livre du professeur sciences6e et...

6e

Sous la direction de :

JEAN-MICHEL BOICHOT DOMINIQUE MENERET

BÉATRICE SALVIAT

Sciences et Technologie cycle 3

Livre du professeur

JULIE AZANProfesseure de Sciences

de la Vie et de la Terre

MURIEL BASTONEROProfesseure de Sciences


STÉPHANIE DELAIRE-ÉCHARDProfesseure de Sciences


CHRISTOPHE EGELSProfesseur de Technologie

JULIEN GIRAULTProfesseur de Sciences de la Vie et de la Terre

MARIE-PIERRE HAMProfesseure de Technologie

HORNELLY KEUKProfesseure de Sciences Physiques et Chimiques

GRÉGORY MARTINEZProfesseur de Technologie

JESSICA NADEAUProfesseure de Sciences Physiques et Chimiques

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Sommaire

Thème A. Matière, mouvement, énergie, information .................................................................... p. 4

Chapitre 1. Les propriétés de la matière .................................................................................................................................................... p. 12Chapitre 2. Les mélanges au quotidien ...................................................................................................................................................... p. 16Chapitre 3. Ces énergies qui nous entourent ........................................................................................................................................ p. 19Chapitre 4. Décrire un mouvement ............................................................................................................................................................... p. 23Activité interdisciplinaire 1. Comment utiliser la Terre somme source d’énergie ? ............................................ p. 27Activité interdisciplinaire 2. Comment peut-on extraire le sucre de la betterave ? .......................................... p. 27Ateliers ................................................................................................................................................................................................................................... p. 28

Thème B. Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent ................ p. 29

Chapitre 5. L’unité et la diversité des êtres vivants ........................................................................................................................... p. 37Chapitre 6. L’alimentation humaine .............................................................................................................................................................. p. 40Chapitre 7. Le développement et la reproduction des êtres vivants ................................................................................ p. 43Chapitre 8. La matière chez les êtres vivants ......................................................................................................................................... p. 46Activité interdisciplinaire 3. Comment fabrique-t-on la soie ? ........................................................................................... p. 48Activité interdisciplinaire 4. Qu’est-ce que la bioinspiration ? ............................................................................................. p. 48Ateliers ................................................................................................................................................................................................................................... p. 49

Thème C. Matériaux et objets techniques ................................................................................................................ p. 50

Chapitre 9. Le fonctionnement d’un objet technique ................................................................................................................... p. 61Chapitre 10. Les principales familles de matériaux .......................................................................................................................... p. 64Chapitre 11. Recherche et réalisation d’un objet technique .................................................................................................... p. 66Activité interdisciplinaire 5. Comment choisir un matériau selon ses propriétés ? ........................................... p. 69Activité interdisciplinaire 6. Comment s’habiller en milieu polaire ?............................................................................. p. 69Ateliers ................................................................................................................................................................................................................................... p. 70

Thème D. La planète Terre. Les êtres vivants dans leur environnement .... p. 71

Chapitre 12. La Terre dans le système solaire ........................................................................................................................................ p. 75Chapitre 13. Les paysages et les risques naturels .............................................................................................................................. p. 77Chapitre 14. L’environnement et les êtres vivants ............................................................................................................................. p. 80Activité interdisciplinaire 7. Comment nettoyer les eaux usées ? .................................................................................... p. 83Activité interdisciplinaire 8. Comment a-t-on représenté le système solaire au cours du temps ? ...... p. 83Ateliers ................................................................................................................................................................................................................................... p. 84

Fiches d’activité classification .......................................................................................................................................................... p. 86

Édition : Vanessa ColnotCouverture : Line LebrunMaquette intérieure : Barbara TamadonpourMise en page : SCM, Toulouse

Le photocopillage, c’est l’usage abusif et collectif de la photocopie sans autorisation des auteurs et des éditeurs. Largement répandu dans les établissements d’enseignement, le photocopillage menace l’avenir du livre, car il met en danger son équilibre économique. Il prive les auteurs d’une juste rémunération. En dehors de l’usage privé du copiste, toute reproduction totale ou partielle de cet ouvrage est interdite. Aux termes du Code de la propriété intellectuelle, toute reproduction ou représentation intégrale ou partielle de la présente publication, faite par quelque procédé que ce soit (reprographie, microfilmage, scannérisation, numérisation…) sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite et constitue une contrefaçon sanctionnée par les articles L. 335-2 et suivants du Code de la propriété intellectuelle. L’autorisation d’effectuer des reproductions par reprographie doit être obtenue auprès du Centre Français d’exploitation du droit de Copie (CFC) – 20, rue des Grands-Augustins – 75006 PARIS - tél. : 01 44 07 47 70 – fax : 01 46 34 67 19.

© Magnard – Paris, 2016 – 5 allée de la 2e D.B., 75015 ParisISBN : 978-2-210-10575-1

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© Magnard, 2016 – Sciences et technologie 6e – Livre du professeur 3

Sommaire

Thème A. Matière, mouvement, énergie, information .................................................................... p. 4

Chapitre 1. Les propriétés de la matière .................................................................................................................................................... p. 12Chapitre 2. Les mélanges au quotidien ...................................................................................................................................................... p. 16Chapitre 3. Ces énergies qui nous entourent ........................................................................................................................................ p. 19Chapitre 4. Décrire un mouvement ............................................................................................................................................................... p. 23Activité interdisciplinaire 1. Comment utiliser la Terre somme source d’énergie ? ............................................ p. 27Activité interdisciplinaire 2. Comment peut-on extraire le sucre de la betterave ? .......................................... p. 27Ateliers ................................................................................................................................................................................................................................... p. 28

Thème B. Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent ................ p. 29

Chapitre 5. L’unité et la diversité des êtres vivants ........................................................................................................................... p. 37Chapitre 6. L’alimentation humaine .............................................................................................................................................................. p. 40Chapitre 7. Le développement et la reproduction des êtres vivants ................................................................................ p. 43Chapitre 8. La matière chez les êtres vivants ......................................................................................................................................... p. 46Activité interdisciplinaire 3. Comment fabrique-t-on la soie ? ........................................................................................... p. 48Activité interdisciplinaire 4. Qu’est-ce que la bioinspiration ? ............................................................................................. p. 48Ateliers ................................................................................................................................................................................................................................... p. 49

Thème C. Matériaux et objets techniques ................................................................................................................ p. 50

Chapitre 9. Le fonctionnement d’un objet technique ................................................................................................................... p. 61Chapitre 10. Les principales familles de matériaux .......................................................................................................................... p. 64Chapitre 11. Recherche et réalisation d’un objet technique .................................................................................................... p. 66Activité interdisciplinaire 5. Comment choisir un matériau selon ses propriétés ? ........................................... p. 69Activité interdisciplinaire 6. Comment s’habiller en milieu polaire ?............................................................................. p. 69Ateliers ................................................................................................................................................................................................................................... p. 70

Thème D. La planète Terre. Les êtres vivants dans leur environnement .... p. 71

Chapitre 12. La Terre dans le système solaire ........................................................................................................................................ p. 75Chapitre 13. Les paysages et les risques naturels .............................................................................................................................. p. 77Chapitre 14. L’environnement et les êtres vivants ............................................................................................................................. p. 80Activité interdisciplinaire 7. Comment nettoyer les eaux usées ? .................................................................................... p. 83Activité interdisciplinaire 8. Comment a-t-on représenté le système solaire au cours du temps ? ...... p. 83Ateliers ................................................................................................................................................................................................................................... p. 84

Fiches d’activité classification .......................................................................................................................................................... p. 86

Édition : Vanessa ColnotCouverture : Line LebrunMaquette intérieure : Barbara TamadonpourMise en page : SCM, Toulouse

Le photocopillage, c’est l’usage abusif et collectif de la photocopie sans autorisation des auteurs et des éditeurs. Largement répandu dans les établissements d’enseignement, le photocopillage menace l’avenir du livre, car il met en danger son équilibre économique. Il prive les auteurs d’une juste rémunération. En dehors de l’usage privé du copiste, toute reproduction totale ou partielle de cet ouvrage est interdite. Aux termes du Code de la propriété intellectuelle, toute reproduction ou représentation intégrale ou partielle de la présente publication, faite par quelque procédé que ce soit (reprographie, microfilmage, scannérisation, numérisation…) sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite et constitue une contrefaçon sanctionnée par les articles L. 335-2 et suivants du Code de la propriété intellectuelle. L’autorisation d’effectuer des reproductions par reprographie doit être obtenue auprès du Centre Français d’exploitation du droit de Copie (CFC) – 20, rue des Grands-Augustins – 75006 PARIS - tél. : 01 44 07 47 70 – fax : 01 46 34 67 19.

