FÊTE DE LA SCIENCE : ATELIER CRATÈRES d`IMPACT

FÊTE DE LA SCIENCE :
ATELIER CRATÈRES d’IMPACT
Contact :
Julien Monteux ([email protected])
http://www.sciences.univ-nantes.fr/lpgnantes/
Matériel :
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appareil photo + chargeur + câble pour le relier à l’écran
pied appareil photo
écran avec port HDMI
lampe à courant continu
1 multiprise (pour écran + lampe + chargeur appareil photo)
bac transparent
structure lancement bille
billes
farine + cacao en poudre
Organisation :
Placer tout le matériel (sauf écran) dans un coin du plateau représentant la
topographie martienne (celui qui se trouve dans la bibliothèque)
Représentation schématique de l’atelier
Penser à régler la visée de l’objectif vers le point de chute de la bille.
Penser aussi à protéger l’objectif des éjectas de farine en plaçant l’appareil derrière
la paroi du bac transparent.
Allumer la lampe en cas de faible luminosité du soleil.
L’appareil photo et l’écran peuvent rester reliés même lors de l’enregistrement de la
vidéo.
Ce que peut faire le visiteur
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Préparer la topographie avant impact (i.e. placer la farine pour faire une
montagne ou un bassin)
Lancer la bille dans le tuyau
Faire deux impacts avec deux angles d’impacts différents
Enregistrement (sur CASIO EX-ZR200 NOIR)
Lorsque le dispositif est prêt
-­‐ Allumer l’appareil photo
-­‐ Juste avant de lancer la biller, appuyer sur le bouton
d’enregistrement vidéo
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Faire lancer la bille par le visiteur
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Rappuyer sur le bouton d’enregistrement vidéo pour arrêter l’enregistrement
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Appuyer sur le bouton
pour lancer la vidéo sur l’écran
NB: essayer de réduire au maximum le temps d’enregistrement. L’enregistrement se
fait à 400 images par seconde et la lecture sur l’écran se fait au ralenti à 25 images
par seconde. L’impact ne dure qu’une fraction de seconde. Limiter au maximum le
temps d’enregistrement permet de ne pas attendre l’impact trop longtemps lors de la
retransmission sur l’écran.
Pour ceux qui se sentent de faire un peu de montage en direct, il est possible de
rogner les parties inutiles de la vidéo (avant et après l’impact). Pour cela, il suffit de
lancer la lecture. Juste avant l’impact, appuyer sur le bouton SET pour mettre la
lecture en pause. Puis appuyer sur la partie inférieure du bouton rond entourant le
bouton SET. Sélectionner “Couper” pour supprimer le début de la séquence en
appuyant sur SET. Rappuyer sur la partie inférieure du bouton rond entourant le
bouton SET et sélectionner OUI. La partie du film où on attend la bille est ainsi
supprimée. Il est possible de faire de même avec la fin de l’enregistrement pour
supprimer la séquence après impact.
Pédagogie
Ce stand permet d’illustrer partiellement les processus se déroulant lors des impacts
météoritiques. Il ne met pas en évidence le caractère explosive de l’impact. En effet,
les vitesses sont beaucoup plus faibles que dans la réalité (~ 1 km/h au lieu de
plusieurs km/s). Ainsi les énergies mises en jeu son infiniment plus faibles (E~mV2).
Le matériel impacté est ici plus facilement déformable que de la roche, il n’y a pas de
déformation de l’impacteur, il n’y a pas de fusion du matériel impacté, le rebond
illustré dans la figure suivante ne se produit pas car il n’y a pas de rebond élastique
après le passage de l’onde de choc.
Représentation schématique de la formation d’un cratère simple
Il permet cependant de mettre notamment en évidence :
-­‐ l’excavation et l’éjection de matériel qui peut se faire à de grandes distances
du point d’impact
-­‐ l’effet de l’angle d’impact sur le déplacement du matériel éjecté
-­‐ l’influence que peut avoir un impact sur le resurfaçage topographique des
planètes
-­‐ le rôle des impacts pour mettre en surface du matériel issu de couches
profondes
Les figures d’impact sont observées sur de nombreux objets du système solaire.
Les cratères, des figures terrestres
Manicouagan (=70 km) (Quebec)
Tswaing (=1.1 km) (Afrique du Sud)
Meteor Crater (=1.2 km) (Arizona, USA)
Les cratères, des figures du système solaire
Cratères d’impact lunaires
Pour les petits impacteurs, les cratères ont une forme simple de bol.
Cratère simple lunaire Linné (=2.5 km)
Pour de très gros impacteurs, les cratères deviennent complexes et s’accompagnent
de couronnes et/ou de pics centraux
Cratère complexe lunaire Orientale (=1000 km)
Cratères d’impact martiens
Cratère Gale (=154 km) (Mission MSL)
Cratère Maunder (=107 km)
Le rôle des impacts dans l’histoire de la Terre :
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accrétion : accumulation d’impacts de matériel millimétrique à kilométrique
pour former les planètes
une grande source d’énergie pour le chauffage interne des planètes
l’extinction des Dinosaures (Cratère Chicxulub, Golfe du Mexique)
la formation du système Terre-Lune
Simulation numérique de la formation du système Terre-Lune