revision st et ste - La science et fiction de Robert

ST et STE Résumé des chapitres 1 à 14
CHAPITRE 1
L’atome et les éléments
1 ! QU’EST-CE QUE L’ATOME ?
•! L’atome est la plus petite particule de matière. Il ne peut pas être divisé chimiquement (p. 7).
•! Comme l’atome est trop petit pour qu’on puisse l’observer directement, les scientifiques ont imaginé divers
modèles pour le représenter (p. 7).
•! Selon Dalton, l’atome est semblable à une bille, solide et indivisible. Tous les atomes d’un même élément sont
identiques (même masse, même taille, mêmes propriétés chimiques), mais diffèrent de ceux des autres éléments
(p. 8).
•! L’électron est une des particules qui constituent l’atome. Il porte une charge négative (p. 11).
•! Le proton est une des particules qui constituent l’atome. Il est situé dans le noyau et porte une charge positive (p.
13).
•! Le modèle atomique de Rutherford-Bohr est une représentation de l’atome incluant un noyau très petit, composé
de protons chargés positivement, autour duquel les électrons, de charge négative, circulent selon des orbites
spécifiques (p. 15).
!
•! Le neutron est une des particules qui constituent l’atome. Avec le proton, il forme le noyau. Il ne possède
aucune charge électrique. Il est donc neutre (p. 16).
!
•! Le modèle atomique simplifié est une représentation de l’atome indiquant le nombre de protons et de
neutrons présents dans le noyau, ainsi que le nombre d’électrons présents dans chacune des couches
électroniques (p. 16).
2 ! LA CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
•! Une classification périodique est une façon de classer les éléments selon certaines de leurs propriétés (p. 17).
•! Le tableau périodique des éléments est une représentation dans laquelle les éléments sont regroupés selon leurs
propriétés physiques et chimiques (p. 17).
•! Les éléments peuvent être classés en trois catégories : les métaux, les non-métaux et les métalloïdes (p. 20).
•! Un électron de valence est un électron situé sur la dernière couche électronique d’un atome (p. 21).
•! Une famille correspond à une colonne du tableau périodique. Les éléments d’une même famille ont des
propriétés chimiques semblables parce qu’ils ont tous le même nombre d’électrons de valence (p. 21).
•! Une période correspond à une rangée du tableau périodique. Tous les éléments d’une période ont le même
nombre de couches électroniques (p. 23).
!
•! La périodicité des propriétés est la répétition ordonnée des propriétés d’une période à l’autre (p. 24).
•! Le numéro atomique représente le nombre de protons que contient le noyau d’un atome. Il permet de
distinguer un élément d’un autre (p. 24).
!
•! La masse atomique relative correspond à la masse d’un atome établie par comparaison avec un élément
de référence, soit le carbone 12 (p. 25).
!
•! Le nombre de masse est un nombre entier indiquant la somme du nombre de protons et de neutrons d’un
atome (p. 25).
!
•! Un isotope est un atome d’un élément ayant le même nombre de protons qu’un autre atome du même
élément, mais un nombre différent de neutrons (p. 26).
3 ! LA REPRÉSENTATION DES ATOMES
•! Les informations nécessaires pour représenter un atome sont fournies par le tableau périodique (p. 27).
•! La notation de Lewis est une représentation simplifiée de l’atome dans laquelle seuls les électrons de valence
sont illustrés. Ils sont disposés un par un selon les quatre points cardinaux autour du symbole chimique, puis,
lorsque ces quatre points sont occupés, ils peuvent être doublés pour former des paires (p. 27).
1
•! Selon le modèle de Rutherford-Bohr, un petit noyau de charge positive est représenté à l’aide d’une petite boule,
qui porte le numéro atomique de l’élément et le signe « + » (symbolisant les protons), autour de laquelle sont
représentés autant de cercles qu’il y a de couches électroniques (le nombre de couches correspond au numéro
de la période). Les électrons de valence (boules plus petites dont l’intérieur porte le signe « – ») sont disposés
sur la couche électronique la plus éloignée, selon les quatre points cardinaux, comme dans la notation de Lewis.
Les électrons manquant pour atteindre le numéro atomique sont représentés pour compléter les couches
électroniques (p. 27-28).
!
•! D’après le modèle atomique simplifié, l’atome est représenté à l’aide de chiffres, de symboles et d’arcs de
cercles. Cette représentation permet de repérer facilement le nombre de protons et de neutrons ainsi que
de visualiser le nombre d’électrons présents sur chaque couche électronique. Les protons et les
électrons sont représentés comme dans le modèle de Rutherford-Bohr, sauf que la lettre « p » est
indiquée après le nombre de protons, la charge positive (le signe « + ») est mise en exposant, des arcs de
cercles remplacent les cercles et le nombre d’électrons est indiqué en chiffres suivi du symbole « e » et
du signe « – » en exposant. Le nombre de neutrons (calculé en soustrayant le nombre de masse du
numéro atomique de la masse atomique relative arrondi au nombre entier) est indiqué dans le noyau
suivi du symbole « n » (p. 28).
•! Comme son nom l’indique, dans le modèle « boules et bâtonnets », l’atome est symbolisé par une boule dont la
taille est, généralement, proportionnelle à son nombre de couches électroniques. Les liens qui l’unissent aux
autres atomes sont illustrés à l’aide de bâtonnets (p. 29).
4 ! LA NOTION DE MOLE
•! La mole est la quantité qui équivaut au nombre d’atomes dans exactement 12 g de carbone 12. Son
symbole est « mol » (p. 30).
•! La masse molaire d’une substance est la masse d’une mole de cette substance (p. 30).
•! Le nombre d’Avogadro représente la quantité d’entités présentes dans une mole. Il équivaut à 6,02 × 1023
(p. 31).
CHAPITRE 2
Les molécules et les solutions
1 ! QU’EST-CE QU’UNE MOLÉCULE ?
•! Une molécule est un ensemble de deux ou de plusieurs atomes liés chimiquement (p. 40).
•! Un ion est un atome qui porte une charge électrique à la suite de la perte ou du gain d’un ou de plusieurs
électrons (p. 42).
!
•! Un ion polyatomique est un groupe de deux atomes ou plus chimiquement liés et portant une charge
électrique à la suite de la perte ou du gain d’un ou de plusieurs électrons (p. 44).
•! Une liaison chimique est une union de deux atomes à la suite du transfert ou du partage d’un ou de
plusieurs électrons (p. 45).
•! Une liaison ionique est le résultat du transfert d’un ou de plusieurs électrons d’un atome (généralement
un métal) à un autre atome (généralement un non-métal) (p. 46).
•! Une liaison covalente est le résultat du partage d’une ou de plusieurs paires d’électrons entre deux
atomes (généralement deux non-métaux) (p. 46).
•! La formule chimique est une représentation symbolique d’une molécule. Le symbole chimique de chacun
des éléments qui la compose doit y apparaître (p. 48).
2
LES PROPRIÉTÉS DES SOLUTIONS
•! Une solution est un mélange homogène dans lequel on ne peut pas distinguer les substances qui le composent,
même avec l’aide d’un instrument d’observation (p. 51).
•! Une solution aqueuse est une solution dans laquelle le solvant est l’eau (p. 51).
•! La concentration d’une solution correspond à la quantité de soluté dissous par rapport à la quantité de solution
(p. 52).
•! La concentration en PPM (ou en parties par million) correspond au nombre de parties de soluté dissous dans un
million de parties de solution (p. 53).
2
•! La concentration molaire équivaut au nombre de moles de soluté dissous dans un litre de solution
(p. 54).
•! Un électrolyte est une substance qui, dissoute dans l’eau, permet le passage du courant électrique (p. 55).
•! La conductibilité électrique d’une solution est sa capacité de permettre le passage du courant électrique (p. 55).
•! La dissociation électrolytique est la séparation d’une substance dissoute en deux ions de charges opposées
(p. 55).