© Magnard – Paris, 2016 – 5 allée de la 2e D.B., 75015 ParisISBN : 978-2-210-10575-1

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4 © Magnard, 2016 – Sciences et technologie 6e – Livre du professeur

THÈME A Matière, mouvement, énergie, information p. 16-77

DÉCRIRE LES ÉTATS ET LA CONSTITUTION DE LA MATIÈRE À L’ÉCHELLE MACROSCOPIQUE

Tableau synoptique : interdisciplinaire

Le pictogramme indique les croisements interdisciplinaires.

Connaissances et compétences associées Au fil des pages

Mettre en œuvre des observations et des expériences pour caractériser un échantillon de matière

Chap. ① : p. 18-19 Les propriétés de la matière

Act. ① : p. 20 Sous quelles formes trouve-t-on l’eau sur Terre ?

Act. ② : p. 21L’eau est-elle toujours visible ?

Act. ③ : p. 22 Pourquoi les canalisations peuvent-elles se fendre en hiver ?

Act. int. ⑤ : p. 178Comment choisir un matériau selon ses propriétés ? (conductivité électrique, magnétisme, etc.)

Act. ④ : p. 23Comment représenter la surface d’un liquide ?

Act. ⑤ : p. 24Que se passe-t-il quand on verse un liquide dans un autre liquide ? (solubilité, miscibilité)

Act. ⑥ : p. 25Quelle quantité de sucre peut-on dissoudre dans l’eau ? (solubilité)Bilan p. 26-27 ; Exercices p. 30Tâche complexe p. 31

Chap. ③ : p. 44-45 Les énergies qui nous entourent

Act. ③ : p. 48Comment peut-on conserver de l’eau chaude ? (conductivité thermique)

Chap. ⑫ : p. 186-187 La Terre dans le système solaire

Act. ① : p. 188Quelle est la place de la Terre dans le système solaire ?Atelier p. 232

• Diversité de la matière : métaux, minéraux, verres, plastiques, matière organique sous différentes formes

• L’état physique d’un échantillon de matière dépend de conditions externes, notamment de sa température

• Quelques propriétés de la matière solide ou liquide (par exemple : densité, solubilité, élasticité, etc.)

• La matière à grande échelle : Terre, planètes, Univers

• La masse est une grandeur physique qui caractérise un échantillon de matière

Identifier à partir de ressources documentaires les différents constituants d’un mélange.Mettre en œuvre un protocole de séparation de constituants d’un mélange

• Réaliser des mélanges peut provoquer des transformations de la matière (dissolution, réaction)

• La matière qui nous entoure (à l’état solide, liquide ou gazeux), résultat d’un mélange de différents constituants

Chap. ② : p. 32-33 Les mélanges au quotidien

Act. ① : p. 34Comment décrire les boissons de mon gouter ?

Act. ② : p. 35Comment récupérer un constituant d’un mélange ?

Act. ③ : p. 36Peut-on toujours mélanger deux liquides ?

Act. ④ : p. 37Certains mélanges peuvent-ils être dangereux ?Bilan p. 38-39 ; Exercices p. 42Tâche complexe p. 43

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Chap. ⑥ : p. 92-93 L’alimentation humaine

Act. ② : p. 95Comment nos organes sont-ils approvisionnés en énergie ? (transformation d’aliments en nutriments)


Act.⑥ : p. 193Comment la vie s’est-elle développée sur Terre ? (production de dioxygène par des bactéries)

Act. int. ② : p. 74-75Comment peut-on extraire le sucre de la betterave ?Atelier p. 77

Dans le manuelLa partie Décrire les états et la constitution de la matière à l’échelle macroscopique du Thème A est abordée en deux temps : le chapitre 1 permet d’approfondir l’étude des propriétés de la matière dans un cadre toujours contex-tualisé mais plus abstrait que ce qui a été fait à l’école primaire ; le chapitre 2 est consacré aux mélanges et introduit la transformation chimique. Cette partie est l’occasion d’introduire du matériel de laboratoire plus spécifique (balance, éprouvette graduée, etc.), de comprendre comment bien l’utiliser (nécessité de l’agitation lors de la réalisation d’un mélange, lecture de la valeur d’un volume, etc.) et de commencer à dévelop per des compétences de schématisation.

Choix des exemples Chapitre 1 En CM1 et CM2 ont été observés à l’échelle macrosco-pique une grande variété de formes et d’états de la matière, comme y invitent les repères de progressivité du programme.L’activité 1 introduit le cycle de l’eau qui aura peut-être déjà été présenté en primaire. Il s’agit de s’appuyer sur tout ce que les élèves savent déjà pour enrichir le voca-bulaire, pour rappeler que l’eau est indispensable à la vie (ouverture vers le Thème D du programme) et insister sur la nécessité d’en préserver la qualité (voir Act. int. 7 Com-ment nettoyer des eaux usées ? p. 228).Si les élèves ne confondent plus « liquide » et « eau » (QCM p. 18), il reste nécessaire de consolider et d’approfondir la notion d’état de la matière. Les changements d’état qui ont été abordés en cycle 2 et ne seront étudiés qu’en cycle 4 ne sont pas observés pour eux-mêmes mais en ce qu’ils permettent de reconnaitre une même substance sous différentes formes. Ainsi, c’est l’observation d’eau liquide dans une casserole et d’eau liquide sur le couvercle sou-levé qui amène à re-questionner les savoirs de l’élémen-taire et à faire l’hypo thèse de la présence, entre les deux ustensiles de cuisine, d’eau sous une forme invisible (Act. 2 L’eau est-elle toujours visible ? enrichie dans la version numérique d’une vidéo favorisant le questionnement). C’est en observant la solidification de l’eau ou de la cire (version numérique de l’activité 3 Pourquoi les canalisa-

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© Magnard, 2016 – Sciences et technologie 6e – Livre du professeur © Magnard, 2016 – Sciences et technologie 6e – Livre du professeur 5

THÈME A Matière, mouvement, énergie, information p. 16-77

DÉCRIRE LES ÉTATS ET LA CONSTITUTION DE LA MATIÈRE À L’ÉCHELLE MACROSCOPIQUE

Tableau synoptique : interdisciplinaire

Le pictogramme indique les croisements interdisciplinaires.


Mettre en œuvre des observations et des expériences pour caractériser un échantillon de matière

Chap. ① : p. 18-19 Les propriétés de la matière

Act. ① : p. 20 Sous quelles formes trouve-t-on l’eau sur Terre ?

Act. ② : p. 21L’eau est-elle toujours visible ?

Act. ③ : p. 22 Pourquoi les canalisations peuvent-elles se fendre en hiver ?

Act. int. ⑤ : p. 178Comment choisir un matériau selon ses propriétés ? (conductivité électrique, magnétisme, etc.)

Act. ④ : p. 23Comment représenter la surface d’un liquide ?

Act. ⑤ : p. 24Que se passe-t-il quand on verse un liquide dans un autre liquide ? (solubilité, miscibilité)

Act. ⑥ : p. 25Quelle quantité de sucre peut-on dissoudre dans l’eau ? (solubilité)Bilan p. 26-27 ; Exercices p. 30Tâche complexe p. 31

Chap. ③ : p. 44-45 Les énergies qui nous entourent

Act. ③ : p. 48Comment peut-on conserver de l’eau chaude ? (conductivité thermique)


Act. ① : p. 188Quelle est la place de la Terre dans le système solaire ?Atelier p. 232

• Diversité de la matière : métaux, minéraux, verres, plastiques, matière organique sous différentes formes

• L’état physique d’un échantillon de matière dépend de conditions externes, notamment de sa température

• Quelques propriétés de la matière solide ou liquide (par exemple : densité, solubilité, élasticité, etc.)

• La matière à grande échelle : Terre, planètes, Univers

• La masse est une grandeur physique qui caractérise un échantillon de matière

Identifier à partir de ressources documentaires les différents constituants d’un mélange.Mettre en œuvre un protocole de séparation de constituants d’un mélange

• Réaliser des mélanges peut provoquer des transformations de la matière (dissolution, réaction)

• La matière qui nous entoure (à l’état solide, liquide ou gazeux), résultat d’un mélange de différents constituants

Chap. ② : p. 32-33 Les mélanges au quotidien

Act. ① : p. 34Comment décrire les boissons de mon gouter ?

