Sciences de la nature

Fiche pédagogique − 9-12 ans
SCIENCES DE LA NATURE
MSN 26 – Explorer des phénomènes naturels et des technologies à l’aide
de démarches caractéristiques des sciences expérimentales
MSN 25 – Représenter des phénomènes naturels, techniques
PlanetSolar Deepwater Expedition
LA POUSSÉE D’ARCHIMÈDE
ET LES COURANTS
MARINS
Problématique
Quels sont les phénomènes à l’origine des courants marins? Comment peut-on modéliser
ces phénomènes? Quels rôles jouent les courants marins et notamment le Gulf Stream, dans
l’équilibre climatique?
Enjeux
Les phénomènes qui ont une incidence sur les changements climatiques sont complexes et nombreux. Parmi ceux-ci, les courants
marins, mus par la « circulation thermohaline », jouent un rôle déterminant. Si le courant principal de l’Atlantique Nord, le Gulf
Stream, venait à trop ralentir ou à s’arrêter, le climat de l’ensemble de notre planète serait bouleversé.
Tout au long de leur trajet le long du Gulf Stream, les scientifiques de l’expédition PlanetSolar Deepwater mesureront différents
paramètres permettant de mieux comprendre et de mieux modéliser les flux présents dans l’Atlantique Nord et de contribuer ainsi
aux recherches menées sur la circulation thermohaline.
Les activités proposées ci-dessous permettent aux élèves d’identifier quels sont les facteurs à l’origine des mouvements
océaniques et de mieux comprendre ce qui se passe dans l’Atlantique Nord. Une activité supplémentaire aborde la problématique
de l’énergie et les défis technologiques relevés par le bateau MS Tûranor PlanetSolar qui ne fonctionne qu’avec des cellules solaires
photovoltaïques.
Approche Scientifique*
QUOI?
Être confronté au concept de densité et de gravité en identifiant les
mouvements créés par des fluides de densité différente.
Établir des liens entre des modèles expérimentaux et des phénomènes
à plus large échelle.
COMMENT PROUVER CE QU’ON DIT?
Par la modélisation et l’expérimentation, reproduire quelques
phénomènes naturels à l’origine des courants marins (différences de
température, de salinité, vent, …).
Étudier des documentaires scientifiques et établir des liens avec les
activités menées.
COMMENT? POUR QUELLES RAISONS?
Comprendre comment des phénomènes physiques peuvent expliquer
des phénomènes observés dans les océans.
Identifier l’importance de la recherche scientifique et en mesurer les
enjeux afin de prendre des décisions quant à nos modes de vie et à leur
impact sur les équilibres de notre planète.
(*) Selon les moyens d'enseignement "Géographie, histoire, sciences de la nature" 1P-2P (CIIP, 2012)
ÉCHANGES ENTRE CLASSES ET SCIENTIFIQUES
Le projet d’échanges entre les classes et les scientifiques de l’expédition PlanetSolar Deepwater
s’intègre dans une séquence pédagogique en cinq modules.
1. Présentation de l’expédition par l’enseignant (30 min)
2. Réalisation de quelques-unes des activités proposées ci-dessous (environ 1h30)
a) Expériences pour comprendre comment fonctionnent les courants marins
Montrer la vidéo aux élèves et reproduire l’expérience proposée dans la vidéo. (Ressource n°1)
Modifier quelques paramètres (salinité de l’eau, température de l’eau) et observer ce qui se passe lorsque l’on fait
tomber quelques gouttes d’eau colorée ayant des caractéristiques différentes. (Ressource n°2)
b) Étudier les courants océaniques et la dérive des glaces
Visionner la vidéo Les Grands Reportages «Et si le Gulf Stream s'arrêtait?» (extraits: 9’30 à 14’ – 27’ à 30’ de la ressource n°3)
ainsi que l’animation du Gulf Stream (ressource n°4).
Initier un débat: quelles pourraient être les conséquences d’un arrêt du Gulf Stream pour nos régions?
Recherches par groupes: que faire?
c) Pour aller plus loin
Construire un bateau solaire et le perfectionner. (Ressources n°5, 6 et 7)
3. Discussion avec les élèves et identification d’une série de questions à poser au scientifique
sur le thème de la poussée d’Archimède (impliquée dans la formation des courants marins
et/ou de la flottabilité des bateaux) (45 min)
4. Visite du scientifique en classe (45 min) (sur inscription et dans la limite des places disponibles)
5. Bilan en classe (30 min)
QUELQUES RESSOURCES
Ressources générales, moyens d’enseignement et dossiers pédagogiques
1. Vidéo-expérience «Comprendre comment fonctionne un courant marin» >> en ligne ici
2. Page explicative et vidéo-expérience «Comprendre la circulation thermohaline» >> en ligne ici
3. Vidéo Les Grands Reportages «Et si le Gulf Stream s'arrêtait?» >> en ligne ici
4. Animation d’une année de modélisation du Gulf Stream >> en ligne ici
5. Fiche pratique «Construire un bateau qui flotte» >> en ligne ici
6. Fiche pratique «Construire un bateau solaire» >> en ligne ici
7. Boutique de vente de matériel solaire >> en ligne ici
8. Dossier pédagogique d’Educapoles «Eaux et glaces» >> en ligne ici
9. Dossier pédagogique d’Educapoles «Dérive des glaces» >> en ligne ici
OBJECTIFS DU PLAN D’ÉTUDE ROMAND ABORDÉS PAR CETTE SÉQUENCE
Apprentissages MSN 25-26
⋅ Formulation de questions et d’hypothèses au sujet des courants produits en mélangeant de l’eau
de température et de salinité différentes
⋅ Élaboration et mise en œuvre d’un dispositif permettant d’effectuer des relevés d’observation
⋅ Récolte de résultats ou d’observations pertinents en regard de la problématique étudiée
⋅ Établissement de constats et de liens entre des observations et le phénomène étudié (la poussée d‘Archimède)
En lien avec FG 21-26-27
⋅ Décoder la mise en scène de divers types de messages
⋅ Analyser des formes d’interdépendances entre le milieu et l’activité humaine
Capacités transversales dominantes
développées
⋅ Collaboration – action dans le groupe
⋅ Communication – codification du langage, analyse des ressources, exploitation des ressources,
circulation de l’information
⋅ Stratégies d’apprentissage – gestion d’une tâche, acquisition de méthodes de travail, choix et pertinence de la
méthode, développement d’une méthode heuristique
⋅ Pensée créatrice – développement de la pensée divergente
⋅ Démarche réflexive – élaboration d’une opinion personnelle, remise en question et décentration de soi