•! La force d’un électrolyte correspond à son taux de dissociation électrolytique. Plus ce taux est élevé,
plus l’électrolyte est fort (p. 58).
•! Un acide est une substance qui libère des ions H+ en solution aqueuse (p. 58).
•! Une base est une substance qui libère des ions OH- en solution aqueuse (p. 59).
•! Un sel est une substance provenant de la liaison entre un ion métallique et un ion non métallique (autres que les
ions H+ et OH-) (p. 59).
•! Le Ph est une propriété qui permet de distinguer les solutions acides, les solutions basiques et les solutions
neutres (p. 60).
•! En fait, le Ph est une indication de la concentration des ions H+ présents dans une solution (p. 61).
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
1 ! QU’EST-CE QUE L’ÉNERGIE ?
•! L’énergie est la capacité d’accomplir un travail ou de provoquer un changement (p. 71).
•! Un transfert d’énergie est le passage de l’énergie d’un milieu à un autre (p. 71).
•! Une transformation d’énergie est le passage de l’énergie d’une forme à une autre (p. 71).
•! La loi de la conservation de l’énergie implique que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite : elle peut seulement
être transférée ou transformée. La quantité totale d’énergie d’un système isolé demeure toujours constante
(p. 71).
•! Le rendement énergétique est le pourcentage d’énergie consommée par une machine ou un système qui a été
transformée en énergie utile (p. 72).
•! L’énergie thermique est l’énergie que possède une substance en raison de la quantité de particules qu’elle
contient et de leur température (p. 73).
•! La chaleur est un transfert d’énergie thermique entre deux milieux de températures différentes. La chaleur passe
toujours du milieu ayant la température la plus élevée au milieu ayant la température la plus basse (p. 73).
•! La température est une mesure du degré d’agitation des particules d’une substance (p. 74).
•! La capacité thermique massique correspond à la quantité d’énergie thermique qu’il faut fournir à un
gramme d’une substance pour augmenter sa température de un degré Celsius (p. 74).
•! L’énergie cinétique est l’énergie que possède un objet en raison de son mouvement (p. 76).
•! L’énergie cinétique d’un objet dépend de sa masse et de sa vitesse (p. 76).
•! L’énergie potentielle gravitationnelle est l’énergie de réserve que possède un objet en raison de sa
masse et de sa hauteur par rapport à une surface de référence (p. 77).
•! La somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle constitue l’énergie mécanique d’un système
(p. 78).
2 LE MOUVEMENT ET LES FORCES
•! Dans la plupart des cas, on trouve une ou plusieurs forces à l’origine du mouvement d’un objet (p. 79).
•! La vitesse, le déplacement, le temps et l’accélération sont les principales variables qui permettent de
décrire le mouvement (p. 79).
•! Une force est une action capable de modifier le mouvement d’un objet ou de le déformer en le poussant
ou en le tirant (p. 80).
3
•! Une force est toujours exercée par un corps sur un autre corps. De plus, elle est toujours orientée dans
une direction (p. 80).
•! Il existe quatre principaux types de forces : la force gravitationnelle, la force électromagnétique, la force
nucléaire forte et la force nucléaire faible (p. 81).
•! La force gravitationnelle est une force d’attraction qui s’exerce entre tous les objets en raison de leur
masse et de la distance qui les sépare (p. 81).
•! La masse est une mesure de la quantité de matière d’un objet (p. 83).
•! Le poids est une mesure de la force gravitationnelle exercée sur un objet (p. 83).
•! La force efficace est la composante d’une force responsable de la modification du mouvement d’un objet.
Elle correspond à la composante de la force parallèle au mouvement produit (p. 88).
•! Un travail est effectué lorsqu’une force appliquée sur un objet provoque un déplacement de cet objet, ou
d’une partie de celui-ci, dans la même direction que cette force ou que l’une de ses composantes (p. 90).
CHAPITRE 4
Les transformations de la matière
1 ! QU’EST-CE QU’UNE TRANSFORMATION DE LA MATIÈRE ?
•! Une transformation physique ne modifie ni la nature ni les propriétés caractéristiques de la matière. Les atomes
et les molécules ne changent pas (p. 108).
•! Une transformation chimique modifie la nature et les propriétés caractéristiques de la matière. Elle implique un
réarrangement des liaisons entre les atomes et la formation de nouvelles molécules (p. 108).
•! Une transformation nucléaire implique un réarrangement des particules qui composent le noyau des atomes et la
formation de nouveaux éléments (p. 108).
2 LES TRANSFORMATIONS CHIMIQUES
•! Une transformation chimique est aussi appelée « réaction chimique » (p. 109).
•! La loi de la conservation de la masse stipule que la masse totale des réactifs est toujours égale à la masse totale
des produits (p. 111).
•! Balancer une équation chimique consiste à placer des coefficients devant chaque réactif et chaque produit, de
façon que le nombre d’atomes de chaque élément du côté des réactifs soit égal au nombre d’atomes de chaque
élément du côté des produits (p. 111).
•! La stœchiométrie est l’étude des quantités de réactifs nécessaires à la réalisation d’une réaction
chimique et des quantités de produits qui seront formées (p. 112).
•! Une réaction exothermique est une transformation qui dégage de l’énergie (p. 114).
•! Une réaction endothermique est transformation qui absorbe de l’énergie (p. 114).
•! La neutralisation acidobasique est une transformation chimique qui implique la réaction d’un acide avec
une base, ce qui produit un sel et de l’eau (p. 119).
•! L’oxydation est une transformation chimique impliquant de l’oxygène ou une substance ayant des
propriétés semblables (p. 120).
•! La combustion est une forme d’oxydation qui libère beaucoup d’énergie (p. 122).
•! La respiration cellulaire est une transformation chimique qui utilise le glucose et le dioxygène afin de dégager de
l’énergie. Elle produit également du dioxyde de carbone et de l’eau (p. 123).
•! La photosynthèse est une transformation chimique qui produit du glucose et du dioxygène à partir de l’énergie du
soleil, du dioxyde de carbone et de l’eau (p. 124).
3 LES TRANSFORMATIONS NUCLÉAIRES
•! La stabilité nucléaire correspond à l’état d’un noyau dans lequel la force nucléaire est supérieure aux
forces de répulsion électrique des protons (p. 125).
•! La radioactivité est un processus naturel au cours duquel un atome instable se transforme spontanément
en un ou plusieurs atomes plus stables, tout en émettant de l’énergie sous forme de rayons (p. 126).
4
•! Le temps de demi-vie correspond au temps nécessaire à la désintégration de la moitié des noyaux d’un
échantillon de matière radioactive (p. 128).
•! La fission nucléaire est une réaction nucléaire qui consiste à briser le noyau d’un gros atome pour
former deux ou plusieurs noyaux d’atomes plus légers (p. 129).
•! La fusion nucléaire est une réaction nucléaire qui consiste à fusionner deux petits noyaux d’atomes afin
de former un noyau plus lourd (p. 131).
CHAPITRE 5
L’électricité et le magnétisme
1 ! QU’EST-CE QUE L’ÉLECTRICITÉ ?
!
•! L’électricité est l’ensemble des phénomènes provoqués par les charges positives et négatives (p. 140).
!
•! La charge électrique est une propriété des protons et des électrons. Un proton porte une charge positive, tandis
qu’un électron porte une charge négative (p. 141).
!
•! Un corps chargé négativement possède un surplus d’électrons (plus d’électrons que de protons) (p. 141).
!
•! Un corps chargé positivement présente un déficit d’électrons (moins d’électrons que de protons (p. 141).
!
•! La charge élémentaire est la charge portée par un électron ou un proton. Elle vaut 1,602 × 10-19 C (p. 141).
!
•! Le coulomb est l’unité de mesure de la charge électrique. Un coulomb équivaut à la charge de 6,25 × 1018
électrons ou protons (p. 141).
!
•! L’électrisation consiste à créer un déséquilibre des charges dans la matière (p. 142).