Act. ② : p. 35Comment récupérer un constituant d’un mélange ?

Act. ③ : p. 36Peut-on toujours mélanger deux liquides ?

Act. ④ : p. 37Certains mélanges peuvent-ils être dangereux ?Bilan p. 38-39 ; Exercices p. 42Tâche complexe p. 43

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Act. ② : p. 95Comment nos organes sont-ils approvisionnés en énergie ? (transformation d’aliments en nutriments)


Act.⑥ : p. 193Comment la vie s’est-elle développée sur Terre ? (production de dioxygène par des bactéries)

Act. int. ② : p. 74-75Comment peut-on extraire le sucre de la betterave ?Atelier p. 77

Dans le manuelLa partie Décrire les états et la constitution de la matière à l’échelle macroscopique du Thème A est abordée en deux temps : le chapitre 1 permet d’approfondir l’étude des propriétés de la matière dans un cadre toujours contex-tualisé mais plus abstrait que ce qui a été fait à l’école primaire ; le chapitre 2 est consacré aux mélanges et introduit la transformation chimique. Cette partie est l’occasion d’introduire du matériel de laboratoire plus spécifique (balance, éprouvette graduée, etc.), de comprendre comment bien l’utiliser (nécessité de l’agitation lors de la réalisation d’un mélange, lecture de la valeur d’un volume, etc.) et de commencer à dévelop per des compétences de schématisation.

Choix des exemples Chapitre 1 En CM1 et CM2 ont été observés à l’échelle macrosco-pique une grande variété de formes et d’états de la matière, comme y invitent les repères de progressivité du programme.L’activité 1 introduit le cycle de l’eau qui aura peut-être déjà été présenté en primaire. Il s’agit de s’appuyer sur tout ce que les élèves savent déjà pour enrichir le voca-bulaire, pour rappeler que l’eau est indispensable à la vie (ouverture vers le Thème D du programme) et insister sur la nécessité d’en préserver la qualité (voir Act. int. 7 Com-ment nettoyer des eaux usées ? p. 228).Si les élèves ne confondent plus « liquide » et « eau » (QCM p. 18), il reste nécessaire de consolider et d’approfondir la notion d’état de la matière. Les changements d’état qui ont été abordés en cycle 2 et ne seront étudiés qu’en cycle 4 ne sont pas observés pour eux-mêmes mais en ce qu’ils permettent de reconnaitre une même substance sous différentes formes. Ainsi, c’est l’observation d’eau liquide dans une casserole et d’eau liquide sur le couvercle sou-levé qui amène à re-questionner les savoirs de l’élémen-taire et à faire l’hypo thèse de la présence, entre les deux ustensiles de cuisine, d’eau sous une forme invisible (Act. 2 L’eau est-elle toujours visible ? enrichie dans la version numérique d’une vidéo favorisant le questionnement). C’est en observant la solidification de l’eau ou de la cire (version numérique de l’activité 3 Pourquoi les canalisa-

tions peuvent-elles se fendre en hiver ? que l’élève prend conscience qu’un même échantillon de matière, caracté-risé par sa masse, peut avoir un volume différent selon qu’il se trouve dans un état ou un autre.Depuis le cycle 2, ont été définies différentes propriétés des matériaux à partir desquelles il est finalement pos-sible d’opérer des choix. Cette approche, essentiellement dévelop pée dans le thème C Matériaux et objets techni-ques du manuel (voir p. 138), peut offrir d’autres contex-tualisations des activités proposées pour le thème A : expliquer qu’il existe dans le commerce différents sol-vants pour nettoyer différents types de taches (mélanges hétérogène huile-alcool et homogène huile-solvant pour peinture dans l’activité 5), réaliser l’expérience dite de Marie Curie (maintien d’une boule d’huile au milieu d’un mélange eau-alcool) à partir des observations des activi-tés 4 et 5 ou de la tâche complexe page 31.Une présentation systématique des différentes propriétés de la matière n’a pas été retenue car elle aurait amené à dresser un catalogue dépourvu de sens. L’utilisation du lexique en fin de manuel permettra cependant de retrou-ver facilement les expériences correspondantes qui auront certainement déjà été proposées aux élèves en CM1 et CM2. Par exemple, un test de conductivité thermique aide à sélectionner un matériau pour répondre à la question : Comment peut-on conserver de l’eau chaude ? (Chap. 3 Act. 3 p. 48), des tests de conductivité électrique et d’ai-mantation sont utilisés dans l’activité interdisciplinaire Comment choisir un matériau selon ses propriétés ? (p. 178). Une large place a été faite à la construction des notions de miscibilité et de solubilité qui sont réinterrogées : l’huile n’est miscible ni à l’eau (sur laquelle elle flotte) ni à l’alcool (dans lequel elle coule) mais elle se mélange à certains solvants vendus comme « solvants pour pein-ture » (Act. 5 p. 24) ; le sucre ne se dissout pas dans l’alcool, mais on peut vérifier qu’il n’est pas impossible qu’un verre de boisson sucrée contienne l’équivalent de « 10 mor-ceaux » (Act. 6 p. 25), ce qui prépare à l’estimation de la valeur d’une solubilité qui sera proposée au cycle 4.

Chapitre 2 En CM1 et CM2 auront été présentés des exemples de mélanges solides (alliages, minéraux), liquides (eau natu-relle, boissons, etc.) ou gazeux (air) comme y invitent les

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repères de progressivité du programme. Dans ce chapitre on s’intéressera non seulement aux mélanges mais éga-lement aux techniques de séparation qui là encore ne seront pas présentées sous forme de catalogue mais introduites comme éléments de réponse à une probléma-tique. L’activité 1 (p. 34) permet de clarifier le vocabulaire : mélanges homogène et hétéro gène, décantation. Sa version numérique permet d’introduire des mélanges moins immédiatement recon nais sables : le mélange homogène de l’eau et de l’air dont la séparation est pro-voquée par chauffage et le mélange gaz-liquide des sodas. Deux autres techniques de séparation, la filtration et l’évaporation, sont introduites dans l’activité 2 (p. 35) pour relever le défi de séparer du sel et du poivre. La ver-sion numérique qui présente l’activité sous forme d’inves-tigation permet d’en tester une troisième basée sur l’at-traction à distance électrostatique. L’activité 3 (p. 36) interroge la notion de miscibilité à par-tir de la préparation de boissons multicolores pour abor-der les aspects expérimentaux de la réalisation de mélanges ; le mélange de deux constituants miscibles doit être agité pour former un mélange homogène. Enfin, l’accent est mis sur les conséquences possibles de mélanges qui peuvent conduire à une réaction chimique, c’est-à-dire à l’apparition d’une substance qui n’était pas initialement présente. Dans le contexte d’une utilisation responsable hors milieu scolaire des produits domestiques, l’activité 4 informe du danger de l’ajout d’un produit détartrant à de l’eau de Javel et montre à l’élève la nécessité de s’informer avant de manipuler des produits, même familiers. Des éti-quettes sont explicitées et la version numérique de l’acti-vité présente l’ensemble des picto grammes de sécurité. La tâche complexe (p. 43) proposée pour ce chapitre consiste à découvrir le principe du fonctionnement des bracelets et colliers lumineux dans une approche plus ludique de la transformation chimique. Il est possible d’élargir la contextualisation à partir d’exemples emprun-tés aux sciences de la vie : l’activité 6 (Chap. 12 p. 193) interroge la façon dont la vie a pu se développer sur Terre et l’on peut mentionner que des bactéries ont été le siège d’une transformation chimique aboutissant à la produc-tion de dioxygène à partir de dioxyde de carbone. Plus simplement, on pourra dire que des transformations chimiques ont lieu lorsqu’au cours de la digestion des aliments sont transformés en nutriments (Chap. 6 Act. 2 p. 95).

