
Objectifs pédagogiques :
- Comprendre l’importance du changement qu’a apporté localement le chemin de
fer ;
- Développer des compétences en analyse de documents historiques, en synthèse
d’informations.
Discours :
• La découverte de la force motrice de la vapeur, et les premières locomotives :
- Comment la vapeur peut-elle entrainer le mouvement d’un train ? >> Rappels à
partir de planches dessinées, photos, film… de l’histoire technique de cette
découverte (voir séances « vapeur force motrice »).
- Différentes étapes de l’invention du train à vapeur (Piston de Denis Papin,
machine de Cugnot, Watt, Stephenson…) >> examen de planches d’époque,
diapos, film (de Cugnot ?)…
•
Le développement du réseau ferré :
- La première ligne en Angleterre, puis en France ;
- Les débuts du réseau ;
- Les différentes compagnies : PLM,… >> examen de cartes, documents…
•
L'arrivée du train dans les Hautes-Alpes :
- Examen de documents d'archives :
o délibérations des Conseils Municipaux pour réclamer, accepter ou refuser
le passage de la ligne >> examen et commentaires collectifs ;
o projets techniques et architecturaux des ingénieurs ; anciennes photos,
cartes postales, courriers... >> examen et commentaires collectifs ;
o textes d’époque >> lecture offerte, ou textes distribué, puis commentés
- Les changements du mode de vie entrainés par le train :
o Qu’est ce qui a pu changer dans la vie quotidienne du Buëch avec
l’arrivée du train ? >> travail en petits groupes puis synthèse collective,
ou mise en commun au tableau ;
o Examen de documents d’archives : enregistrements d'expédition et de frêt
en gare de Veynes, de la Roche, de Chabestan ; évolution de la
fréquentation des voyageurs ; anciennes photos, cartes postales, courriers,
témoignages relatant les voyages depuis Veynes... >> les déplacements :
visites de famille de Manteyer à Chabestan ; expédition des productions
locales ; les petites gares (Chabestan, Montmaur) ; l'ouverture sur le
monde : le voyage à Marseille, à Paris !
- Objectif : suivant les niveaux :
o découvrir ce que sont des documents d’archive ;
o analyser et résumer des documents d’archive, en faire une synthèse
écrite ;
o dessins : reproduction de dessins ou photos de l’époque caractéristiques…
•
Synthèse :
(par groupes éventuellement avant mise en commun), puis création d’un document :
formulation écrite individuelle, illustration…
Prolongements :
Suivant les niveaux :
− étude de graphiques d'évolution du trafic frêt et voyageurs depuis différentes gares ;
− comparaison de l'activité entre grandes et petites gares,
− Écrire : raconter un voyage de Veynes à Marseille ; imaginer la population venant regarder les
travaux de création de la voie ferrée (sentiments, espoirs, craintes, émerveillement..), la
première apparition d'un train en gare de Veynes...
− Exécuter une peinture, un tableau collectif : des voyageurs attendant leur train, l'arrivée en gare,
l'intérieur d'un wagon... (penser aux toilettes et habits de l'époque)
Chemin à ornières (1828) / Le chemin de fer : pourquoi ? = chemin en fer
Le chemin de fer, c'est le rail et la locomotive : histoire de l'un et de l'autre.
= Rôle capital joué par la Grande-Bretagne dans l'origine, le perfectionnement technique et
l'extension économique du nouveau mode de locomotive.
Conséquences : sociales, industrielles, économiques,... et réception du nouveau moyen de
locomotion : craintes et enthousiasmes suscités par lui.
Le développement du réseau ferré en France : étude de cartes de France
Les grandes compagnies/ Le PLM et la SNCF
Le chemin de fer à Veynes et dans la région : « L'Étoile de Veynes », carte
3 figures : Richard Trevithick – George Stephenson – Marc Seguin
- Film : Arrivée d’un train en gare de la Ciotat
−
Film : www.lesite.tv
- Les chemins de fer et les premières locomotives (3mn49s)
Résumé
Lucie retrouve le conservateur du musée du chemin de fer qui retrace l'histoire des locomotives. Les
chemins de fer apparaissent vers 1804. En 1829, l'ingénieur Georges Stephenson invente la
première locomotive à vapeur moderne, nommée la "Rocket". Lucie décrit son fonctionnement. Ce
moyen de transport permet, à l'époque, un gain de temps considérable sur les trajets.
Cursus
- Cycle 3 / Découvrir le monde - Sciences
- Cycle 2 / Découvrir le monde - Sciences
Parcours d'histoire : La révolution du chemin de fer (12mn54s)
Résumé
Ce programme retrace l'histoire du train à travers l'exemple de l'ancienne gare de Mandres-les-
Roses, située près de Paris. Né de la révolution industrielle, le train fait partie du paysage familier
des Français de la deuxième moitié du XIXe siècle. Il raccourcit les distances, facilite les
déplacements, désenclave villages et régions isolées et ouvre une ère nouvelle de relations et de
réseaux de plus en plus denses. Ce reportage est illustré de gravures, d'images d'infographie,
d'images d'archives et d'interviews.