!
•! Un conducteur est une substance qui permet aux charges de circuler librement (p. 143).
!
•! Un isolant est une substance qui ne permet pas aux charges de circuler librement (p. 143).
!
•! Un champ électrique correspond à la région de l’espace dans laquelle la force électrique d’un corps
chargé peut agir sur un autre corps chargé (p. 144).
2
L’ÉLECTRICITÉ STATIQUE
!
•! L’électricité statique est l’ensemble des phénomènes liés aux charges électriques au repos (p. 145).
!
•! On peut électriser la matière de différentes façons : par frottement, conduction ou induction (p. 146).
!
•! La loi de Coulomb établit que la force qui s’exerce entre deux particules immobiles électriquement
chargées est directement proportionnelle au produit de leur charge et inversement proportionnelle au
carré de leur distance (p. 149).
3
L’ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE
!
•! L’électricité dynamique est l’ensemble des phénomènes liés aux charges électriques en mouvement (p. 150).
!
•! Un courant électrique est un déplacement ordonné des charges négatives portées par les électrons (p. 150).
!
•! Le sens conventionnel du courant correspond à la direction qu’emprunterait une particule positive dans un circuit
électrique. C’est pourquoi il va de la borne positive de la source de courant vers la borne négative (p. 150).
!
•! L’intensité du courant correspond au nombre de charges qui circulent en un point d’un circuit électrique par
seconde (p. 151).
!
•! La différence de potentiel correspond à la quantité d’énergie transférée entre deux points d’un circuit électrique
(p. 152).
!
•! La résistance électrique est la capacité d’un matériau de s’opposer au passage du courant électrique (p. 153).
!
•! La loi d’Ohm établit que, pour une résistance donnée, la différence de potentiel dans un circuit électrique est
directement proportionnelle à l’intensité du courant (p. 154).
!
•! La puissance électrique est la quantité de travail que peut accomplir un appareil électrique par seconde (p. 155).
!
•! Un circuit électrique est un montage qui permet à des charges électriques de circuler en boucle, c’est-à-dire de
se maintenir en mouvement (p. 156).
!
•! Un circuit en série est un circuit dans lequel les éléments sont branchés les uns à la suite des autres (p. 158).
5
!
•! Un circuit en parallèle est un circuit qui comporte au moins un embranchement (p. 158).
!
•! La première loi de Kirchhoff indique que l’intensité du courant qui entre dans un élément ou dans un
nœud d’un circuit électrique est toujours égale à l’intensité du courant qui en sort (p. 159).
!
•! La seconde loi de Kirchhoff énonce que, dans un circuit électrique, l’énergie totale acquise par les
charges à la source d’énergie est toujours égale à l’énergie totale transférée par ces charges, et ce, quel
que soit leur parcours dans le circuit (p. 160).
!
•! La résistance équivalente correspond à la valeur de la résistance qui permettrait de remplacer toutes les
résistances d’un circuit par une seule (p. 162).
4 QU’EST-CE QUE LE MAGNÉTISME ?
!
•! Le magnétisme est l’ensemble des phénomènes provoqués par les aimants (p. 163).
!
•! Un aimant est un objet capable d’attirer les objets contenant du fer, du cobalt ou du nickel (p. 163).
!
•! Tous les aimants sont dotés d’un pôle nord et d’un pôle sud. Le pôle nord d’un aimant est l’extrémité qui s’oriente
naturellement vers le pôle magnétique de la Terre, situé près du pôle Nord géographique. L’autre extrémité de
l’aimant constitue son pôle sud (p. 165-166).
!
•! Un champ magnétique correspond à la région de l’espace dans laquelle la force magnétique d’un aimant peut
agir sur un autre aimant (p. 166).
!
•! Une substance ferromagnétique est une substance ayant la capacité d’acquérir des propriétés
magnétiques (p. 167).
!
•! La rémanence magnétique est une propriété qui décrit la capacité d’un matériau d’acquérir et de
conserver ses propriétés magnétiques (p. 167).
5 L’ÉLECTROMAGNÉTISME
!
•! L’électromagnétisme est l’ensemble des phénomènes résultant de l’interaction entre l’électricité et le magnétisme
(p. 167).
!
•! Un solénoïde est constitué d’un fil conducteur enroulé en plusieurs boucles et parcouru par un courant
électrique (p. 169).
!
•! Pour transformer un solénoïde en électroaimant, il suffit d’insérer une substance ferromagnétique à
l’intérieur (p. 170).
CHAPITRE 6
La lithosphère et l’hydrosphère
1 ! LA LITHOSPHÈRE
•! La lithosphère est l’enveloppe rigide constituée de la croûte terrestre et de la partie superficielle du manteau
supérieur (p. 184).
•! Les minéraux sont des corps solides inorganiques. Leur composition et leurs propriétés sont bien définies
(p. 185).
•! Les géologues classent les minéraux selon leurs propriétés (p. 185).
•! Pour exploiter les minéraux, il faut d’abord les repérer, puis extraire le minerai (p. 187).
•! Un minerai est une roche contenant des minéraux. Lorsque la quantité et la concentration d’un minéral sur un site
sont suffisamment intéressantes pour permettre l’exploitation, on parle alors d’un « gisement » (p. 187).
•! Une fois le minerai extrait, plusieurs étapes sont nécessaires pour séparer le minéral de la roche (p. 189).
•! Les roches sont des solides hétérogènes composés de plusieurs minéraux (p. 189).
•! Les roches ignées sont le résultat du refroidissement du magma (p. 190).
•! Les roches sédimentaires sont le résultat de l’accumulation et du compactage de débris (p. 191).
•! Les roches métamorphiques sont d’anciennes roches ignées ou sédimentaires qui ont subi une transformation à
cause de la chaleur ou de la pression (p. 191).
6
•! Comme les minéraux, certaines roches sont extraites du sous-sol pour subvenir aux besoins humains (p. 191).
•! Les horizons du sol sont des couches différenciées, plus ou moins parallèles à la surface du terrain (p. 192).
•! La capacité tampon d’un sol est la faculté de résister aux changements de pH si l’on ajoute des
composés acides ou basiques (p. 193).
•! Le pergélisol est un sol dont la température se maintient à 0 °C ou moins pendant au moins 2 ans (p. 194).
•! Les combustibles fossiles proviennent de la transformation de résidus organiques. Ces sources d’énergie
comprennent le pétrole, le gaz et le charbon (p. 196).
•! L’énergie nucléaire est l’énergie emmagasinée dans les liaisons qui unissent les particules du noyau d’un atome
(p. 198).
•! L’énergie géothermique désigne l’énergie qui provient de la chaleur interne de la Terre (p. 198).
•! L’épuisement des sols correspond à une perte de fertilité (p. 199).
•! La contamination est caractérisée par la présence anormale d’une substance nuisible dans un milieu
(p. 200).
2
L’HYDROSPHÈRE
•! L’hydrosphère correspond à l’enveloppe externe de la Terre qui regroupe l’eau sous ses états liquide, solide ou
gazeux (p. 201).
•! Les eaux continentales sont les eaux douces qui circulent sur les continents dont les eaux des fleuves, des
rivières, des lacs ainsi que les eaux souterraines (p. 201).
•! Un bassin versant désigne l’ensemble d’un territoire qui recueille toutes les eaux continentales pour les
concentrer vers un même point (p. 202).
•! La salinité est la mesure de la quantité de sels dissous dans un liquide (p. 204).
•! Un courant marin est un déplacement d’eau de mer caractérisé par une direction (p. 205).
•! La circulation océanique est le résultat de l’ensemble des courants marins qui sillonnent les océans (p. 205).
•! La boucle thermohaline désigne une immense boucle de circulation formée des courants marins de surface et
des courants de profondeur qui déplace les eaux partout sur le globe (p. 206).
•! La cryosphère désigne la portion de l’eau gelée à la surface de la Terre (p. 207).