ÉclairageLa partie Décrire les états et la constitution de la matière à l’échelle macroscopique du Thème A permet de consolider les savoir-faire expérimentaux. Les fiches méthode (Mesure de la masse et du volume p. 234, etc.), en fin de livre, aident à pratiquer la différenciation dans des classes réunissant des élèves qui ont reçu des enseignements différents en début de cycle. La rubrique Je travaille des

méthodes du chapitre 1 (p. 29) qui propose des mesures de masse et volume peut ainsi être utilisée en complé-ment de la fiche de fin de livre pour aider des élèves moins à l’aise dans l’utilisation d’une éprouvette graduée ou d’une balance. En cette fin de cycle 3, les élèves qui, pour beaucoup, savent déjà que « l’état physique d’un échantillon de matière dépend de conditions externes, notamment de sa température » doivent comprendre que ce qui caractérise un échantillon de matière est sa masse alors que d’autres grandeurs (volume, solubilité…) peuvent varier.La dernière année de cycle 3 est aussi celle où, en même temps que se différencient les trois disciplines SVT, Tech-nologie et Physique-Chimie, l’élève s’initie aux spécificités des traces écrites. En ce qui concerne les thèmes des deux premiers chapitres de ce manuel, il va passer du dessin d’expérience au schéma d’expérience. On trouvera en pages de garde des méthodes de tracé des principales pièces de verrerie. Une activité entière (Chap. 1 Act. 4) est consacrée au tracé des surfaces de séparation liquide-liquide ou liquide-air, et l’exercice du chapitre 2 est consa-cré à la schématisation raisonnée de la filtration (p. 41).En ce qui concerne le vocabulaire, un grand soin a été apporté au choix des termes. Par exemple, s’il est préma-turé d’en expliquer la différence, on n’emploie pas pour autant indifféremment les termes vaporisation (phéno-mène qui est observé à 100 °C dans l’activité 2 du cha-pitre 1) et évaporation (phénomène qui se produit à température ambiante dans les marais salants évoqués dans l’activité 2 du chapitre 2 et qui peut être effective-ment favorisé par le chauffage). Enfin, l’activité interdisciplinaire Comment peut-on extraire le sucre de la betterave ? (p. 74-75) permet de réinvestir ce qui a été étudié dans les deux chapitres et fait prendre conscience à l’élève que les techniques, pour simples de principe qu’elles apparaissent, peuvent être mises en œuvre de manière beaucoup plus compliquée dans le cadre d’une usine. L’activité réalisable à la maison, Extraire le sucre d’une plante cultivée (p. 77), donne une ultime possibilité de réarticuler dissolution, filtration et évapora-tion.L’étude de la matière à grande échelle n’est pas traitée dans cette partie mais dans le chapitre 12.

Bibliographie – SitographiePortail éducation de Météo Francehttp://education.meteofrance.fr/

Expérience dite de Marie Curie http://www.lamap22.net/La-mysterieuse-boule-jaune.html

Pictogrammes de sécuritéhttp://www.inrs.fr/risques/classification-etiquetage-

produits-chimiques/comprendre-systemes-etiquetage-produits-chimiques.html

Guyon E., Matière et matériaux, « Trier, classer et déterminer », p. 322-325, Belin, 2010.

La Recherche no 421 Juillet-Aout 2008 « Spécial l’eau »

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méthodes du chapitre 1 (p. 29) qui propose des mesures de masse et volume peut ainsi être utilisée en complé-ment de la fiche de fin de livre pour aider des élèves moins à l’aise dans l’utilisation d’une éprouvette graduée ou d’une balance. En cette fin de cycle 3, les élèves qui, pour beaucoup, savent déjà que « l’état physique d’un échantillon de matière dépend de conditions externes, notamment de sa température » doivent comprendre que ce qui caractérise un échantillon de matière est sa masse alors que d’autres grandeurs (volume, solubilité…) peuvent varier.La dernière année de cycle 3 est aussi celle où, en même temps que se différencient les trois disciplines SVT, Tech-nologie et Physique-Chimie, l’élève s’initie aux spécificités des traces écrites. En ce qui concerne les thèmes des deux premiers chapitres de ce manuel, il va passer du dessin d’expérience au schéma d’expérience. On trouvera en pages de garde des méthodes de tracé des principales pièces de verrerie. Une activité entière (Chap. 1 Act. 4) est consacrée au tracé des surfaces de séparation liquide-liquide ou liquide-air, et l’exercice du chapitre 2 est consa-cré à la schématisation raisonnée de la filtration (p. 41).En ce qui concerne le vocabulaire, un grand soin a été apporté au choix des termes. Par exemple, s’il est préma-turé d’en expliquer la différence, on n’emploie pas pour autant indifféremment les termes vaporisation (phéno-mène qui est observé à 100 °C dans l’activité 2 du cha-pitre 1) et évaporation (phénomène qui se produit à température ambiante dans les marais salants évoqués dans l’activité 2 du chapitre 2 et qui peut être effective-ment favorisé par le chauffage). Enfin, l’activité interdisciplinaire Comment peut-on extraire le sucre de la betterave ? (p. 74-75) permet de réinvestir ce qui a été étudié dans les deux chapitres et fait prendre conscience à l’élève que les techniques, pour simples de principe qu’elles apparaissent, peuvent être mises en œuvre de manière beaucoup plus compliquée dans le cadre d’une usine. L’activité réalisable à la maison, Extraire le sucre d’une plante cultivée (p. 77), donne une ultime possibilité de réarticuler dissolution, filtration et évapora-tion.L’étude de la matière à grande échelle n’est pas traitée dans cette partie mais dans le chapitre 12.

Bibliographie – SitographiePortail éducation de Météo Francehttp://education.meteofrance.fr/

Expérience dite de Marie Curie http://www.lamap22.net/La-mysterieuse-boule-jaune.html

Pictogrammes de sécuritéhttp://www.inrs.fr/risques/classification-etiquetage-

produits-chimiques/comprendre-systemes-etiquetage-produits-chimiques.html

Guyon E., Matière et matériaux, « Trier, classer et déterminer », p. 322-325, Belin, 2010.

La Recherche no 421 Juillet-Aout 2008 « Spécial l’eau »

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OBSERVER ET DÉCRIRE DIFFÉRENTS TYPES DE MOUVEMENTS

Tableau synoptique


Décrire un mouvement et identifier les différences entre mouvements circulaire ou rectiligne

Toutes les activités du chapitre ③

Chap. ④ : p. 58-59 Décrire un mouvement

• Mouvement d’un objet (trajectoire et vitesse : unités et ordres de grandeur)

Act. ① : p. 60Comment reconnaitre un mouvement ?

• Exemples de mouvements simples : rectiligne, circulaire

Act. ② : p. 61Quels sont les mouvements des planètes dans le système solaire ?Bilan p. 66 ; Exercices 15, 16 et 19 p. 70Atelier p. 76-77

Élaborer et mettre en œuvre un protocole pour appréhender la notion de mouvement et de mesure de la valeur de la vitesse d’un objet


Act. ④ : p. 191Comment peut-on expliquer les saisons ?

Act. ⑤ : p. 192Quelles sont les conditions qui permettent la vie sur Terre ? (distances des planètes au Soleil)

Act. int. ⑧ : p. 230Comment a-t-on représenté le système solaire au cours du temps ?

• Mouvements dont la valeur de la vitesse (module) est constante ou variable (accélération, décélération) dans un mouvement rectiligne


Act. ③ : p. 62Quelle est la vitesse des objets qui nous entourent ?

Act. ④ : p. 63Quelle est la vitesse d’une voiture télécommandée ?

Act. ⑤ : p. 64Comment décrire les variations d’une vitesse ?

Act. ⑥ : p. 65De quoi l’énergie associée à un objet en mouvement dépend-elle ?Bilan p. 66-67 ; Exercices 17 et 18 p. 70

Dans le manuelL’observation et la caractérisation de mouvements variés ont permis, comme y invitent les repères de progressivité du programme, d’introduire la vitesse et ses unités et d’aborder le rôle de la position de l’observateur en CM1-CM2.

Choix des exemplesLe début du chapitre 4 est consacré à la consolidation de la notion de position de l’observateur. L’activité 1 (p. 60) propose aux élèves d’observer le mouvement de wagon-nets d’attractions de fête foraine pour prédire quelle serait leur trajectoire s’ils y prenaient place. De la même façon, l’activité 2 (p. 61) met en scène deux collégiens qui, en 3025, montent dans un vaisseau spatial pour observer le mouvement d’un de leur camarade resté sur Terre. La tâche complexe (p. 71) soumet à la réflexion des élèves le cas de deux collégiens qui se demandent si le car dans

lequel ils ont pris place, recule dans une pente au moment du démarrage.

