Séquence

La planète Terre
«Volcans et séismes».
1. Références aux textes officiels (Programmes du 25 novembre 2015)
 Connaissances :
Phénomènes géologiques traduisant l'activité interne de la Terre (volcanisme, tremblements de terre)
 Compétences travaillées :
[L’élève est capable, avec l'aide du professeur, de : ]
- Formuler une question ou une problématique scientifique ;
- Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question ou un problème ;
- Proposer des expériences simples pour tester une hypothèse ;
- Interpréter un résultat, en tirer une conclusion ;
- Formaliser une partie de sa recherche sous une forme écrite ou orale.
- Traiter des données ;
- Simuler des phénomènes ;
- Relier des connaissances acquises en sciences et technologie à des questions de santé, de sécurité et d'environnement.
Vocabulaire proposé : croûte terrestre, séisme, échelle de Richter, sismographe.volcan, éruption, projection, cône
volcanique, magma, lave, cratère, cendres, tremblement de terre.
2. Les connaissances visées peuvent ici se résumer à :
 L’activité énergétique de la Terre est un héritage de sa naissance, il y a 4,6 milliards d’années, quand elle
était à l’état liquide, véritable boule de magma , avant que la croûte terrestre ne se refroidisse et que se
forment les océans par condensation de la vapeur d’eau.
Or, le cœur de la Terre reste très actif et sa chaleur se transmet par convection, c'est-à-dire par
déplacement de la matière qui se trouve sous la croûte terrestre. Celle-ci se craquèle alors en plaques dites
tectoniques qui sont en mouvement permanent.
 Les trembl e
ments de te r
re (ou séismes) sont dus aux mouvements de ces plaques les unes par
rapport aux autres puisqu’elles se déplacent de 1 à 20 cm par an, jusqu’à ce que des ruptures brutales aient
lieu, produisant des ondes sismiques. Un sismographe est un appareil qui capte les ondes sismiques et
permet de calculer l’énergie libérée par le séisme. Cette grandeur, appelée magnitude, se mesure sur
l’échelle de Richter.
Ce sont des phénomènes très brefs, qui peuvent être violents et peuvent provoquer l’effondrement des
bâtiments.
 Le volcanisme terrestre. Des plaques tectoniques qui s’éloignent permettent au magma de remonter à la
surface sous forme de volcans rouges (volcans effusifs) d’où s’écoule la lave incandescente.
Des plaques tectoniques qui se rapprochent entraînent des accumulations de magma (chambres
magmatiques) qui se libèrent des pressions accumulées en explosant. On parle de volcans gris (volcans
explosifs). Dans ce cas, les éruptions sont très dangereuses, le cône volcanique peut être détruit, les
projections de roches et de poussières de roches (dite cendres) peuvent avoir lieu loin du cratère, ou
encore, des mélanges brûlants peuvent descendre les pentes du volcan à plusieurs centaines de km/h.
 Enfin, des plaques tectoniques qui se rapprochent peuvent aussi créer des chaînes de montagnes comme
les Alpes, par rapprochement des plaques eurasienne et africaine.
Les tsunamis résultent de séismes sous-marins (de magnitude supérieure à 6,3) ou d’effondrements de
volcans sous-marins et consistent en grandes vagues dévastatrices pouvant s’avancer loin à l’intérieur des
terres.
 En France, les risques liés aux mouvements des plaques tectoniques sont variables selon les régions, en
métropole et en outre-mer.
Par exemple, le risque sismique/volcanique est fort dans les Antilles françaises (volcans explosifs de la
Montagne Pelée, en Martinique et de la Soufrière, en Guadeloupe) mais très faible dans le Tarn.
Voir aussi « Quand la terre gronde » Wilgenbus (David) Faure (Cédric) Schick (Olivier). – Paris, Le Pommier, 2012
Et les animations flash : http://www.cite-sciences.fr/francais/ala_cite/evenements/quand-la-terre-gronde/seismes-
volcans-tsunamis-catastrophes-naturelles/index.html

3. Séquence proposée :
3.1. Situation de départ propre à déclencher un questionnement des élèves :
Qu’est-ce qu’un séisme ?
