Apport des modèles dans l`enseignement de la géologie en 1ere S

APPORT DES MODÈLES DANS
L'ENSEIGNEMENT DE LA GÉOLOGIE EN 1ERE S
08/06/2011 - Lycée Champollion - Lattes

THÈME 1 B – L’HISTOIRE D’UN MODÈLE
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• Les éléments des programmes anciens pouvant être réutilisés:
La quasi-totalité des modèles suggérés dans la rubrique « capacités et attitudes »
des nouveaux programmes ont pu être utilisés dans les précédents.
 Les modèles analogiques sont les outils dont disposent les élèves pour vérifier
les hypothèses historiques.
 Ils montrent que les progrès techniques accompagnent la construction du
modèle de la tectonique des plaques

LA NAISSANCE DE L’IDÉE
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• Capacités et attitudes :
Réaliser et exploiter des modélisations analogique et numérique pour établir un lien entre propagation des
ondes sismiques et structure du globe.
 Modèle analogique et dispositif ExAO utilisant des capteurs piézo:
Propagation des ondes de volume P et S dans les solides; absence de propagation d'ondes S dans les liquides.
http://svt.ac-montpellier.fr/spip/IMG/sismodemo/index.htm. Utiliser le module "la propagation des ondes dans les
liquides".
Point de départ de l'utilisation du modèle :
Un même séisme enregistré par des stations situées à une distance différente permet de mettre en évidence
les différents types d'ondes P, S et L. http://svt.ac-montpellier.fr/spip/spip.php?article158,
http://www.edusismo.org/fiche_piste.asp?id=45&themes=255&public=1
• Connaissances
Ces idées se heurtent au constat d’un état solide de la quasi-totalité du globe terrestre établi, à la même
époque, par les études sismiques. L’idée de mobilité horizontale est rejetée par l’ensemble de la communauté
scientifique.
 Modèle analogique permettant de mettre en évidence l'existence de discontinuités :
laser, air enfumé, solution saturée de saccharose. p 95 bordas
Point de départ de l’utilisation du modèle : Sismogrammes montrant des ondes directes, réfléchies et réfractées.
 Modèle numérique montrant les discontinuités:
Logiciel « ondes P », pour la découverte des différentes profondeurs des discontinuités
Point de départ de l’utilisation du modèle : la zone d’ombre

L’INTERPRÉTATION ACTUELLE DES DIFFÉRENCES D’ALTITUDE
MOYENNES ENTRE LES CONTINENTS ET LES OCÉANS
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• Connaissances :
les études sismiques et pétrographiques permettent de caractériser et de limiter deux grands types de croûtes
terrestres : une croûte océanique essentiellement formée de basalte et de gabbro et une croûte continentale
constituée entre autres de granite. La croûte repose sur le manteau, constitué de péridotite.
• Capacités et attitudes :
Concevoir une modélisation analogique et réaliser des mesures à l’aide de dispositifs d’expérimentation
assistée par ordinateur de propagation d’ondes à travers des matériaux de nature pétrographique différente.
 Modèle analogique et dispositif ExAO utilisant des capteurs piézo:
Réaliser des mesures de vitesse des ondes à travers des matériaux de nature pétrographique différente:
http://svt.ac-montpellier.fr/spip/IMG/sismodemo/index.htm. (Utiliser «vitesse des ondes et densité des matériaux »)
Remarque : si un basalte doit être utilisé, veiller à ce qu'il soit bien dégazé.
Point de départ de l'utilisation du modèle :
Un même séisme enregistré par des stations situées à une distance différente de l’épicentre permet de
mettre en évidence des vitesses de plus en élevées en s'éloignant de l'épicentre. On peut mettre en place
l'augmentation de densité dans les roches plus profondes.
Pour être plus complet ou travailler sur une "piste":
http://www.edusismo.org/fiche_piste.asp?id=72&themes=255&public=1

L'HYPOTHÈSE D'UNE EXPANSION OCÉANIQUE ET SA
CONFRONTATION À DES CONSTATS NOUVEAUX
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• Connaissances :
La mise en évidence de bandes d'anomalies magnétiques symétriques par rapport à l'axe des dorsales
océaniques, corrélables avec les phénomènes d'inversion des pôles magnétiques (connus depuis le début du
siècle), permet d'éprouver cette hypothèse et de calculer des vitesses d'expansion.
 Modèle analogique et dispositif ExAO "banc magnétographe".
Permet la vérification de l’hypothèse : « La symétrie de ces anomalies par rapport à la dorsale s’expliquerait
par une formation au même endroit et au même moment.» http://svt.ac-montpellier.fr/spip/spip.php?article44
Point de départ de l'utilisation du modèle:
Enregistrement des anomalies magnétiques le long de la Ride Médio-Atlantique au sud de l’Islande.
 Utilisation d'un modèle analogique de convection :
Voir Belin p97
Point de départ de l’utilisation du modèle : carte du flux géothermique au niveau planétaire.
• Capacités et attitudes :
Comprendre comment la convergence des observations océanographiques avec les mesures de flux
thermique a permis d’avancer l’hypothèse d’une expansion océanique réactualisant l’idée d’une dérive des
continents.
Comprendre comment la corrélation entre les anomalies magnétiques découvertes sur le plancher
océanique et la connaissance plus ancienne de l’existence d’inversion des pôles magnétiques confirma
l’hypothèse de l’expansion océanique.