Ces deux premières activités permettent aussi, à l’échelle terrestre et à l’échelle spatiale, de reconnaitre deux types de trajectoires simples : circulaire et rectiligne. Les autres mouvements sont simplement qualifiés de « quel-conque » mais le professeur pourra, le cas échéant, même si ce n’est pas explicitement au programme, introduire d’autres termes, par exemple si certains élèves recon-naissent une ellipse ou une hélice. En complément, l’acti-vité 1 du chapitre 12 La Terre dans le système solaire (p. 188) aide à se représenter l’échelle des distances dans le système solaire. En prolongement, on pourra s’intéres-ser à l’orientation de la Terre par rapport au Soleil au cours de l’année et comprendre que le mouvement de la Terre est à l’origine des saisons observées lorsqu’on s’éloigne de l’équateur (Act. 4 du chapitre 12, Comment peut-on expli-quer les saisons ? p. 191). L’activité inter disciplinaire 8

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(p. 230) montre l’évolution des représentations des mou-vements dans le système solaire au cours de l’histoire.

L’activité 3 propose de rechercher l’ordre de grandeur des vitesses de déplacement sur Terre. C’est l’occasion, dans la version numérique, de parler des records du TGV et du MAGLEV japonais, également cités dans l’Atelier (p. 75). Dans l’activité 4 est présentée une méthode de mesure de la vitesse d’une voiture télécommandée. Le protocole de mesure d’une durée et le calcul d’une vitesse sont détaillés dans la rubrique Je travaille des méthodes (p. 69) et les élèves peuvent y trouver une aide. Une réflexion plus approfondie peut amener à discuter le résultat et la version numérique de l’activité propose une investiga-tion autour de la question : « La voiture est-elle ou non plus rapide que le voisin qui est un bon sprinteur ? »

Les questions soulevées par la mesure de la vitesse moyenne de la voiture ou du sprinteur « départ arrêté » auront amené à envisager l’accélération et, plus générale-ment, les variations de vitesse. Une modélisation du principe des voies de détresse et une simulation du mou-vement d’un véhicule sur une voie normale et une voie de détresse permettent de définir les mouvements ralenti (ou décéléré), accéléré et uniforme. La modélisation des matériaux constitutifs de la voie de détresse, présentés dans la version numérique, par une surface rugueuse permet de comprendre en quoi le choix des matériaux d’un revêtement routier est important pour la sécurité des usagers. Cette activité pourra être utilisée dans le cadre de l’étude du chapitre 9 (p. 138), Matériaux et objets techniques (recherche d’une solution technique).

L’activité 6 interroge sur les grandeurs déterminant l’éner-gie associée à objet en mouvement. La situation choisie répond au programme qui remarque « qu’un échange d’énergie est constaté lors d’une augmentation ou dimi-nution de la valeur de la vitesse ». Deux collégiens remarquent qu’après un saut en longueur ils laissent la même trace dans le sol meuble de la zone de réception du stade alors que l’un d’entre eux est plus lourd que l’autre. Les exercices permettront ensuite de réinvestir cette dépendance de l’énergie non seulement de la masse mais aussi de la vitesse d’un véhicule en mouve-ment (exercices 5 et 12 p. 68).

ÉclairageLe passage de la situation d’acteur à celle d’observateur n’est pas aisé pour l’élève de fin de cycle 3 et l’activité 1 (p. 60) lui propose d’observer le mouvement de wagon-nets d’attractions de fête foraine pour prédire quelle

serait sa trajectoire s’il y prenait place. L’observation lui est facilitée du fait qu’il se projette comme acteur. De la même façon, pour se représenter les mouvements de la Terre, l’élève est invité à accompagner deux collégiens du futur dans leur vaisseau pour observer finale ment son propre mouvement de Terrien.

La dernière année du cycle 3 permet de consolider le vocabulaire. Les différentes situations proposées dans les activités permettent à l’élève d’utiliser correctement le vocabulaire dans des contextes variés. Un objet décrit un mouvement, il est animé d’une vitesse. La trajectoire est celle de l’objet, et non celle du mouvement puisque c’est bien l’objet qui passe par les différents points constituant la trajectoire et non le mouvement. Un mouvement est caractérisé par la vitesse de l’objet et sa trajectoire. Le mouvement est le phénomène observé. De la même façon, c’est le mouvement qui est ralenti, uniforme ou accéléré alors que la vitesse augmente, diminue ou reste constante.

On veille à l’utilisation des unités adaptées aux calculs de vitesse. Pour une vitesse exprimée en kilomètre par heure la distance sera mesurée en kilomètres et la durée en heure. Une vitesse exprimée en mètre par seconde cor-respond à une distance parcourue exprimée en mètre et une durée de parcours exprimée en seconde. D’autres unités restent possibles, quoique moins utilisées, et l’on retiendra que ce sont les unités de distance et de temps utilisées qui déterminent l’unité de vitesse (cm/h pour un escargot, km/s pour la Terre dans son mouvement autour du Soleil, etc.).

Cette partie est aussi l’occasion de dévelop per des capa-cités expérimentales : mesure soigneuse des distances, apprentissage raisonné de l’utilisation du chronomètre et entrainement pour parvenir à le déclencher et l’arrêter aux instants choisis. Des tracés à l’échelle sont réalisés pour comparer des distances, des vitesses.

Bibliographie – Sitographiehttp://www.stellarium.org/fr/http://www.winstars.net/http://www.histoire-image.org/site/etude_comp/etude_

comp_detail.php?i=454http://www.cite-sciences.fr/fr/ressources/juniors/lactu-des-

juniors/ a-t-on-vraiment-decouvert-une-9e-planete/http://www.fondation-lamap.org/sites/default/files/upload/

media/minisites/projet_calendriers/eleves/soleil-terre-lune_FrV2.swf

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IDENTIFIER DIFFÉRENTES SOURCES ET CONNAITRE QUELQUES CONVERSIONS D’ÉNERGIE ;

IDENTIFIER UN SIGNAL ET UNE INFORMATION

Tableau synoptique


Identifier des sources et des formes d’énergie Toutes les activités du chapitre ③


• L’énergie existe sous différentes formes (énergie associée à un objet en mouvement, énergie thermique, électrique, etc.)

Act. ① : p. 94Quels sont nos besoins en aliments ? (unité d’énergie)

Prendre conscience que l’être humain a besoin d’énergie pour vivre, se chauffer, se déplacer, s’éclairer


Act. ⑥ : p. 65De quoi l’énergie associée à un objet en mouvement dépend-elle ?

Reconnaitre les situations où l’énergie est stockée, transformée, utilisée

Chap. ③ : p. 44-45 Ces énergies qui nous entourent

La fabrication et le fonctionnement d’un objet technique nécessitent de l’énergie

• Exemples de sources d’énergie utilisées par les êtres humains : charbon, pétrole, bois, uranium, aliments, vent, Soleil, eau et barrage, pile, etc.

• Notion d’énergie renouvelable

Act. ① : p. 46 De quelles énergies avons-nous besoin ?

Act. ② : p. 47D’où l’énergie électrique provient-elle ?

Act. ③ : p. 48Comment peut-on conserver l’eau chaude ?

Act. ④ : p. 49Comment alimenter un chantier en électricité ?

Act. ⑤ : p. 50Quelles conversions de l’énergie électrique repérer dans la maison ?Bilan p. 52-53 ; Exercices 11 et 12 p. 56

Act. int. ① : p. 72Comment utiliser la Terre comme source d’énergie ?

• Identifier quelques éléments d’une chaine d’énergie domestique simple

• Quelques dispositifs visant à économiser la consommation d’énergie

Act. int. ⑥ : p. 180-181Comment s’habiller en milieu polaire ?Atelier p. 76

Identifier différentes formes de signaux (sonores, lumineux, radio, etc.)• Nature d’un signal, nature d’une information dans une

application simple de la vie courante


Act. ⑥ : p. 51Quels signaux pour informer les passagers du tramway ?Bilan p. 53 ; Exercice 13 p. 56

Dans le manuel

Choix des exemplesLes attendus Identifier différentes sources et connaitre quelques conversions d’énergie et Identifier un signal et une information sont traités dans un même chapitre, le cha-pitre 3 Ces énergies qui nous entourent. En CM1 et CM2 ont été mis en évidence, comme y invitent les repères de progressivité du programme, les besoins en énergie de l’être humain, la nécessité d’une source d’énergie pour le

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IDENTIFIER DIFFÉRENTES SOURCES ET CONNAITRE QUELQUES CONVERSIONS D’ÉNERGIE ;

IDENTIFIER UN SIGNAL ET UNE INFORMATION

Tableau synoptique


Identifier des sources et des formes d’énergie Toutes les activités du chapitre ③


• L’énergie existe sous différentes formes (énergie associée à un objet en mouvement, énergie thermique, électrique, etc.)