3.2. Où sont localisés les séismes ? Quelle est l’origine de la secousse ?
[Comment mesurer l’intensité d’un séisme ? Comment une secousse se propage-t-elle ?]
3.3. Qu’est-ce qu’une éruption volcanique ?
[Classons les volcans du monde- Où sont situés les volcans ?]
3.4. Quelle est l’origine du cône volcanique ?
[Forme du volcan, viscosité du magma]
3.5. Qu’est-ce qu’un tsunami ?
Quels sont les risques de séismes, d’éruption volcanique, de tsunamis en France ?
3.6. Propositions d'évaluations.
3.1. Situation de départ : Qu’est-ce qu’un séisme ?
- Connaître le phénomène des tremblements de terre.
- Identifier les risques que représentent les séismes.
- Pratiquer une démarche d’investigation documentaire ; formuler une hypothèse, argumenter.
Organisation proposée : Séance de 45 min.
1. Emergence des représentations :
Nous pensons que ….
Attention ! L’usage d’un lexique approprié ne signifie pas que les
concepts sont maîtrisés.
2. Confrontation de lectures documentaires :
Travail en binôme (puis collectif).
Chaque binôme pioche un texte décrivant un séisme
(accident, catastrophe).
Consigne :
Lire et répondre au questionnaire associé.
Travail par binômes (puis collectif).
Mise en commun :
Le maître anime et conduit aux conclusions ci-contre.
3. Prolongements quant aux risques de séisme :
Travail collectif.
- Questions en suspens.
- Visionnement de l’extrait documentaire sur les
raisons physiques de l’effondrement des bâtiments.
Matériel à rassembler :
a- Fiche « séismes » → Articles (Information/internet).
b – Projection de l’extrait de 2 min.
« Constructions parasismiques » [C’est pas sorcier]
Apports de l’enseignant aux groupes / au grand
groupe :
A- Les conclusions auxquelles la classe arrive sont
du type :
Les trembl e
ments de te r
re (ou séismes) sont des
phénomènes très brefs, qui se manifestent par des
secousses du sol, qui peuvent être violentes et
peuvent provoquer l’effondrement des bâtiments.
B - Confronter les conclusions aux représentations
initiales (par exemple, non la terre ne s’ouvre pas en
deux, mais oui, le risque est que les bâtiments
s’écroulent sur les habitants).
C- Faire émerger les questions que se posent alors
les élèves, questions du type :
Où la Terre tremble-t-elle ?
Pourquoi y a t –il des séismes ?
Pourquoi tous les tremblements de terre n’ont-ils
pas la même puissance ?

3.2. Où sont localisés les séismes ? Quelle est l’origine de la secousse ?
[Comment une secousse se propage-t-elle ? Comment mesurer l’intensité d’un séisme ?]
- Connaître le phénomène des tremblements de terre.
- Identifier les risques que représentent les séismes.
- Pratiquer une démarche d’investigation ; manipuler ; formuler une hypothèse, argumenter.
Voir aussi : Géographie - Territoires à différentes échelles .
Organisation proposée : Séance de 2h00
pouvant être scindée en 2 parties :1h00 + 1h00
1. Rappel des acquis - Emergence des représentations
quant à ce qui crée la secousse, les endroits où le risque de
séisme existe : 10 min
Nous pensons que ….
2. Investigation documentaire : localiser les séismes.
Travail collectif. 45 min
 Visionnement de l’animation mutimédia Main à la
Pâte – Universcience « La planète Terre » : structure
interne de la Terre, plaques tectoniques, dérive des
continents, localisation des séismes et des volcans.
 Synthèse (voir ci-contre) + doc-élèves
(planisphères mettant en évidence les plaques
tectoniques et la dérive des continents).