Cursus
− Cycle 3 / Découvrir le monde - Histoire
- Classe de 3e / Histoire
- Classe de 4e / Histoire
- Bac pro - 1ère / Histoire
- BEP / Histoire
Ouvrages
Conférence : « Les activités des pays du Buëch au XIXe siècle et le transport ferroviaire », par
Gisèle Chautant (les jeudis de l'écomusée – juin 2006)
Les transports au XIXe siècle, TDC 797
Les trains, Découvertes Usborne
Illustrations
Agenda PLM 1920, salle Adrien Ruelle
LES METIERS DU RAIL
Surtout pour les plus jeunes.
A partir de documents : planches, photos, diapos, films…
Objectifs pédagogiques :
- Découverte du monde : un univers complexe de tâches liées entre elles ;
- Approche de l’histoire par la lecture de documents.
Discours :
Pour que le train roule, de nombreuses tâches doivent être effectuées. Lesquelles ? >> travail en
petits groupes puis synthèse collective, ou mise en commun au tableau.
Examen de documents : observer les différents métiers. Repérer les caractéristiques et fonctions de
chacun.
Trois grands services : - L'exploitation
− Le Matériel et la Traction
− La voie et les Bâtiments
- Les roulants : mécaniciens, chauffeurs
- Les constructeurs de la voie
- Le guichet : billetterie, bagages, information
- Manœuvres des wagons et machines
- Réparations
- Communication et sécurité
- Gestion : du personnel, du matériel, des horaires, des dépenses/recettes, des prévisions…
- La formation : les « arpètes »…
- Les métiers disparus : l'aboyeur, le lampiste, l'acrobate, le serre-frein, le Père Bouillotte, le
saboteur, les culs terreux, la garde-barrière, les chieurs d'encre >> associer le nom du métier à sa
définition et son image.
Synthèse :
(par groupes éventuellement avant mise en commun), puis création d’un document : formulation
écrite individuelle, illustration…
LES CONDITIONS SOCIALES DES CHEMINOTS
1 ou 2 séances selon durée de l’intervention.
A partir du CM.
Sur la base de documents : planches, photos, diapos, films…
Objectifs pédagogiques :
- Approche de l’histoire sociale des XIXe et XXe siècles par l’étude de documents ;
Discours :
•
Des métiers pénibles, dangereux, mais impressionnants et enthousiasmants :
- Documents d’archives : courriers, textes, gravures, photos, films… présentant les
conditions de travail des cheminots : chauffeurs >> rythme du travail, chaleur,
efforts violents… ; mécanicien : gestion de la puissance de la machine, vigilance,
responsabilité, réparations et entretien…, réparateurs, manœuvres, aiguilleurs…
par tous les temps, jour et nuit… la responsabilité d’une machine terrible mais
exaltante ;
- Travail en groupes : Caractéristiques et fonctions de chacun des différents
métiers ; texte de synthèse puis mise en commun.

Les cités cheminotes à Veynes et l'action sociale
•
Une entreprise centralisée et stratégique : le poids extraordinaire des cheminots...
- Le train transporte des millions de tonnes de marchandises, des millions de
voyageurs. Petit à petit, le pays a impérativement besoin de lui pour fonctionner.
Pourquoi ? >> Travail en groupes avec documents ; texte de synthèse puis mise
en commun
- Prise de conscience de la force collective des cheminots : les mains dans les
poches (grève) et l’économie s’effondre >> Documents : textes, journaux, films,
actualités de l’époque…
- Par groupes, rechercher les grands conflits cheminots dans livres, sur Internet…
•
La résistance cheminote pendant la 2e guerre mondiale :
- Du fait de l’importance stratégique du chemin de fer, les cheminots ont eu un rôle
majeur à jouer dans la résistance à l’occupation.
- textes, journaux, films, actualités de l’époque…
- Rédaction d’un texte de synthèse (individuel ou groupe)
Synthèse :
(par groupes éventuellement avant mise en commun), puis création d’un document : formulation
écrite individuelle, illustration…
Prolongements :
Lecture, analyses de textes emblématiques (passages de « la Bête Humaine »…)
Expression écrite : je suis chauffeur dans la montée de Lus, une nuit de tempête de neige…
ACTIVITES LITTERAIRES
Le rail dans la littérature
Sur la base d’un fond bibliographique à rassembler, inciter les élèves à lire un certain nombre
d’ouvrages.
Lectures offertes :
- Contes ferroviaires, contes du voyage,
- Passages de textes littéraires choisis.
Lectures individuelles :
- lecture silencieuse,
- à haute voix,
- résumé,
- questionnaire de lecture…
Ateliers d’écriture
- les activités liées au train,
- le voyage…
>> Étude des textes littéraires pour le vocabulaire, les métaphores, les champs lexicaux, etc.
