PRS 2012 - Jardin des Sciences

Document d’aide à la préparation d’une visite du musée de sismologie de Strasbourg à destination des enseignants du premier degré.
Document conçu par les personnes ressources sciences de la Direction Académique du Bas-Rhin - 2012
Musée&de&Sismologie&et&Magnétisme&Terrestre&
&
7‐9$rue$de$l'Université$STRASBOURG,$France$
Accueil$de$groupes$scolaires$CYCLE$3$sur$réservation$–$GRATUIT$
$
Réservations$:$Jardin$des$sciences$
jds‐[email protected]$$‐$03$68$85$24$50$
http://musee‐sismologie.unistra.fr$
$
Document&d’aide&à&la&préparation&&
d’une&visite&du&musée&
à&destination&des&enseignants&du&cycle&3&(Cm1‐Cm2).&
&
Ce$dossier$est$destiné$aux$enseignants$des$classes$de$cycle$3$souhaitant$organiser$une$visite$du$
musée$de$sismologie$et$magnétisme$terrestre.$
$
Il$a$été$élaboré$en$2012,$avant$le$développement$de$l’animation$cycle$3$«$Un#sismomètre,#pour#quoi#
faire#?$»$par$l’EOST$et$le$Jardin$des$sciences,$$animation$qui$amène$les$élèves$à$comprendre$le$
principe$d’un$sismomètre,$l’origine$des$séismes$et$les$moyens$de$prévention.$
(voir$fiche$pédagogique$sur$http://jardin‐
sciences.unistra.fr/uploads/media/Un_sismometre_pour_quoi_faire.pdf)$$
$
Seule$une$visite$guidée$classique$du$musée$était$alors$proposée,$et$elle$ne$pouvait$être$profitable$
qu’à$condition$qu’elle$soit$très$bien$préparée$dans$le$cadre$du$programme.$
$
Vous$pouvez$cependant$exploiter$les$documents$de$ce$dossier$pour&préparer&votre&venue$à$
l’animation$«$Un#sismomètre#pour#quoi#faire#?$»$$(représentations$initiales,$questionnement$à$partir$
d’articles$de$presse),$ou$pour$approfondir&la&thématique&des&séismes&en&classe$(recherches$
documentaires$ou$expérimentales).$
$
Le$dossier$comporte$6$fiches$décrivant$des$séances$s’inscrivant$dans$cet$objectif$:$
- Expression$des$représentations$initiales.$
- Situation$inductrice$:$analyse$d’un$article$de$journal$qui$relate$un$tremblement$de$terre.$
- Phase$expérimentale$:$simulation$de$la$propagation$des$ondes,$modélisation.$
- Les$instruments$de$mesure$et$leur$principe.$Construction$d’un$sismographe.$
- Cartographie$et$repérage$des$zones$de$sismicité$:$les$failles,$la$tectonique$des$plaques,$la$
dérive$des$continents.$
- La$prévention,$la$protection$et$les$secours$en$cas$de$séisme.$

Document d’aide à la préparation d’une visite du musée de sismologie de Strasbourg à destination des enseignants du premier degré.