3. Protocoles proposés aux élèves (voir aussi dossier
MAP) pour répondre aux questions en suspens :
Rotation par ateliers. 1h00
3.1. Quelle est l’origine de la secousse ? une plaque
glisse doucement ou par à coups (selon la manière de tirer
ou par rupture d’un bout d’adhésif ‘retenant’ la plaque), puis
observations des objets posés dessus.
3.2. Comment se propage de la secousse ?
Un choc est
appliqué
nettement
sous une plaque
semi-rigide
supportant de
petites pièces
régulièrement
disposées,
avec observation
des effets.
Attention ! Il faut clairement repérer le point d’impact !
3.3. L’intensité de la secousse :
Consigne : En s’aidant des échelles fournies (celles
de Richter et MSK) évaluer les séismes étudiés en 1°
séance, en termes de magnitude et d’intensité.
Identifier l’événement apparaissant comme le plus grave.
Matériel à rassembler :
a- Projection de l’animation multimédia « La planète Terre ».
b – Doc élèves (planisphères)
c- (3.1.) Tasseaux, crochets, élastiques, objets en équilibre sur
chaque tasseau (bol d’eau, dominos).
d- (3.2.) Plaques semi-rigides (carton, feuille plastique) ; collections
Apports de l’enseignant aux groupes / au grand
groupe :
(L’activité énergétique de la Terre est un héritage de sa naissance,
il y a 4,6 milliards d’années, quand elle était à l’état liquide,
véritable boule de magma , avant que la croûte terrestre ne se
refroidisse et que se forment les océans par condensation de la
vapeur d’eau.) Voir Planétarium observatoire.
A- Les connaissances de la classe peuvent se
résumer à :
Le cœur de la Terre est très actif et sa chaleur se
transmet par convection, c'est-à-dire par
déplacement de la matière qui se trouve sous la
croûte terrestre. Celle-ci se craquèle en plaques dites
tectoniques qui sont en mouvement permanent.
Les tremblements de terre (ou séismes) sont dus
aux mouvements de ces plaques les unes par rapport
aux autres puisqu’elles se déplacent de 1 à 20 cm par
an, jusqu’à ce que des ruptures brutales aient lieu,
produisant des ondes sismiques.
B - Les conclusions attendues découlant des
observations sont du type :
3.1. Quand le mouvement des plaques est régulier,
on n’observe pas de séisme.
Quand le mouvement se fait par à coups, on observe
un séisme.
3.2. Une secousse se propage selon des cercles
concentriques dont le centre se nomme l’épicentre.
Plus on s’en éloigne, plus les vibrations sont faibles.
Remarque : l’appareil qui capte les ondes sismiques est un
sismographe.
3.3. Le degré d’intensité d’un séisme correspond à la
gravité de ses conséquences sur les constructions.
Le degré de magnitude, sur l’échelle de Richter,
indique l’énergie libérée lors du séisme.
Attention ! Chacune de ces échelles comporte 12 degrés qui n’ont
donc rien de commun.
Dans la première (dite MSK) on observe des dégâts.
Dans la seconde, celle de Richter, on mesure l’énergie libérée.
Il y a 32 fois plus d’énergie libérée d’un degré à l’autre de cette
échelle.

de mini plots colorés (graines, bouchons).
e- (3.3.) Fiches MAP – Echelles MSK et de Richter +
textes lus en séances 1 + questionnaire.
3.3. Qu’est-ce qu’une éruption volcanique ?
[Classons les volcans du monde - Où sont situés les volcans ?]
- Décrire une éruption volcanique terrestre en utilisant un vocabulaire adapté.
- Distinguer les différents types d’éruption.
- Pratiquer une démarche d’investigation documentaire ; formuler une hypothèse, argumenter.
Voir aussi : Géographie - Territoires à différentes échelles - Les territoires français dans le monde.
Organisation proposée: Séance de 1h15
1. Rappel des acquis sur les séismes - Emergence des
représentations sur les éruptions volcaniques : 15 min
Nous pensons que ….