Act. ① : p. 94Quels sont nos besoins en aliments ? (unité d’énergie)

Prendre conscience que l’être humain a besoin d’énergie pour vivre, se chauffer, se déplacer, s’éclairer


Act. ⑥ : p. 65De quoi l’énergie associée à un objet en mouvement dépend-elle ?

Reconnaitre les situations où l’énergie est stockée, transformée, utilisée


La fabrication et le fonctionnement d’un objet technique nécessitent de l’énergie

• Exemples de sources d’énergie utilisées par les êtres humains : charbon, pétrole, bois, uranium, aliments, vent, Soleil, eau et barrage, pile, etc.

• Notion d’énergie renouvelable

Act. ① : p. 46 De quelles énergies avons-nous besoin ?

Act. ② : p. 47D’où l’énergie électrique provient-elle ?

Act. ③ : p. 48Comment peut-on conserver l’eau chaude ?

Act. ④ : p. 49Comment alimenter un chantier en électricité ?

Act. ⑤ : p. 50Quelles conversions de l’énergie électrique repérer dans la maison ?Bilan p. 52-53 ; Exercices 11 et 12 p. 56

Act. int. ① : p. 72Comment utiliser la Terre comme source d’énergie ?

• Identifier quelques éléments d’une chaine d’énergie domestique simple

• Quelques dispositifs visant à économiser la consommation d’énergie

Act. int. ⑥ : p. 180-181Comment s’habiller en milieu polaire ?Atelier p. 76

Identifier différentes formes de signaux (sonores, lumineux, radio, etc.)• Nature d’un signal, nature d’une information dans une

application simple de la vie courante


Act. ⑥ : p. 51Quels signaux pour informer les passagers du tramway ?Bilan p. 53 ; Exercice 13 p. 56

Dans le manuel

Choix des exemplesLes attendus Identifier différentes sources et connaitre quelques conversions d’énergie et Identifier un signal et une information sont traités dans un même chapitre, le cha-pitre 3 Ces énergies qui nous entourent. En CM1 et CM2 ont été mis en évidence, comme y invitent les repères de progressivité du programme, les besoins en énergie de l’être humain, la nécessité d’une source d’énergie pour le

fonctionnement d’un objet tech nique et les différentes sources d’énergie. Cette approche est reprise dans l’activité 1 (p. 46) où les élèves peuvent s’interroger sur l’énergie dans le contexte du petit déjeuner. Ils y font, selon l’expression usuelle, « le plein d’énergie » ce qui pourra, si le professeur le souhaite, être relié à l’expérience courante grâce à l’activité 1 du chapitre 6, Quels sont nos besoins en aliments ? (p. 94) qui introduit l’unité d’énergie visible sur les emballages ali-mentaires. Dans l’activité 1 du chapitre 3, les élèves repèrent les différentes formes d’énergies dont ils ont eu

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besoin pour préparer ce petit déjeuner (chauffage du lait avec une cuisinière à gaz, grillage du pain avec un appareil électrique). Ils sont guidés pour se rendre compte que l’énergie qu’ils avalent leur est fournie sous forme d’éner-gie chimique et qu’ils vont par exemple la transformer en énergie de mouvement.

L’activité 2 leur permet alors de s’interroger sur l’origine de l’énergie électrique utilisée à la maison et au collège : l’électricité résulte de la conversion d’une énergie de mouve ment (turbine mise en mouvement par le vent, l’eau liquide, la vapeur d’eau, etc.) en énergie électrique.L’activité 3 permet d’aborder la problé matique des éco-nomies d’énergie. C’est l’occasion de réinvestir ce qui a pu être vu lors de l’étude des propriétés des matériaux (Chap. 1). Parce qu’une bouteille isotherme correspond à une solution technique (récipient fermé et fabriqué dans un matériau qui est un isolant thermique) pour répondre à une fonction d’usage précise, cette activité peut égale-ment être utilisée dans le cadre de l’étude du chapitre 9 (p. 138), Matériaux et objets techniques. L’activité numé-rique propose une analogie avec une maison qui, pour limiter les dépenses de chauffage, sera maintenue fermée (on évitera de laisser fenêtres et portes extérieures ouvertes) et sera bien isolée. L’activité peut trouver un dernier prolongement dans l’atelier (p. 76) où le dispositif des murs Trombe-Michel est présenté : il s’agit d’un exemple de chauffage solaire passif utilisé, à la fin des années 1960, à Odeillo et, actuellement, en plein déve-loppement.

À partir de l’activité 4 sont introduites les chaines d’éner-gie. On s’intéresse ici à deux façons d’alimenter un chan-tier en électricité : à l’aide de cellules photo voltaïques ou à l’aide d’un groupe électrogène. C’est l’occasion de dis-tinguer et de définir énergies renouvelables et non-renouvelables. L’activité 5 qui s’intéresse plus finement aux conversions de l’énergie électrique va aider l’élève à adop-ter un comportement responsable en éteignant les appa-reils électriques dont il ne se sert pas.

Les activités 3, 4 et 5 peuvent, dans le contexte de l’édu-cation au développement durable, être associées aux deux exercices de la rubrique Je travaille des méthodes, (p. 55), qui traitent de l’énergie éolienne, et aux exer-cices 11 et 12 (p. 56), qui donnent un exemple de produc-tion d’électricité à partir de la houle ou de chauffage de l’eau sanitaire par solaire passif. Enfin, l’activité interdisciplinaire Comment utiliser la Terre comme source d’énergie ? (p. 72) présente diverses utilisa-tions du sous-sol comme source d’énergie : dans l’Anti-quité dans les thermes, aujourd’hui pour du chauffage urbain, voire, dans le cas de sources de vapeur, pour pro-duire de l’électricité ou simplement, dans le cas de sources froides, pour chauffer des habitations.

L’activité 6 (p. 51) permet d’approfondir la notion de signal découverte en CM1 et CM2. Les notions d’émetteur et de récepteur d’un signal sonore ou visuel sont introduites dans le contexte de l’ouverture ou de la fermeture d’une

porte de tramway. Un exercice (p. 56) sur les feux de signa-lisation destinés aux piétons élargit la problématique en expliquant pourquoi deux types de signaux sont généra-lement émis pour signaler des dangers afin de tenir compte d’éventuelles déficiences sensorielles des usagers.

ÉclairageEn ce qui concerne le vocabulaire, un certain nombre de choix ont été faits. On a choisi de dire « énergie de mou-vement » ou « énergie chimique » plutôt qu’« énergie associée à un objet en mouvement » ou « énergie asso-ciée à une réaction chimique » qui apparaissaient comme des expressions très longues et difficiles à mémoriser. On a veillé à ne pas confondre sources d’énergie (les matières premières telles que le bois ou des phénomènes naturels tels que le vent) et formes d’énergie (énergie ther-mique, énergie de mouvement).

L’expression « diagramme d’énergie » n’a pas été employée car elle est plutôt utilisée au lycée dans le contexte de la représen tation des énergies d’activation en chimie ou de la mécanique quantique.

Le mot « conversion » a été préféré à celui de « transfor-mation » qui n’est employé que deux fois dans les pro-grammes. Les appareils électriques sont des convertis-seurs d’énergie qui convertissent l’énergie électrique en énergie lumineuse (lampe), en énergie thermique (radia-teur), etc. Plus généralement, l’énergie est convertie d’une forme (thermique, chimique, de mouvement) en une autre (lumineuse, électrique, de mouvement).

Le cycle 3 doit avant tout permettre à l’élève de com-prendre qu’il existe différentes formes d’énergie et de les identifier. Une certaine rigueur a été recherchée dans les appellations mais sans oublier l’âge des élèves. L’énergie reçue du Soleil est dans le manuel qualifiée de « lumi-neuse » ou « solaire ». L’expression « énergie de rayon-nement » serait sans doute plus correcte mais elle serait moins directement intelligible et elle n’est d’ailleurs pas employée dans les programmes. Pour la même raison, l’énergie émise par un grille-pain rougeoyant est, dans l’activité 5 (p. 50), subdivisée en « énergie thermique » et « énergie lumineuse ».

La notion de transfert d’énergie, non mentionnée dans les programmes en tant que telle a été abordée à travers les enjeux du développement durable. Ainsi, un système d’isolation thermique qui va limiter les transferts d’éner-gie thermique est-il, selon l’expression du programme, un « dispositif visant à économiser la consom mation d’éner-gie » : c’est ce qui est étudié au chapitre 3 dans l’activité 3 Comment peut-on conserver de l’eau chaude ? (p. 48) et dans l’activité interdisciplinaire 6 (p. 180) Comment s’ha-biller en milieu polaire ?