Document conçu par les personnes ressources sciences de la Direction Académique du Bas-Rhin - 2012
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Sommaire&
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&
Informations&générales&
&
1. Programmes$de$l’éducation$Nationale$
$
2. Ce$qu’il$faut$savoir$pour$comprendre$le$phénomène$des$séismes$
$
$
Séquence&pédagogique&
&
3. Tableau$récapitulatif$de$la$séquence$
$
4. Séance$$n°$1$:$$Exprimer$ses$représentations$initiales$
$
5. Séance$$n°$2$:$$S’informer$et$se$poser$des$questions$
&
6. Séance$$n°$3$:$$Comprendre$par$la$modélisation&
&
7. Séance$$n°$4$:$Comprendre$les$instruments$de$mesure$et$leur$principe&
&
8. Séance$$n°$5$:$Cartographie$et$repérage$des$zones$de$sismicité$$$
&
9. Séance$$n°$6$:$comprendre$la$prévention,$la$protection$et$les$secours$en$cas$de$
séisme$
$
10. Bonus$:$séance$n°$7$:$Modéliser$un$tsunami$
$
$
Annexes&
$
11. Glossaire&
&
12. Annexes$:$les$fiches$«$élève$»&
 Fiche$«$élève$»$n°1a$$:$un$questionnaire$d’évaluation$initiale$
 Fiche$«$élève$»$n°1b$$:$réponses$
 Fiche$«$élève$»$n°$2$$:$articles$de$journaux$relatant$un$tremblement$de$terre.$
 Fiche$«$élève$»$n°$3$$:$un$questionnaire$pour$accompagner$l’analyse$les$
articles$
 Fiche$«$élève$»$n°$4$$:$plaques$tectoniques$et$répartition$des$séismes$
 8$fiches$«$élève$»$n°$5$$:$comprendre$par$la$modélisation$(modélisation$
séance$3)$
 Fiche$«$élève$»$n°$6$:$Zonage$sismique$de$la$France$
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Document conçu par les personnes ressources sciences de la Direction Académique du Bas-Rhin - 2012
&
1&–&Programmes&de&l’Education&Nationale&
&
Extraits&des&programmes&de&2008&:&
Les$sciences$expérimentales$et$les$technologies$ont$pour$objectif$de$comprendre$et$de$décrire$le$monde$réel,$
celui$de$la$nature$et$celui$construit$par$l’Homme,$d’agir$sur$lui,$et$de$maîtriser$les$changements$induits$par$
l’activité$humaine.$Leur$étude$contribue$à$faire$saisir$aux$élèves$la$distinction$entre$faits$et$hypothèses$
vérifiables$d’une$part,$opinions$et$croyances$d’autre$part.$
Le&ciel&et&la&Terre$
Le$mouvement$de$la$Terre$(et$des$planètes)$autour$du$Soleil,$la$rotation$de$la$Terre$sur$elle‐même$;$la$durée$du$
jour$et$son$changement$au$cours$des$saisons.$
Le$mouvement$de$la$Lune$autour$de$la$Terre.$
Lumières$et$ombres.$
Volcans$et$séismes,$les$risques$pour$les$sociétés$humaines.$
Progressions&pour&le&cycle&des&approfondissements&:&
Extrait$du$bulletin$officiel$n°$1$du$5$janvier$2012$(Le$ciel$et$la$Terre)$
Cours&élémentaire&2&&
Cours&moyen&1&
Cours&moyen&2&
$
Volcans$et$séismes$
‐$Décrire$une$éruption$volcanique$
terrestre$en$utilisant$un$vocabulaire$
adapté.$
‐$Distinguer$les$différents$types$
d’éruption.$
‐$Connaître$le$phénomène$des$
tremblements$de$terre.$
Vocabulaire$:$volcan,$éruption,$
projection,$
cône$volcanique,$magma,$lave,$
cratère,$
cendres,$tremblement$de$terre.$
$
$
Volcans$et$séismes,$les$risques$pour$
les$sociétés$humaines$
‐$Identifier$les$risques$que$
représentent$
les$séismes,$les$tsunamis$et$les$
éruptions$
volcaniques$pour$la$population,$
notamment$en$lien$avec$les$
événements$
naturels$se$produisant$au$cours$de$
l’année$scolaire.$
Vocabulaire$:$croûte$terrestre,$
séisme,$
échelle$de$Richter,$sismographe.$
$
Volcans$et$séismes,$les$risques$pour$
les$sociétés$humaines$
‐$Mobiliser$ses$connaissances$sur$
les$
risques$sismiques$et$volcaniques$
pour$
faire$le$lien$avec$la$prévention$des$
risques$majeurs,$notamment$à$
propos$
des$événements$naturels$se$
produisant$
au$cours$de$l’année$scolaire$
(circulairen°2002‐119?du?29?mai?