2. Investigation documentaire sur l’activité volcanique :
Travail individuel (puis collectif). 30 min
Chaque élève pioche un texte décrivant l’activité d’un
volcan.
Consigne : Dégager les caractéristiques de « votre »
volcan (vous pouvez aussi le dessiner)
La mise en commun permet de confronter les réponses
apportées quant aux caractéristiques des volcans, puis
de les regrouper en deux types : effusifs, explosifs.
3. Classement de quelques volcans du monde. 20 min
Travail par binômes (puis collectif).
Consignes :
3.1. D’après les descriptions antérieures, quelle forme a
chacun des deux types de volcans, quand il est au
repos ?
3.2. Pouvez-vous vérifier vos hypothèses à partir de la
planche de photos fournies ?
4. Investigation documentaire sur la répartition des
volcans dans le monde (suite):
Travail collectif. 10 min
Le visionnement du film « Allo la Terre » [1° Partie] doit
apporter la réponse à la question de savoir où se situent
les volcans.
Matériel à rassembler:
- fiches lectures (Mauna Loa/Haïti ; Montagne
Pelée/Antilles ; Piton de la Fournaise/Réunion ; Le Mont
Saint Helens/USA) in GAUDRU (Henri). – Les 101 plus beaux
volcans du monde. – Ed. Delachaux et Niestlé.
- planisphère ;
- planche de photos de volcans (à distribuer, à projeter) ;
- film « Allo la Terre » (volcans et tectonique).  4min33
Apports de l’enseignant au grand groupe :
Lors des mises en commun successives :
- élaborer une première trace écrite avec
explicitation du lexique réinvesti :
volcans rouges (volcans effusifs) d’où
s’écoule la lave incandescente ;
 volcans gris (volcans explosifs), les
éruptions sont très dangereuses.
- situer les premiers volcans décrits sur un
planisphère (Hawaï, Antilles, Réunion, Etats
Unis) ;
- remarquer (en 3.1. & 3.2.) que les volcans
rouges sont à pente faible, et que les volcans gris
sont à pentes abruptes, mais tous sont en forme
de cônes.
- confirmer (en 4) que la plupart des volcans
(exemple de la ceinture de feu du Pacifique) se
trouvent à la jonction des plaques tectoniques.
Pensons à confronter les conclusions aux représentations
initiales !
3.4. Quelle est l’origine du cône volcanique ?
[Forme du volcan, viscosité du magma]
- Décrire une éruption volcanique terrestre en utilisant un vocabulaire adapté.
- Distinguer les différents types d’éruption.
- Identifier les risques que représentent les volcans.
- Pratiquer une démarche d’investigation ; formuler une hypothèse, argumenter.
Organisation proposée: Séance de 45 min
(hors prolongements éventuels /points chauds)
1. Rappel des acquis quant : 15 min
- aux types d’éruptions ;
- à la situation des volcans à la jonction des plaques
tectoniques.
Bilan des questions en suspens : Comment se forment les
Apports de l’enseignant au grand groupe :

cônes volcaniques ? Pourquoi certains sont-ils explosifs
et d’autres ne le sont pas ? …
2. Investigation documentaire sur la genèse et
l’anatomie des volcans:
Travail collectif. 20 min
Le visionnement du film « Allo la Terre » [2° Partie] doit
mettre en évidence :
- les phénomènes d’écartement des plaques océaniques
(accrétion) et de glissements de ses plaques sous le
manteau ou la plaque continentale (subduction) ;
- l’anatomie des volcans (voir fiche, schémas à légender,
croquis à tracer).
3. Investigation documentaire sur le fait que certains
volcans soient plus explosifs que d’autres.
Travail collectif. 10 min
Le visionnement du film « Allo la Terre » [3° Partie] doit
mettre en évidence les différences de viscosité du
magma.
Matériel :
- film « Allo la Terre » (volcans et tectonique).
 de 4min33 à 6min37
- fiche « Quelle est l’origine du cône volcanique ? »
- film « Allo la Terre » (volcans et tectonique).
 de 6min 45 à 9min35
(4 -)Prolongement possible : les points chauds,
l’exemple du Piton de la Fournaise.