Enfin, on peut noter que, si les chaines d’énergie ne sont introduites qu’à partir de l’activité 4, il est bien entendu possible d’en construire dans le contexte des activités précédentes, ce que proposent certaines versions numé-

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riques. Le choix a été fait de représenter sources, conver-tisseurs et récepteurs dans des cadres reliés par des flèches symbolisant les formes d’énergie. On aura par exemple :

Pile

Énergie électrique

Lampe

Énergie lumineuseÉnergie thermique

Milieu extérieur

Le programme de cycle 3 ne le précise évidemment pas, mais l’enseignant peut garder présent à l’esprit qu’un signal n’est autre chose que de l’énergie qui se propage d’un émetteur vers un récepteur. Pour les exemples choi-sis dans l’activité 6, le signal est une quantité donnée d’énergie sonore ou lumineuse qui va stimuler l’oreille ou la rétine du récepteur. Dans la version numérique, il est proposé de rechercher les conversions d’énergie corres-pondant à l’émission des signaux : l’énergie électrique est convertie en énergie lumineuse ou en énergie sonore. Le professeur remarquera qu’à la réception l’énergie lumi-neuse ou sonore est convertie en énergie électrique (l’influx nerveux qui va arriver au cerveau) mais cela n’est a priori pas du niveau du cycle 3.

Bibliographie – Sitographiehttp://www.fondation-lamap.org/fr/page/17824/guide-5e-

comment-fonctionne-le-monde-energie-et-energies cinq modules dont on peut s’inspirer

http://www.developpement-durable.gouv.fr/-Energies-renouvelables,406-.html

Chaines d’énergie : http://www.sciencemuseum.org.uk/online_science/games/energy_flows

Les multiples visages de l’énergie : http://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/ressource/Energie_Balian.xml

http://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/video-html5/se2012/roux/lhabitat-du-futur-defis-et-innovations#diapo69

Histoire : fours et maisons solaires à Odeillo https://halshs.archives-ouvertes.fr/halshs-01130485/document

Géothermie (site du BRGM) : http://www.geothermie-perspectives.fr/operation/centrale-production-electrique-bouillante

EDF : https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z

porte de tramway. Un exercice (p. 56) sur les feux de signa-lisation destinés aux piétons élargit la problématique en expliquant pourquoi deux types de signaux sont généra-lement émis pour signaler des dangers afin de tenir compte d’éventuelles déficiences sensorielles des usagers.

ÉclairageEn ce qui concerne le vocabulaire, un certain nombre de choix ont été faits. On a choisi de dire « énergie de mou-vement » ou « énergie chimique » plutôt qu’« énergie associée à un objet en mouvement » ou « énergie asso-ciée à une réaction chimique » qui apparaissaient comme des expressions très longues et difficiles à mémoriser. On a veillé à ne pas confondre sources d’énergie (les matières premières telles que le bois ou des phénomènes naturels tels que le vent) et formes d’énergie (énergie ther-mique, énergie de mouvement).

L’expression « diagramme d’énergie » n’a pas été employée car elle est plutôt utilisée au lycée dans le contexte de la représen tation des énergies d’activation en chimie ou de la mécanique quantique.

Le mot « conversion » a été préféré à celui de « transfor-mation » qui n’est employé que deux fois dans les pro-grammes. Les appareils électriques sont des convertis-seurs d’énergie qui convertissent l’énergie électrique en énergie lumineuse (lampe), en énergie thermique (radia-teur), etc. Plus généralement, l’énergie est convertie d’une forme (thermique, chimique, de mouvement) en une autre (lumineuse, électrique, de mouvement).

Le cycle 3 doit avant tout permettre à l’élève de com-prendre qu’il existe différentes formes d’énergie et de les identifier. Une certaine rigueur a été recherchée dans les appellations mais sans oublier l’âge des élèves. L’énergie reçue du Soleil est dans le manuel qualifiée de « lumi-neuse » ou « solaire ». L’expression « énergie de rayon-nement » serait sans doute plus correcte mais elle serait moins directement intelligible et elle n’est d’ailleurs pas employée dans les programmes. Pour la même raison, l’énergie émise par un grille-pain rougeoyant est, dans l’activité 5 (p. 50), subdivisée en « énergie thermique » et « énergie lumineuse ».

La notion de transfert d’énergie, non mentionnée dans les programmes en tant que telle a été abordée à travers les enjeux du développement durable. Ainsi, un système d’isolation thermique qui va limiter les transferts d’éner-gie thermique est-il, selon l’expression du programme, un « dispositif visant à économiser la consom mation d’éner-gie » : c’est ce qui est étudié au chapitre 3 dans l’activité 3 Comment peut-on conserver de l’eau chaude ? (p. 48) et dans l’activité interdisciplinaire 6 (p. 180) Comment s’ha-biller en milieu polaire ?

Enfin, on peut noter que, si les chaines d’énergie ne sont introduites qu’à partir de l’activité 4, il est bien entendu possible d’en construire dans le contexte des activités précédentes, ce que proposent certaines versions numé-

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CHAPITRE 1 Les propriétés de la matière p. 18-31

Présentation du chapitreCe chapitre reprend, complète ou approfondit les observations de diverses formes et états de la matière réalisés en CM1 et CM2 et présente différentes propriétés de la matière. Une présentation systématique des différentes propriétés de la matière n’a pas été retenue car elle aurait amené à dresser un catalogue dépourvu de sens. L’utilisation du glossaire en fin de manuel permettra cependant de retrouver facilement les expériences correspondant à la plupart des propriétés.

L’activité 1 introduit le cycle de l’eau qui aura peut-être déjà été présenté en primaire. C’est bien une même eau qui constitue la neige, la grêle ou la mer Dans le cadre d’un enseignement spiralaire, il s’agit de s’appuyer sur tout ce que les élèves savent déjà pour élargir le vocabulaire et pour rappeler que l’eau est indispensable à la vie (ouverture vers le Thème D du programme) en insistant sur la nécessité d’en préserver la qualité (cf. activité interdisciplinaire Comment nettoyer des eaux usées ?, page 228).

Les activités 2 et 3 proposent des contextes de changement d’état. Ceux-ci ont été abordés en cycle 2 et ne seront étudiés qu’en cycle 4. Ils ne sont donc pas observés pour eux-mêmes mais en ce qu’ils permettent de reconnaitre une même substance sous différentes formes.Dans l’activité 2 les élèves s’interrogent sur la visibilité des substances : l’observation d’eau liquide dans une casserole et d’eau liquide sur le couvercle soulevé les amène à re-questionner les savoirs de l’élémentaire. Avec sa vidéo, la version numérique de l’activité va initier une investigation et les élèves pourront faire l’hypothèse de la présence, entre les deux ustensiles de cuisine, d’eau sous une forme invisible.

L’activité 3 permet de présenter les méthodes de mesure de volume et de masse, si cela n’a pas été vu en primaire, et de remarquer que le volume n’est pas caractéristique d’un échantillon de matière.

L’énigme de l’activité 4 est l’occasion de revoir les schématisations d’un liquide en rappelant de façon originale que la surface d’un liquide est toujours horizontale. Elle peut aussi constituer une introduction aux notions de miscibilité et de densité qui seront développées dans l’activité 5.

En 6e, beaucoup d’élèves pensent encore que tout liquide est de l’eau (QCM p. 18) et l’activité 5, en même temps qu’elle introduit la notion de « densité », permet d’interroger cette représentation. Elle donne une large place à la construction de la notion de « miscibilité » : l’huile n’est miscible ni à l’eau (sur laquelle elle flotte) ni à l’alcool (dans lequel elle coule) mais elle se mélange à certains solvants vendus comme « solvants pour peinture » (activité 5, p. 24).

Enfin, l’activité 6 montre qu’il n’est pas impossible qu’un verre de boisson sucrée contienne l’équivalent de 10 morceaux, ce qui participe à l’éducation à la santé et prépare, pour ce qui est de la chimie, à l’estimation de la valeur d’une solubi-lité qui sera proposée au cycle 4.

Avant de commencerQCM 1 a.QCM 2 b.QCM 3 a. Faux ; b. Vrai ; c. Faux

Activité 1 Sous quelles formes trouve‑t‑on l’eau sur Terre ?1.

État solide État liquide État gazeux

cristaux de glace – grêle – neige

fleuves – océans – mers – rivières – gouttelettes d’eau – nuage – pluie – eau liquide souterraine – lacs

vapeur d’eau

2. Les quatre verbes sont s’évaporer (« s’évapore »), fondre (« fondent »), se liquéfier (« se liquéfie ») et se solidifier (« se solidifient »).