2002,?pour?la?prise?en?compte?de?la?
dimension?éducative?des?PPMS).?
$
$
Documents&d’accompagnement&des&programmes&de&2002&:&connaissances&
–$Le$magma$est$le$résultat$de$la$fusion$partielle$de$roches.$Cette$fusion$se$déroule$à$quelques$dizaines$de$
kilomètres$de$profondeur.$Le$magma$remonte$vers$la$surface,$empruntant$une$ou$plusieurs$fissures$de$la$
croûte$terrestre.$La$sortie$du$magma$(et$ses$conséquences$et$phénomènes$associés$:$nuées$ardentes…)$
constitue$une$éruption$volcanique.$Une$éruption$présente$souvent$des$signes$précurseurs,$une$période$
d’activité$maximale$(écoulements$de$laves,$explosions,$nuées$ardentes…)$;$enfin,$une$période$d’accalmie$plus$
ou$moins$longue.$
–$Un$séisme$correspond$au$mouvement$brusque$d’une$ancienne$fracture$de$roches$en$profondeur$ou$à$la$
formation$d’une$nouvelle$faille.$Des$vibrations$plus$ou$moins$fortes$peuvent$être$ressenties$en$surface.$Ces$
manifestations$peuvent$être$catastrophiques$ou$imperceptibles.$
–$L’étude$des$risques$majeurs$naturels$permet$de$rechercher$les$conditions$de$leur$prévention.$
Pour?en?savoir?plus?
La$Terre$est$formée$de$couches$concentriques$de$nature$et$de$consistance$différentes.$Par$exemple,$en$
surface,$la$lithosphère$terrestre$rigide$et$cassante$est$formée$de$plaques$qui$se$déplacent$sur$une$couche$
également$solide$mais$lentement$déformable$à$l’échelle$du$temps$du$mouvement$des$plaques$(des$millions$
d’années).$La$répartition$des$séismes,$des$volcans$à$la$surface$de$la$Terre$est$en$relation$avec$la$structure$
discontinue$de$la$lithosphère$terrestre.$Le$déplacement$des$plaques$provoque$une$lente$déformation$des$
roches$qui$cassent$lorsqu’elles$ont$atteint$leur$limite$de$résistance,$ensuite$un$rebond$élastique$provoque$les$
ondes$sismiques.$

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Document conçu par les personnes ressources sciences de la Direction Académique du Bas-Rhin - 2012
2&–&Ce&qu’il&faut&savoir&pour&comprendre&le&phénomène&des&séismes$
Notre$planète,$la$Terre,$est$soumise$à$des$phénomènes$géologiques$internes$qui$se$traduisent$par$des$
éruptions$volcaniques$et$des$tremblements$de$terre,$aussi$appelés$séismes.$
Structure&de&la&Terre$
La$Terre$est$constituée$d’enveloppes$rocheuses$concentriques$de$constitution$différente.$On$distingue$trois$
enveloppes$principales,$la$croûte,$le$manteau$et$le$noyau.$
##### #### #
&&
La$partie$superficielle$du$globe$réunissant$la$croûte$et$la$lithosphère$est$divisée$en$plaques,$les$plaques$
lithosphériques$ou$plaques$tectoniques.$Elles$se$déplacent$les$unes$par$rapport$aux$autres$de$1$à$20$cm$par$an.$
La$surface$du$globe$est$donc$en$mouvement$permanent.$$
Les$plaques$tectoniques$et$leurs$mouvements$
Le$déplacement$des$plaques$est$dû$à$de$lents$mouvements$de$la$matière$qui$constitue$le$manteau$sur$lequel$
les$plaques$reposent.$Ces$mouvements$sont$liés$au$flux$de$chaleur$issu$de$l’intérieur$du$globe.$Les$plaques$
coulissent$l’une$contre$l’autre,$s’écartent$ou$convergent.$Ces$flux$sont$à$l’origine$des$tremblements$de$terre$et$