•! La banquise est constituée des glaces qui flottent sur les océans près des pôles Nord et Sud (p. 207).
•! Un glacier est une masse de glace qui se forme par le tassement de la neige accumulée sur la terre ferme
(p. 208).
•! L’énergie hydraulique est l’énergie que l’on peut tirer de l’eau en mouvement (p. 209).
•! Les barrages hydroélectriques servent à convertir l’énergie des rivières ou des fleuves en énergie électrique
(p. 210).
•! L’eutrophisation est le processus par lequel les plans d’eau perdent leur oxygène en raison d’une
accumulation excessive de matières organiques et de nutriments (p. 212).
CHAPITRE 7
L’atmosphère et l’espace
1 ! L’ATMOSPHÈRE
•! !L’atmosphère est la couche d’air qui entoure la Terre (p. 222).
•! L’air est le mélange gazeux, composé surtout de diazote et de dioxygène, qui constitue l’atmosphère (p. 222).
•! La pression atmosphérique est la pression de l’air dans l’atmosphère (p. 224).
•! La circulation atmosphérique est le mouvement à l’échelle planétaire de la couche d’air entourant la Terre
(p. 226).
•! Les vents dominants sont de grands courants atmosphériques qui soufflent dans une direction donnée
à l’échelle planétaire (p. 228).
7
•! Une masse d’air est une grande étendue atmosphérique dont la température et l’humidité sont relativement
homogènes (p. 229).
•! Un anticyclone est une zone de circulation atmosphérique qui se déploie autour d’un centre de haute pression.
L’air tourne dans le sens horaire dans l’hémisphère Nord et dans le sens anti-horaire dans l’hémisphère Sud
(p. 231).
•! Une dépression est une zone de circulation atmosphérique qui se déploie autour d’un centre de basse pression.
L’air tourne dans le sens anti-horaire dans l’hémisphère Nord et dans le sens horaire dans l’hémisphère Sud
(p. 231).
•! Un cyclone est une tempête tropicale, caractérisée par des vents très violents qui tournent autour d’une zone de
basse pression (p. 232).
•! L’effet de serre est un processus naturel qui permet de retenir sur Terre une partie de la chaleur émise par le
Soleil (p. 233).
•! Les changements climatiques correspondent à une modification anormale des conditions climatiques sur Terre,
causée par les activités humaines (p. 234).
•! La couche d’ozone désigne la partie de l’atmosphère qui contient une concentration élevée de molécules
d’ozone et qui absorbe une partie des rayons ultraviolets émis par le Soleil (p. 236).
•! Le smog est un mélange épais de brouillard, de fumée et de polluants atmosphériques (p. 237).
•! L’énergie éolienne désigne l’énergie que l’on peut tirer du vent (p. 238).
2 ! L’ACTION DU SOLEIL ET DE LA LUNE SUR LA TERRE
•! L’énergie solaire est l’énergie que dispense le Soleil par son rayonnement à travers l’atmosphère (p. 241).
•! La marée est le mouvement ascendant puis descendant des eaux des mers et des océans. Elle est causée par
la force gravitationnelle de la Lune, et par celle du Soleil dans une moindre mesure (p. 244).
•! L’énergie marémotrice est l’énergie que l’on tire de la force des marées qui montent et descendent (p. 245).
CHAPITRE 8
La biosphère
1
QU’EST-CE QUE LA BIOSPHÈRE ?
•! La biosphère est l’enveloppe de la Terre qui abrite l’ensemble des organismes vivants (p. 254).
2 LES CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES
•! Un cycle biogéochimique correspond à un ensemble de processus grâce auxquels un élément passe d’un milieu
à un autre, puis retourne dans son milieu original, en suivant une boucle de recyclage infinie (p. 255).
•! Le cycle du carbone est un cycle biogéochimique qui correspond à l’ensemble des échanges de carbone sur la
planète (p. 257).
•! Le cycle de l’azote est un cycle biogéochimique qui correspond à l’ensemble des échanges d’azote sur la planète
(p. 259).
•! Le cycle du phosphore est un cycle biogéochimique qui correspond à l’ensemble des échanges de
phosphore sur la planète (p. 260).
3 LES BIOMES
•! Les biomes correspondent aux grandes régions de la planète qui se différencient par leur climat, leur faune et
leur végétation (p. 262).
•! Les biomes terrestres sont principalement caractérisés par la température et les précipitations (p. 263).
•! Les forêts tropicales se situent de part et d’autre de l’équateur. À ces latitudes, la température moyenne annuelle
varie entre 20 °C et 34 °C (p. 264).
•! Selon le climat et le type de sol, les forêts tropicales peuvent être sèches ou humides (p. 264).
•! Les forêts boréales représentent un peu plus du quart des forêts mondiales. Elles dessinent une ceinture de
verdure au-dessous du cercle polaire, dans l’hémisphère Nord (p. 266).
8
•! Sous un climat froid avec de longs hivers, les forêts boréales sont composées de conifères et d’un tapis de
mousses et de lichens. Elles se caractérisent aussi par ses nombreux lacs et marais (p. 266).
•! Les forêts tempérées sont situées au sud du Canada, aux États-Unis, en Europe et dans une partie de l’Asie. La
température moyenne annuelle y varie entre 8 °C et 10 °C, et les précipitations y sont abondantes (p. 267).
•! On peut distinguer trois types de prairies, grandes étendues couvertes d’herbes.
– Les prairies tempérées, où les étés sont souvent chauds et les hivers, longs et froids. Les plus vastes se
trouvent en Amérique du Nord et du Sud ainsi qu’en Asie.
– Les savanes, qui sont des prairies tropicales ou subtropicales situées dans des régions où il fait chaud toute
l’année, comme en Afrique, en Océanie et au nord de l’Amérique du Sud.
– Les prairies artificielles ou terres agricoles (p. 268).
•! Au nord des forêts boréales, les toundras forment une ceinture de végétation autour du pôle Nord. Elles sont
composées d’herbes, d’arbustes rabougris, de mousses et de lichens. Les hivers y sont très longs et très froids,
et les étés, très courts (p. 269).
•! Les déserts sont des zones peu propices à la vie en raison de faibles précipitations et de températures extrêmes.
Il existe des déserts de glace, de sable, de cailloux, etc. (p. 270).
•! Les milieux alpins sont définis en fonction de l’altitude et leur flore varie aussi en fonction de l’altitude. Ils sont
présents un peu partout sur la planète (p. 271).
•! Les biomes aquatiques occupent une grande partie de la surface de la Terre, soit environ 75 %. Selon leur
salinité, ils se divisent en biomes d’eau douce (2,5 %) et en biomes marins (97,5 %) (p. 272).
•! Les biomes d’eau douce sont plus nombreux dans les régions qui reçoivent beaucoup de précipitations (p. 272).
•! Les biomes d’eau douce comprennent les lacs, les cours d’eau (ruisseaux, rivières, fleuves) et les terres humides
(marais, marécages, tourbières) (p. 274-275).
•! Les biomes marins, constitués d’eau salée, regroupent les estuaires, les océans et les mers ainsi que les récifs
de coraux (p. 277).
CHAPITRE 9
Les populations et les communautés
1 ! L’ÉTUDE DES POPULATIONS
•! Une population est un ensemble d’individus d’une même espèce vivant dans un espace commun à un moment
déterminé (p. 292).
•! La taille d’une population correspond au nombre d’individus qui la composent (p. 293).
•! La densité d’une population correspond au nombre d’individus par unité d’aire ou par unité de volume (p. 297).
•! La distribution d’une population est la façon dont sont répartis les individus à l’intérieur de l’espace occupé par la
population (p. 298).
•! Un facteur écologique est un élément du milieu qui peut avoir un effet sur les êtres vivants qui y habitent (p. 299).
•! Les facteurs abiotiques sont les facteurs écologiques d’origine physique ou chimique (p. 300).