Voir : « C'est pas sorcier-Volcanisme-Points_chaud »
Remarque : Cet extrait met en évidence le mouvement des plaques
tectoniques à travers l’exemple du sous-continent indien. C’est donc un
excellent rappel de la séance 2.
A - Après schématisations, compléter la trace
écrite de la séance précédente :
 Des plaques tectoniques qui s’éloignent
permettent au magma de remonter à la surface
sous forme de volcans rouges (volcans
effusifs) d’où s’écoule la lave incandescente.
 Des plaques tectoniques qui se rapprochent
entraînent des accumulations de magma
(chambres magmatiques) qui se libèrent des
pressions accumulées en explosant. On parle de
volcans gris (volcans explosifs). Dans ce cas,
les éruptions sont très dangereuses, le cône
volcanique peut être détruit, les projections de
roches et de poussières de roches (dite cendres)
peuvent avoir lieu loin du cratère, ou encore, des
mélanges brûlants peuvent descendre les pentes
du volcan à plusieurs centaines de km/h.
B - Remarques complémentaires quant à la
prévention des risques :
Avec l’exemple de l’explosion du Mont Saint
Helens, nous comprenons :
- que l’homme est capable de prédire une
éruption, mais ne peut pas prédire la forme qu’elle
va prendre ;
- que la violence des explosions dépend de la
quantité de matière et de la qualité des matières
accumulées (on parle de la viscosité du magma).
3.5. Qu’est-ce qu’un tsunami ?
Quels sont les risques de tsunamis en France ?
- Identifier les risques que représentent les séismes, les tsunamis et les éruptions volcaniques pour la
population
- Mobiliser ses connaissances pour faire le lien avec la prévention des risques majeurs.
Organisation proposée : Séance de 45 min.
1. Emergence des représentations :
Nous pensons que …. Attention ! L’usage d’un
lexique approprié ne signifie pas que les concepts sont maîtrisés.
2. Confrontation de lectures documentaires :
Travail collectif.
Comparaison des vues satellites (Indonésie 2004) avant et
après le raz de marée : zones les plus touchées,
hypothèses sur l’événement (comment la mer a-t-elle pu
arriver si loin dans les terres ? …)
Travail en binôme (puis collectif).
Lecture du texte témoignant de la catastrophe puis de
l’article relatant l’événement et ses conséquences.
3. Prolongements quant à l’histoire des tsunamis
en métropole et Outre-Mer.
Travail collectif.
- Visionnement de l’animation multimédia « Vivre avec le
risque »
- Lecture documentaire.
Matériel :
a- Voir fiche « tsunami » - Photos satellites - articles (Fiches Main
à la Pâte « Quand la Terre gronde »).
b- Voir fiche « tsunami » - Articles /Indonésie 2004.
c – Projection de l’animation multimédia
« Vivre avec le risque » [Main à la Pâte] et fiche
documentaire « histoire des tsunamis en France »
Apports de l’enseignant aux groupes / au grand
groupe :
A- Les informations données par l’enseignant sont du
type :
Les tsunamis résultent de séismes sous-marins (de
magnitude supérieure à 6,3) ou d’effondrements de volcans
sous-marins et consistent en grandes vagues dévastatrices
pouvant s’avancer loin à l’intérieur des terres.
B - Les conclusions auxquelles la classe arrive quant à la
protection vis à vis d’un tsunami sont du type :
- Si un tsunami sévère n’a jamais été observé en métropole,
il peut en arriver en Nelle Calédonie, à la Réunion ou en
Martinique.
- Il est alors lié à une secousse sismique et un retrait rapide
de la mer est observable.
- A terre, il faut monter le plus haut possible et y rester
longtemps puisque plusieurs vagues vont déferler.
- Comme pour toute situation de mise en sécurité, se munir
si possible de quelques provisions, d’eau, de moyen
d’information (radio).