de$la$majorité$des$éruptions$volcaniques.$Ils$sont$aussi$à$l’origine$de$la$formation$des$océans$et$des$chaînes$de$
montagne$et$expliquent$que$leurs$fluctuations$au$cours$de$l’histoire$de$la$Terre.$$
$
Les&séismes&ou&tremblement&de&terre&
Les$tremblements$de$terre,$encore$appelés$séismes,$sont$une$conséquence$des$mouvements$des$plaques$
tectoniques$et$correspondent$à$la$rupture$des$roches$au$sein$de$l’écorce$terrestre.$Le$lent$déplacement$des$
plaques$entraîne$la$déformation$progressive$des$roches$situées$en$profondeur$pendant$des$dizaines,$voire$des$
centaines$d’années,$jusqu’à$ce$que$leur$seuil$d’élasticité$soit$dépassé.$Comprimées,$étirés$ou$cisaillées,$les$
roches$résistent$et$se$déforment$comme$un$élastique$jusqu’au$point$de$rupture.$Il$se$produit$alors$une$fracture$
accompagnée$d’une$libération$d’énergie$sous$forme$d’ondes.$Très$souvent,$les$séismes$se$produisent$au$niveau$
de$zones$de$faiblesse$de$l’écorce$terrestre,$les$failles,$qui$correspondent$à$d’anciennes$zones$de$fracture$
réactivées.$$
$
Foyer&et&épicentre&
La$zone$de$l’écorce$terrestre$où$se$produit$la$rupture$est$appelée$foyer.$Elle$se$situe$à$des$profondeurs$allant$
de$700$km$jusqu’à$quelques$dizaines$de$km$de$profondeur.$Le$point$de$la$surface$du$sol$situé$à$la$verticale$du$
foyer$est$appelé$épicentre.$
À$partir$du$foyer,$les$ondes$sismiques$se$propagent$dans$toutes$les$directions.$On$mesure$ces$mouvements$
avec$des$appareils$appelés$sismométres$(ou$sismographes)$qui$permettent$d’établir$diverses$échelles$de$
magnitude$(énergie$dégagée$par$le$séisme)$ou$d’intensité$(effets$ou$dégâts$qu’il$produit).$Les$séismes$sont$des$
phénomènes$fréquents,$mais$la$majorité$d’entre$eux$n’est$pas$ressentie.$Pour$limiter$les$dégâts,$la$construction$
des$bâtiments$dans$les$zones$à$risque$doit$obéir$à$des$normes$parasismiques.$
La&sismicité&en&France&
Les$zones$où$des$séismes$importants$peuvent$survenir$sont$connues.$On$appelle$sismicité$(ou$séismicité)$la$
distribution$géographique$des$séismes$en$fonction$du$temps.$
On$dénombre$en$moyenne$chaque$année$une$vingtaine$de$séismes$de$magnitude$supérieure$à$3.5.$5000$
séismes$ont$été$enregistrés$depuis$10$siècles;$la$rareté$des$séismes$de$magnitude$supérieure$à$7$(4$par$siècle)$
ne$doit$pas$faire$oublier$qu'ils$peuvent$être$très$destructeurs$s'ils$sont$localisés$près$des$villes.$$$
$
noyau
manteau
croûte

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Document conçu par les personnes ressources sciences de la Direction Académique du Bas-Rhin - 2012
$
$
Depuis$le$22$octobre$2010,$la$France$dispose$d’un$nouveau$zonage$sismique$divisant$le$territoire$national$en$
cinq$zones$de$sismicité$croissante$en$fonction$de$la$probabilité$d’occurrence$des$séismes&
Pour&en&savoir&plus&:&&
- le$site$du$musée$de$sismologie$http://eost.u‐strasbg.fr/musee/&&
- le$site$de$la$Main$à$la$pâte$http://www.lamap.fr&
- le$projet$www.quand‐la‐terre‐gronde.fr$et$le$concours$www.mavilleseprepare.fr$&