•! Les facteurs biotiques sont les facteurs écologiques liés aux actions des êtres vivants (p. 300).
•! Un facteur limitant est un facteur écologique qui a pour effet de réduire la densité d’une population (p. 300).
•! Le cycle biologique d’une population comprend des périodes d’augmentation et des périodes de diminution de sa
taille. Ces périodes sont d’une durée fixe et se répètent continuellement (p. 301).
2 L’ÉTUDE DES COMMUNAUTÉS
•! Une communauté est un ensemble de populations d’espèces différentes habitant le même milieu de vie (p. 303).
•! La biodiversité correspond à la variété d’espèces que compte une communauté (p. 303).
•! La compétition est la relation qui s’établit entre des êtres vivants qui luttent pour une ressource du milieu (p. 306).
•! La prédation est la relation qui unit deux êtres vivants, au cours de laquelle un être vivant se nourrit d’un autre
être vivant (p. 307).
•! Le mutualisme est la relation qui unit deux êtres vivants et qui permet à chacun d’en retirer des bénéfices
(p. 308).
9
•! Le commensalisme désigne la relation qui unit deux êtres vivants, par laquelle l’un est avantagé, tandis que
l’autre n’est ni avantagé ni désavantagé (p. 308).
CHAPITRE 10
Les écosystèmes
1 ! QU’EST-CE QU’UN ÉCOSYSTÈME ?
•! !Un écosystème est un ensemble d’organismes vivants qui interagissent entre eux et avec les éléments non
vivants du milieu qu’ils occupent (p. 318).
•! Les relations trophiques désignent les liens de nature alimentaire qui existent entre les organismes vivants d’un
écosystème (p. 319).
•! Les producteurs sont les organismes autotrophes d’un écosystème capable de créer de la matière organique à
partir de matière inorganique (p. 320).
•! Les consommateurs sont des organismes hétérotrophes qui se nourrissent d’autres organismes vivants (p. 321).
•! Les décomposeurs sont des organismes qui se nourrissent des déchets et des cadavres d’autres organismes
vivants (p. 322).
•! Le flux de matière et d’énergie dans un écosystème correspond à la circulation de la matière et de l’énergie entre
les organismes vivants ainsi qu’entre le milieu et les organismes vivants (p. 323).
•! Le recyclage chimique est un phénomène naturel qui, par l’action des décomposeurs, permet de remettre en
circulation de la matière inorganique dans un écosystème à partir de la matière organique (p. 324).
•! La biomasse est la masse totale de la matière organique présente à un moment donné dans un écosystème
(p. 326).
•! La productivité primaire d’un écosystème est la quantité de nouvelle biomasse obtenue par l’action de ses
producteurs (p. 326).
2 LES PERTURBATIONS
•! Une perturbation est un événement qui cause des dommages à un écosystème. Elle peut entraîner l’élimination
d’organismes et modifier la disponibilité des ressources (p. 327).
•! La succession écologique est une série de changements qui s’opèrent dans un écosystème à la suite d’une
perturbation, jusqu’à ce que l’écosystème atteigne un état d’équilibre (p. 329).
!
•! L’empreinte écologique est une estimation de la surface nécessaire permettant à un être humain d’avoir
toutes les ressources pour répondre à l’ensemble de ses besoins et assurer l’élimination de ses déchets
(p. 330).
3 L’ÉCOTOXICOLOGIE
•! L’écotoxicologie est l’étude des conséquences écologiques de la pollution de l’environnement par les
substances et les radiations qu’on y rejette (p. 331).
•! Un contaminant est une substance ou une radiation susceptible de causer du tort à un ou plusieurs
écosystèmes (p. 332).
•! Le seuil de toxicité correspond à la concentration au-delà de laquelle un contaminant produit un ou
plusieurs effets néfastes sur un organisme (p. 334).
•! La bioaccumulation est la tendance qu’ont certains contaminants à s’accumuler dans les tissus des
organismes vivants avec le temps (p. 335).
•! La bioconcentration (ou bioamplification) est un phénomène qui fait en sorte que la concentration d’un
contaminant dans les tissus des vivants a tendance à augmenter à chaque niveau trophique (p. 336).
4 DES BIOTECHNOLOGIES AU SERVICE DES ÉCOSYSTÈMES
•! La biodégradation est la décomposition de la matière organique en matière inorganique par des microorganismes (p. 337).
•! La biorestauration est une biotechnologie qui consiste à dépolluer un milieu par l’action de microorganismes qui y décomposent les contaminants (p. 337).
10
•! La phytoremédiation est une biotechnologie qui utilise des plantes ou des algues pour éliminer les
contaminants d’un milieu (p. 338).
•! Les eaux usées sont les eaux rejetées après leur utilisation domestique ou industrielle et qui sont
polluées à cause des activités humaines (p. 339).
CHAPITRE 11
La génétique
1 LES RESPONSABLES DES CARACTÈRES CHEZ LES ÊTRES VIVANTS
•! Un caractère est une propriété physique, psychologique ou physiologique qui peut varier d’un individu à
l’autre au sein d’une même espèce (p. 350).
•! La chromatine est un amas d’ADN et de protéines que l’on observe à l’intérieur du noyau de la plupart
des cellules qui ne sont pas en division (p. 351).
•! Un chromosome est une structure visible au microscope qui résulte de la condensation de la chromatine
(p. 352).
•! Un caryotype est une représentation ordonnée des chromosomes d’un individu obtenue par le
regroupement de ceux-ci par paires et en fonction de leur taille (p. 352).
•! Les gènes sont des segments d’ADN contenant l’information pour la fabrication des protéines (p. 354).
•! Une protéine est une molécule qui joue un rôle précis dans le fonctionnement d’un organisme et dans
l’expression de ses caractères (p. 355).
•! Un acide aminé est une molécule qui peut se lier à d’autres acides aminés pour former des protéines
(p. 356).
•! La synthèse d’une protéine est la fabrication d’une protéine par la cellule (p. 357).
2 LES PRINCIPES DE L’HÉRÉDITÉ
•! L’hérédité est la transmission des caractères des parents à leurs descendants (p. 359).
•! Une lignée pure est un groupe d’individus d’une même espèce qui, pour un caractère particulier,
n’engendre que des descendants ayant le même caractère, sans variation (p. 360).
•! Un croisement est un échange de gamètes entre deux individus différents qui se réalise lors de la
reproduction sexuée (p. 360).
•! Un hybride est un individu obtenu à la suite du croisement de deux individus génétiquement différents
(p. 361).
•! Une génération est l’ensemble des individus qui sont les descendants des mêmes individus (p. 361).
•! Un allèle est une variante possible d’un gène. La séquences des nucléotides de deux allèles différents
n’est pas la même (p. 362).
•! Un homozygote est un individu qui possède deux allèles identiques pour un caractère donné (p. 363).
•! Un hétérozygote est un individu qui possède deux allèles différents pour un caractère donné (p. 363).
•! Un allèle dominant est un allèle qui s’exprime lorsque l’individu possède deux allèles différents pour un
gène (p. 364).
•! Un allèle récessif est un allèle qui ne s’exprime pas lorsque deux allèles sont différents (p. 364).
•! Le génotype est le patrimoine génétique d’un individu. Il décrit l’ensemble des allèles d’un individu pour
certains gènes (p. 365).
•! Le phénotype est la façon dont le génotype se manifeste. Il décrit donc l’apparence ou l’état d’un individu
pour un ou plusieurs caractères (p. 365).
•! La loi de la ségrégation des allèles stipule que les deux allèles pour un même caractère se séparent lors
de la formation des gamètes. Donc, 50 % des gamètes obtiennent l’un des allèles et 50 % obtiennent
l’autre (p. 366).
•! Lors de la reproduction, la fusion des gamètes se fait au hasard (p. 367).
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3 LE CLONAGE
!
•! Le clonage est la reproduction d’un individu, d’une partie de celui-ci ou de l’un de ses gènes afin d’en
obtenir des copies exactes (p. 369).