Ouvrages
Petit train, Gründ
Où est mon train ?, Usborne
Le départ en vacances, Une aventure de Boggy et ses amis, SNCF
Vapeurs de résistance, Fabian Grégoire, ARCHIMÈDE, l'école des loisirs
La petite gare, Jean-Côme Noguès – Éric Battut
Extraits littéraires
Florilèges de textes sur une thématique particulière
À toute vitesse ! / Vues du train >>TDC 797, Les transports au XIXe siècle; Écritures du chemin
de fer, sous la direction de François Moureau et Marie-Noëlle Polino, Klincksieck
Pour ou contre le rail >>TDC 797, Les transports au XIXe siècle
Nouvelle structuration de l'espace et du temps >>Les trains et l'imaginaire, BT2 284
La gare
Théophile Gautier et le « cheval de vapeur » >>Écritures du chemin de fer, sous la direction de
François Moureau et Marie-Noëlle Polino, Klincksieck
Crains qu'un jour un train ne t'émeuve plus de Guillaume Apollinaire
La prose du Transsibérien et de la Petite Jehanne de France de Blaise Cendrars
Le Train bleu ; Le Crime de l'Orient-Express ; Le Train de 16 h 50 d'Agatha Christie
La Pie Saoule ; Les Chevaliers du Chaudron ; Mémoires d'un enfant du rail d'Henri Vincenot
La Bête Humaine d'Émile Zola
Zone, Mathias Énard
BAROLI (Marc). Le train dans la littérature française. Thèse de l'auteur qui retrace de manière
minutieuse le thème du train dans la poésie et le roman français de 1830 jusqu'au milieu du XXe s.
HISTOIRE DES ARTS & ARTS PLASTIQUES
L'ARRIVÉE DU TRAIN... ET DU CINÉMATOGRAPHE !
1 ou 2 séances, suivant niveaux et durées des interventions.
Objectifs pédagogiques :
−
Découvrir l'histoire du cinématographe et comprendre le principe de la
persistance rétinienne, à la base de tous les films et dessins animés.
Discours :

Introduction : la célèbre projection publique donnée par les Frères Lumière au Salon indien
du Grand café de Paris le 28 décembre 1895. >> affiche de Henri Brispot faisant la
promotion du cinématographe des Frères Lumière (1895) + affiche du programme d'une
projection publique au Salon indien du Grand café à Paris en 1895 + films « La sortie de
l'usine » et « Arrivée d'un train en gare de la Ciotat »
Aux origines du cinéma : L'image fixe constitue une étape essentielle dans l'histoire du
cinéma : les projections avec la lanterne magique et la naissance de la photographie.
L'animation repose sur le principe de la persistance rétinienne : le cerveau mémorise l’image d’un
objet pendant 1/10 de seconde après sa disparition. Ainsi si l’on voit plusieurs images fixes à la
suite les unes des autres, chacune légèrement différente de la précédente, on a alors l’impression de
n’en voir qu’une seule qui bouge. L'histoire du cinéma débute par l'observation d'un phénomène
physiologique par le Chevalier d'Arcy et Isaac Newton : il s'agit de la persistance rétinienne qui
permet de conserver une image déjà vue en la superposant aux images que l'on est en train de voir.
Ainsi, l’impression de mouvement se fait ressentir.
Ce phénomène, va être démontré scientifiquement par la roue de Faraday en 1830, une invention
anglaise, caractérisé par un disque rond en carton percé de fentes avec une suite d'images fixes
créant le mouvement en faisant appel à la persistance rétinienne et à un miroir.
Puis Muybridge et Marey avec son fusil photographique ont utilisé la photographie pour analyser le
mouvement. Finalement c'est Edison qui a réalisé la synthèse du mouvement avec son kinétoscope.
L'image animée est née avec les jouets optiques (thaumatrope, zootrope, praxinoscope) >>la
persistance rétinienne (schéma de l'oeil), présentation et manipulation de jouets optiques :
folioscopes Muybridge, zootrope, phenakistascope (http://www.opticaltoys.com/) + folioscopes
(www.heeza.fr)

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Fabrication d'un thaumatrope, d'un folioscope
www.lesite.tv
Louis Lumière : l'invention du cinématographe (6min 23s)
Résumé
Louis Lumière, assisté de son frère Auguste, a joué un rôle important dans l'histoire du cinéma et
dans sa diffusion. Voici une brève biographie des Frères Lumière accompagnée d'extraits de films,
parmi lesquels, "La Sortie des usines Lumière", à Lyon en 1895...
Cette vidéo est extraite du catalogue "Images de la culture" du CNC.
Cursus
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Collège / Cinéma et audiovisuel
- Lycée d'enseignement général, technologique et professionnel / Cinéma et audiovisuel
Naissance du cinéma (2min 15s)
Résumé
S'ouvrant sur une affiche publicitaire qui promeut, en 1896, l'attraction proposée par les frères
Lumière, la séquence présente les débuts du cinématographe comme la synthèse d'une suite
d'inventions avec, en dernier lieu, une mise en évidence de la valeur documentaire des sources
cinématographiques.
Cursus
- Classe de 3e / Histoire
- Niveau A2-B1 (Collège) / Français langue seconde - FLE
- Niveau B1-B2 (Lycée) / Français langue seconde - FLE
- Cycle 3 / Découvrir le monde - Histoire
- Cycle 3 / Découvrir le monde - Sciences
http://www.animage.org/index.php
http://cinesthesie.e-monsite.com/rubrique,les-grandes-etapes-d-un-art,323726.html