! •! Le clonage naturel engendre des individus génétiquement identiques grâce à la reproduction asexuée
(p. 369).
!
•! Le clonage artificiel végétal ainsi que les clonages animal et humain nécessitent l’intervention humaine
(p. 370-373).
!
•! Le clonage humain est interdit dans plusieurs pays, dont le Canada (p. 373).
!
•! Le clonage reproductif consiste à utiliser des techniques en vue d’obtenir un nouvel individu
génétiquement identique à celui qui se fait cloner (p. 373).
!
•! Le clonage thérapeutique a recours à des techniques en vue d’obtenir des tissus ou des organes
génétiquement identiques à une personne devant subir une greffe (p. 373).
!
•! Le clonage génique consiste à produire de multiples copies d’un même gène (p. 373).
CHAPITRE 12
La fabrication des objets techniques
1 LES MATÉRIAUX DANS LES OBJETS TECHNIQUES
•! Pour établir quels sont les matériaux appropriés à la fabrication d’un objet technique, il faut déterminer les
contraintes auxquelles ils seront exposés ainsi que les déformations qui peuvent en découler. Il faut également
connaître les propriétés de ces matériaux (p. 386).
•! Une contrainte décrit l’effet causé à un matériau par des forces externes exercées sur lui. Les principaux types
de contraintes sont la compression, la traction, la torsion, la flexion et le cisaillement (p. 387).
•! Dans un objet, le matériau peut présenter trois types de déformation à la suite des contraintes qu’il a subies, soit
une déformation élastique ou permanente, ou encore une rupture (p. 387).
•! La façon dont un matériau réagit face à une contrainte dépend souvent des propriétés de ce matériau. Les
propriétés mécaniques d’un matériau décrivent son comportement lorsqu’il est soumis à une ou à plusieurs
contraintes. Parmi les propriétés mécaniques figurent, notamment, la dureté, l’élasticité, la résilience, la ductilité,
la malléabilité et la rigidité (p. 388).
•! D’autres propriétés peuvent être recherchées dans un matériau, comme la résistance à la corrosion, la
conductibilité électrique ou thermique (p. 389).
•! Tous les matériaux se dégradent plus ou moins rapidement. La dégradation des matériaux est la diminution de
certaines de leurs propriétés due aux effets du milieu ambiant (p. 389).
•! Pour contrer cette dégradation, il existe des moyens de protection. La protection des matériaux consiste à utiliser
des procédés qui empêchent ou retardent leur dégradation (p. 390).
2 LES CATÉGORIES DE MATÉRIAUX ET LEURS PROPRIÉTÉS
•! Parmi les matériaux qui ont été utilisés les premiers dans l’histoire de l’humanité figure le bois. Le bois est un
matériau provenant de la coupe et de la transformation des arbres (p. 390).
•! Les principales propriétés du bois sont la dureté, l’élasticité, la résilience et la ténacité; la faible conductibilité
thermique et électrique; la facilité d’assemblage et de façonnage; la beauté, la couleur et la teinte ainsi que la
légèreté (p. 391).
•! Les bois modifiés sont des bois traités ou des matériaux faits de bois mélangés à d’autres substances. On en
fait, par exemple, des contreplaqués, des panneaux de particules et des panneaux de fibres (p. 391).
•! Les bois sont des matériaux qui peuvent se dégrader rapidement. Pour protéger le bois contre l’action des
organismes qui le dégradent, on peut utiliser divers moyens. Par exemple, on peut le vernir, le peindre ou le
traiter à l’aide de divers enduits protecteurs. On peut également les chauffer à haute température (p. 392).
•! La céramique est un matériau solide obtenu par le chauffage de matière inorganique, contenant divers
composés, le plus souvent des oxydes (p. 392).
12
•! Les propriétés des céramiques varient selon la matière première qui est utilisée lors de leur confection ainsi que
les méthodes de cuisson. Les céramiques sont recherchées pour leur faible conductibilité électrique, leur dureté
généralement élevée, leur résistance à la chaleur et leur faible conductibilité thermique, leur résistance à la
corrosion ainsi que, dans certains cas, leur résilience (p. 393).
•! En général, les céramiques sont des matériaux très durables. Néanmoins, il faut éviter de les exposer à des
acides ou des bases ainsi qu’aux chocs thermiques. Le choix des matières premières et des températures de
cuisson appropriées peut améliorer encore davantage certaines de leurs propriétés (p. 394).
•! Un métal est un matériau extrait d’un minerai. Les métaux sont généralement brillants et bons conducteurs
d’électricité et de chaleur. Généralement, ils sont mélangés à d’autres substances, métalliques ou non, qui
permettent d’améliorer leurs propriétés. C’est ce qu’on appelle des « alliages ». Un alliage est le résultat du
mélange d’un métal avec une ou plusieurs autres substances, métalliques ou non (p. 394).
•! On distingue deux types d’alliages. Les plus abondants sont les alliages ferreux, dont le principal constituant est
le fer. Tous les autres alliages dont le principal constituant est un autre métal que le fer sont des alliages non
ferreux (p. 394).
•! La principale cause de dégradation des métaux et des alliages est l’oxydation, qui cause la corrosion. Pour
prémunir les métaux et les alliages contre la dégradation, la protection par revêtement et traitement des surfaces
est souvent utilisée. Elle consiste à isoler le matériau de son environnement et d’en traiter la surface afin d’y faire
adhérer un revêtement qui le protège (p. 395).
•! Les traitements thermiques de l’acier sont des méthodes qui améliorent certaines propriétés mécaniques de
l’acier grâce à des épisodes de chauffage. La trempe et le revenu permettent d’obtenir des aciers plus durs. Le
recuit permet de restaurer les propriétés de l’acier après sa déformation, par exemple à la suite d’une soudure
(p. 395).
•! Une matière plastique est un matériau fait de polymères auxquels on peut ajouter d’autres substances pour
obtenir les propriétés désirées. En général, les matières plastiques sont réparties en deux sous-catégories : les
thermoplastiques et les thermodurcissables. Un thermoplastique est une matière plastique qui ramollit
suffisamment sous l’action de la chaleur pour pouvoir être modelée ou remodelée et qui durcit suffisamment lors
de son refroidissement pour conserver sa forme. Un thermodurcissable est une matière plastique qui reste dure
en permanence, même sous l’effet de la chaleur (p. 397).
•! La dégradation des matières plastiques est souvent lente, mais elle est toujours irréversible. Trois principaux
facteurs peuvent entraîner leur dégradation : la pénétration de liquide, l’oxydation et les rayons ultraviolets. On
peut y remédier, entre autres, par l’ajout d’un revêtement imperméable, d’antioxydants, comme le noir de
carbone, et de pigments qui absorbent les rayons ultraviolets (p. 398).
•! Un matériau composite est formé de matériaux provenant de différentes catégories afin d’obtenir un matériau
possédant des propriétés améliorées. Dans un matériau composite, on distingue deux principales composantes :
la matrice et le renfort. La matrice constitue le squelette du matériau et lui donne sa forme. C’est aussi dans la
matrice que sont insérés les renforts (p. 399).
•! Selon la matrice et le type de renfort, chaque matériau composite possède ses propres caractéristiques (p. 401).
•! La dégradation des matériaux composites se manifeste principalement par la déformation ou la rupture de la
matrice ou des renforts et une perte d’adhérence entre la matrice et les renforts. Pour protéger les matériaux
composites de la dégradation, il faut donc s’assurer que les matériaux qui entrent dans leur conception n’auront
pas tendance à se déformer ou à se rompre dans les conditions auxquelles ils seront soumis. De plus, il faut
aussi s’assurer que la matrice et les renforts adhèrent fortement ensemble (p. 401).
3 LES DESSINS TECHNIQUES
•! Une projection est la représentation d’un objet en trois dimensions sur une surface à deux dimensions
(p. 402).
•! Lorsque l’objet est placé de façon à ce que les arêtes associées à la longueur, à la hauteur et à la
profondeur de l’objet forment entre eux des angles de 120o sur la feuille, on obtient une projection
isométrique (p. 402).
•! Pour obtenir une projection à vues multiples d’un objet, il faut se l’imaginer au centre d’un cube
transparent. En dessinant à l’aide des lignes de base du dessin technique les différentes vues de l’objet
telles qu’elles apparaîtraient sur les côtés du cube, on obtient une projection à vues multiples (p. 402).
•! Un dessin d’ensemble est un dessin technique présentant l’allure générale d’un objet (p. 403).
•! Un dessin d’ensemble éclaté est un dessin sur lequel les diverses pièces de l’objet sont dissociées les
unes des autres (p. 404).
13
•! Un dessin de détail est un dessin qui précise tous les détails utiles à la fabrication d’une pièce (p. 405).
•! La tolérance dimensionnelle est une indication de l’écart maximal acceptable entre une mesure spécifiée
et la mesure réelle sur l’objet (p. 406).
•! La cotation fonctionnelle d’un dessin précise des informations nécessaires au fonctionnement d’un objet
(p. 406).
•! Un développement est la représentation de la surface nécessaire pour fabriquer une pièce par pliage
(p. 407).
4 LA FABRICATION : OUTILS ET TECHNIQUES
•! La fabrication est une suite de manipulations permettant d’obtenir un objet technique (p. 410).
•! Un outil est un instrument utile à la fabrication d’un objet (p. 411).
•! Une machine-outil est un outil actionné et maintenu par des forces autres que la force humaine (p. 411).
•! Le processus de fabrication des objets se divise généralement en trois étapes :
– le mesurage et le traçage des pièces;
– l’usinage des pièces;
– l’assemblage et la finition des pièces (p. 411).
•! Le mesurage est l’action de déterminer une grandeur ou l’emplacement d’un trait (p. 412).
•! Le traçage est l’action de tracer des traits ou des repères sur un matériau (p. 412).
•! L’usinage consiste à façonner un matériau et à s’assurer qu’il possède la configuration désirée (p. 413).
•! Le découpage consiste à découper un matériau afin de lui donner la forme désirée (p. 414).
•! Le perçage consiste à faire un trou dans un matériau (p. 414).
•! Le taraudage est une technique d’usinage qui consiste à fabriquer des filets à l’intérieur de trous percés
dans un matériau (p. 415).
•! Le filetage est une technique d’usinage consistant à fabriquer des filets autour d’une tige (p. 415).
•! L’assemblage est un ensemble de techniques grâce auxquelles les différentes pièces d’un objet sont
réunies afin de former un objet technique. Parmi ces techniques figurent, notamment, le clouage, le
vissage, le collage, le rivetage, le jointage, le boulonnage et le soudage (p. 417).
•! La finition est un ensemble de techniques qui complètent la fabrication des pièces d’un objet (p. 417).
CHAPITRE 13
L’ingénierie mécanique
1 QU’EST-CE QUE L’INGÉNIERIE MÉCANIQUE ?
•! L’ingénierie mécanique est une branche de l’ingénierie qui se concentre sur la conception, la production,
l’analyse, le fonctionnement et le perfectionnement des objets techniques dans lesquels des pièces sont en
mouvement (p. 426).
2 LES LIAISONS DANS LES OBJETS TECHNIQUES
•! Une liaison permet de maintenir ensemble deux ou plusieurs pièces dans un même objet (p. 427).
•! La fonction liaison est une fonction mécanique assurée par tout organe qui lie ensemble différentes pièces d’un
objet technique (p. 427).
•! En mécanique, un organe est une pièce ou un fluide qui occupe une fonction mécanique (p. 427).
•! Chaque liaison comporte quatre caractéristiques : directe ou indirecte, rigide ou élastique, démontable ou
indémontable, totale ou partielle (p. 428).
•! Les degrés de liberté sont les mouvements indépendants qui sont possibles pour une pièce dans un
objet technique (p. 430).
•! Il existe six possibilités de mouvements indépendants dans une pièce, soit trois en translation et trois en
rotation par rapport aux trois axes usuels (x, y et z) pour définir les dimensions (p. 429).
3 LA FONCTION GUIDAGE
•! La fonction guidage est une fonction mécanique assurée par tout organe qui dirige le mouvement d’une ou de
plusieurs pièces mobiles (p. 431).
•! Un organe de guidage est un organe dont la fonction mécanique est la fonction guidage (p. 431).
14
•! Il existe trois principaux types de guidage : en translation, en rotation et le guidage hélicoïdal (p. 431-432).
•! Le guidage en translation assure un mouvement de translation rectiligne à une pièce mobile (p. 431).
•! Le guidage en rotation assure un mouvement de rotation à une pièce mobile (p. 432).
•! Le guidage hélicoïdal assure un mouvement de translation d’une pièce mobile lorsqu’il y a rotation selon le même
axe de cette pièce (p. 432).
•! L’adhérence est un phénomène qui se manifeste lorsque deux surfaces ont tendance à rester accolées,
s’opposant ainsi au glissement (p. 433).
•! Il existe cinq principaux facteurs qui peuvent faire varier l’intensité de l’adhérence entre deux surfaces :
– la nature des matériaux mis en contact;
– la présence ou non d’un lubrifiant;
– la température;
– l’état des surfaces mises en contact;
– la force perpendiculaire exercée par une surface sur l’autre (p. 433).
•! En mécanique, le frottement est une force qui s’oppose au glissement d’une pièce mobile sur une autre
(p. 433).
•! La fonction lubrification est la fonction mécanique assurée par tout organe qui permet de réduire le
frottement entre deux pièces (p. 434).
4 LES SYSTÈMES DE TRANSMISSION DU MOUVEMENT
•! La transmission du mouvement est une fonction mécanique qui consiste à communiquer un mouvement d’une
pièce à une autre sans en modifier la nature (p. 435).
•! Un système de transmission du mouvement est un ensemble d’organes qui remplissent la fonction de
transmission du mouvement (p. 436).
•! Tout système en mécanique comporte un organe moteur et au moins un organe mené. Certains systèmes
possèdent aussi un organe intermédiaire (p. 436).
•! Les systèmes de transmission du mouvement les plus souvent utilisés sont :
– les systèmes à roue dentées;
– les systèmes à chaîne et à roues dentées;
– les systèmes à roue dentée et à vis sans fin;
– les systèmes à roues de friction;
– les systèmes à courroie et à poulies (p. 436).
•! En ingénierie mécanique, un système est dit réversible lorsqu’il est possible pour un organe mené de devenir un
organe moteur et vice-versa. Seul le système à roue dentée et à vis sans fin n’est pas réversible (p. 437).
•! Dans un système à roue dentées,
– les dents des différentes roues doivent être identiques, c’est-à-dire qu’elles doivent toutes avoir la même
forme, la même distance entre elles et la même orientation;
– lorsque les axes de rotation sont parallèles, on utilise généralement des roues droites tandis que lorsque les
axes de rotation sont perpendiculaires, on utilise généralement des roues coniques;
– plus une roue a un nombre de dents élevé, moins grande sera sa vitesse de rotation (p. 438).
•! Dans un système à chaîne et à roues dentées,
– les dents sur les différentes roues du système doivent être identiques;
– les maillons de la chaîne doivent pouvoir s’engrener facilement sur les dents des roues;
– il faut souvent lubrifier ce système, pour éviter que les dents et la chaîne ne s’usent trop rapidement;
– plus une roue est petite, plus elle tourne rapidement (p. 439).
•! Dans un système à roue dentée et à vis sans fin,
– le sillon de la vis doit permettre aux dents de la roue de s’y engrener;
– l’organe moteur (celui sur lequel la force est appliquée) doit être la vis sans fin (p. 440).
•! Dans un système à roues de friction,
– les roues droites, les roue coniques et les roues sphériques permettent d’avoir des axes de rotation parallèles,
perpendiculaires ou autres;
– plus le diamètre d’une roue est élevé, moins grande est sa vitesse de rotation;
– il faut que le frottement entre les roues soit élevé; c’est pourquoi il faut choisir des matériaux qui ont une
adhérence élevée entre eux sur le rebord des roues (p. 441).
15
•! Dans un système à courroie et à poulies,
– les poulies doivent présenter une partie creuse permettant à la courroie de s’y insérer; la partie creuse doit
être lisse pour ne pas endommager la courroie;
– la courroie doit adhérer aux poulies, pour éviter au maximum le glissement;
– plus une poulie est petite, plus elle tourne rapidement (p. 441).
•! Il y a changement de vitesse dans un système de transmission du mouvement lorsque l’organe moteur ne tourne
pas à la même vitesse que le ou les organes menés (p. 442).
•! Dans un système à roue dentée et à vis sans fin, plus le nombre de dents est grand sur la roue dentée, plus la
diminution de la vitesse est importante (p. 442).
•! Dans un système à roues de friction et un système à courroie et poulies,
– il y a augmentation de la vitesse lorsque le mouvement est transmis d’une roue ou d’une poulie d’un diamètre
plus grand vers une roue ou une poulie d’un diamètre plus petit;
il y a diminution de la vitesse lorsque le mouvement est transmis d’une roue ou d’une poulie d’un
– !
diamètre plus petit vers une roue ou une poulie d’un diamètre plus grand;
– il n’y a aucun changement de vitesse lorsque le mouvement est transmis entre deux roues ou deux poulies de
même diamètre (p. 443).
•! Dans un système à roues dentées et un système à chaîne et à roues dentées,
– il y a augmentation de la vitesse lorsque le mouvement est transmis d’une roue dentée ayant plus de dents
vers une roue dentée ayant moins de dents;
– il y a diminution de la vitesse lorsque le mouvement est transmis d’une roue dentée ayant moins de dents
vers une roue dentée ayant plus de dents;
– il n’y a aucun changement de vitesse lorsque le mouvement est transmis entre deux roues ayant le même
nombre de dents (p. 443).
•! Pour connaître dans quel rapport la vitesse est augmentée ou diminuée dans un système de transmission du
mouvement, il faut calculer le rapport entre le diamètre des roues ou leur nombre de dents (p. 443).
5 LES SYSTÈMES DE TRANSFORMATION DU MOUVEMENT
!
•! La transformation du mouvement est une fonction mécanique qui consiste à communiquer un mouvement d’une
pièce à une autre tout en modifiant sa nature (p. 445).
•! Les systèmes de transformation du mouvement les plus souvent utilisés sont :
– les systèmes à pignon et à crémaillère;
– les systèmes à vis et à écrou;
– les systèmes à came et à tige-poussoir;
– les systèmes à bielle et à manivelle (p. 446).
•! Dans un système à pignon et à crémaillère,
– les dents du pignon et de la crémaillère doivent être identiques;
– Il faut souvent lubrifier ce système pour éviter qu’il ne s’use;
– plus un pignon a un nombre de dents élevé, moins grande sera sa vitesse de rotation (p. 447).
•! Il existe deux types de systèmes à vis et à écrou qui permettent de transformer un mouvement.
– Dans le premier type, c’est la vis qui est l’organe moteur et son mouvement de rotation est transformé en
mouvement de translation de l’écrou.
– Dans le deuxième type, c’est plutôt un écrou qui est l’organe moteur et son mouvement de rotation est
transformé en mouvement de translation de la vis (p. 448).
•! Dans un système à vis et à écrou de type 1,
– l’écrou doit être lié à la vis de façon à ce qu’il ne puisse pas y avoir de mouvement de rotation possible;
– les filets de la vis et de l’écrou doivent être semblables (p. 448).
•! Dans un système à vis et à écrou de type 2,
– l’écrou doit être fixé de façon à ce que son seul mouvement possible soit la rotation;
– les filets de la vis et de l’écrou doivent être semblables (p. 448).
•! Dans un système à came et à tige-poussoir,
– la tige doit être guidée en translation;
– c’est la forme de la came qui détermine la façon dont se déplace la tige;
– il faut généralement un dispositif, tel un ressort de rappel, pour permettre à la tige de s’appuyer
continuellement sur la came (p. 448).
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•! Dans les systèmes à came et à tige-poussoir, on emploie parfois des cames particulières qu’on appelle des
« excentriques ». L’axe de rotation des cames est placé en son centre tandis que celui des excentriques n’est
pas placé en son centre (p. 449).
•! Dans un système à bielle et à manivelle,
– la bielle comporte deux bagues pour se lier à la manivelle et au piston;
– la pièce qui a un mouvement de translation doit être guidée par un coulisseau;
– il faut généralement bien lubrifier ce système (p. 449).
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
1 ! QU’EST-CE QUE L’INGÉNIERIE ÉLECTRIQUE ?
•! L’ingénierie électrique est une branche de l’ingénierie qui se concentre sur les systèmes de production, de
transport et d’utilisation de l'énergie électrique ainsi que sur les systèmes de communication et l’avionique
(p. 458).
•! L’ingénierie électrique comprend deux grands domaines : l’électricité et l’électronique (p. 458).
!
•! Malgré les différences non négligeables qui existent entre l’électronique et l’électricité, les composantes
électroniques ne dérogent pas aux lois générales de l'électricité (p. 459).
•! Un circuit électrique (ou électronique) consiste en un ensemble simple ou complexe de conducteurs et de
composantes parcouru par un courant électrique (p. 459).
•! Un courant électrique est un déplacement ordonné des charges négatives portées par les électrons (p. 459).
•! Un courant continu est un courant électrique dans lequel les électrons se déplacent continuellement dans la
même direction (p. 460).
•! Un courant alternatif est un courant électrique dans lequel les électrons se déplacent selon un mouvement de vaet-vient régulier (p. 461).
•! Une fonction électrique est le rôle que joue une composante dans le contrôle ou la transformation du courant
électrique (p. 462).
2 LA FONCTION ALIMENTATION
•! La fonction alimentation est la fonction assurée par toute composante pouvant générer ou fournir un courant
électrique dans un circuit (p. 463).
3 LES FONCTIONS CONDUCTION, ISOLATION ET PROTECTION
•! La fonction conduction est la fonction assurée par toute composante pouvant transmettre un courant électrique
d’une partie à une autre d’un circuit électrique (p. 464).
!
•! Un circuit imprimé est un circuit électrique, imprimé sur une plaquette rigide qui lui sert de support
(p. 465).
•! La fonction isolation est la fonction assurée par toute composante pouvant empêcher un courant électrique de
passer (p. 466).
•! La fonction protection est la fonction assurée par toute composante pouvant interrompre automatiquement la
circulation d’un courant électrique en cas de situation anormale (p. 467).
!
•! Une résistance est une composante conçue pour limiter le passage des électrons dans un circuit
électrique (p. 467).
4 LA FONCTION COMMANDE
•! Un circuit électrique fermé est un circuit qui permet au courant de circuler en boucle (p. 469).
•! Un circuit électrique ouvert est un circuit qui ne permet pas au courant de circuler en boucle (p. 469).
•! La fonction commande est la fonction assurée par toute composante pouvant ouvrir et fermer un circuit électrique
(p. 469).
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5 LA FONCTION TRANSFORMATION D’ÉNERGIE
•! La fonction transformation d’énergie est une fonction assurée par toute composante pouvant transformer
l’énergie électrique en une autre forme d’énergie (p. 471).
6 LES COMPOSANTES AYANT D’AUTRES FONCTIONS
•! Un condensateur est un dispositif composé de deux surfaces électriques séparées par un isolant. Il peut
accumuler des charges électriques (p. 473).
•! Une diode est un dispositif qui ne laisse passer un courant électrique que dans un sens (p. 474).
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