3. Dans la nature, la circulation perpétuelle de l’eau entre les océans, l’atmosphère et les continents est appelée

« cycle de l’eau ». Au cours de ce parcours, l’eau se trouve dans l’état solide (cristaux de glace des nuages, neige), liquide (fleuves, nuages, nappes souterraines…) et gazeux (vapeur d’eau invisible).

Activité 2 L’eau est‑elle toujours visible ?1. Un nuage est visible (il est formé de gouttelettes d’eau ou de fins cristaux de glace) alors que la vapeur d’eau est un gaz invisible.

2. L’eau au fond de la casserole est à l’état liquide. Les gouttes visibles sur le couvercle sont également à l’état liquide.

3. Pour vaporiser l’eau liquide, il faut augmenter sa tem-pérature.

4. (a) : état liquide, (b) : état gazeux, (c) : état liquide.(c) R (b) : c’est la vaporisation.(b) R (a) : c’est la liquéfaction.

5. Lorsque Massimo fait chauffer de l’eau liquide, une partie de cette eau se vaporise et forme de la vapeur d’eau qui n’est pas visible. Cette vapeur d’eau se liquéfie

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ensuite au contact du couvercle. Je conclus de ces obser-vations que l’eau n’est pas toujours visible dans tous ses états : dans cette expérience, elle est visible à l’état liquide mais pas à l’état gazeux.

Complément numériqueLa vapeur d’eau est incolore : elle n’est donc généra-lement pas observable. Lorsqu’on porte de l’eau à ébullition, on peut cependant observer la vapeur d’eau quand elle se forme sur la partie inférieure du récipient dont la température dépasse 100 °C : de grosses bulles de gaz remontent et ces bulles sont des bulles de vapeur d’eau.

Activité 3 Pourquoi les canalisations peuvent‑elles se fendre en hiver ?1. On mesure le volume d’un liquide avec une éprouvette graduée.

2. On mesure la masse d’un objet ou, plus généralement, d’un échantillon de matière avec une balance.

3. Le volume d’eau liquide est de 45 mL.

4. Après passage au congélateur, le volume d’eau solide dans l’éprouvette est de 50 mL.On fera remarquer aux élèves que la mesure est difficile puisque la surface de la glace n’est pas horizontale, mais l’augmentation de volume lors du passage de l’état liquide à l’état solide est significative.

5. Il y a toujours la même quantité d’eau car la masse n’a pas changé.Si on laisse la glace fondre, on retrouvera le même volume d’eau liquide que sur le document a. et la même masse.

6. Pendant l’hiver, l’eau contenue dans le tuyau est deve-nue solide sous l’effet du froid. Or l’eau solide occupe un volume plus grand que l’eau liquide. Donc, lors de la solidification de l’eau, le tuyau a éclaté. L’eau liquide contenue dans le tube a gelé, ce qui a entrainé une aug-mentation de son volume. Le tuyau a éclaté car l’eau liquide qu’il contenait a gelé, ce qui a entrainé une aug-mentation du volume de l’eau.

Activité 4 Comment représenter la surface d’un liquide ?1. Bécher 1 : la surface de séparation de l’huile suit la ligne bleue.Bécher 2 incliné : la surface de séparation de l’eau colorée suit la ligne bleue.Bécher 3 : la surface de séparation huile-air suit la ligne bleue et la surface de séparation huile-eau colorée est parallèle à la ligne bleue.Que le bécher soit incliné ou non, la surface de séparation des liquides est horizontale.

2. et 3.

Schéma de la situation 1



4. Lorsqu’on tourne de 45° le schéma de la situation 2 dans le sens contraire des aiguilles d’une montre pour faire en sorte que le bécher ne soit plus incliné, on constate que le schéma correspond à la photographie de Sophie.

5. Tout d’abord, Sophie a incliné le verre contenant la vinaigrette et a réalisé la photographie. Si Sophie a utilisé une pho-tographie papier, elle l’a tournée avant de la découper. Elle a pu aussi utiliser un logiciel pour faire pivoter la photographie et rogner les bords avant d’imprimer.

Activité 5 Que se passe‑t‑il quand on verse un liquide dans un autre liquide ?1. L’huile et le solvant pour peinture sont miscibles car le contenu du tube C est homogène.

2. Voir schéma ci-dessous.

3. L’eau est plus dense que l’huile (tube A) qui est plus dense que l’alcool (tube B). Donc, par ordre de densité croissante, on a : alcool, huile, eau.

4.

5. On voit que l’huile ne se mélange pas à l’alcool mais tombe au fond du tube A. On voit qu’elle se mélange au solvant pour peinture et ne reste donc pas en haut du tube C. L’huile ne reste donc pas toujours en haut lorsqu’on réalise un mélange.

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Activité 6 Quelle quantité de sucre peut‑on dissoudre dans l’eau ?1. Elda suppose qu’il ne peut pas y avoir 10 morceaux de sucre dissous dans 300 mL de sa boisson préférée : on verrait du sucre au fond du verre.

2. On mesure 10 mL d’eau à l’aide d’une éprouvette gra-duée.

3. On a besoin, pour dissoudre du sucre dans de l’eau, d’un bécher et d’un agitateur.

4. Elda observe que la solution est saturée à partir de 7 morceaux de sucre car il reste du sucre non dissous au fond du bécher.

5. On observe la saturation lorsqu’on essaie de dissoudre :7 morceaux de sucre dans 10 mL.On observerait la saturation si l’on essayait de dissoudre :– 21 morceaux de sucre dans 30 mL ;– 210 morceaux de sucre dans 300 mL.

6. Il est possible qu’il y ait 10 morceaux de sucre dissous dans le verre d’Elda : la saturation n’est pas observée avec 10 morceaux mais avec 210. Il peut y avoir 10 morceaux de sucre dissous dans son verre. Son hypothèse n’est pas vérifiée.

Remarques :Pour réaliser l’expérience, il faut utiliser des morceaux de sucres « ronds » de 3 g. La solubilité du sucre dans l’eau est de l’ordre de 2 kg par litre d’eau à 20 °C. La vidéo de la version numérique de l’activité met en évidence la difficulté qu’il y a à dissoudre le sucre lorsque la solution est très concentrée. S’arrêter expérimentalement à 5 sucres dissous ne modifie en rien la conclusion de l’activité.Chauffer peut permettre de dissoudre plus vite le sucre : attention, procéder ainsi n’est pas souhaitable. En effet, certaines substances sont plus solubles à chaud qu’à froid et l’on peut observer un précipité après refroidissement. Ce ne sera pas le cas ici pour le sucre (solubilité de 2 kg par litre à 20 °C et de 2,1 kg par litre à 30 °C) mais il est inutile d’intro-duire en 6e l’influence de la température sur la cinétique ou la valeur de la solubilité (qui sont deux phénomènes dis-tincts).L’expérience ne permet pas de conclure s’il y a effectivement autant de sucre dans un verre de soda. Elle permet seule-ment de dire que ce n’est pas impossible.Pour déterminer le nombre de sucres présents dans un verre de soda, on peut réaliser des solutions de sucre et les peser.Mesurer 300 mL d’eau à l’aide d’une éprouvette graduée. Verser dans un bécher et repérer le niveau par un trait au feutre noir.

Toutes les solutions seront réalisées en partant du bécher vide : mettre le sucre au fond du bécher, ajouter de l’eau et dissoudre, puis compléter jusqu’à 300 mL.Peser les différentes solutions, puis l’on pèse 300 mL de soda. En déduire, à un sucre près, le nombre de sucres contenus dans 300 mL de soda.

Exercices

J’apprends le cours1. a. « Lorsqu’on dissout un solide dans l’eau, on effectue une dissolution. »b.

c.

Grandeur Masse Volume

Symbole de la grandeur

m V

Unité de la grandeur

kilogramme litre

Symbole de l’unité kg L

Se mesure avec… balance éprouvette graduée

2.

Je me teste3. b.4. b.5. b.6. c.7. a.8. a.9. b.

Je travaille des méthodes10. Mesurer un volumeÉprouvette graduée 1 : il y a 1 mL entre deux gradua-tions, ainsi le volume est de 46 mL.Éprouvette graduée 2 : il y a 2 mL entre deux gradua-tions, ainsi le volume est de 48 mL.Éprouvette graduée 3 : il y a 0,2 mL entre deux gradua-tions, ainsi le volume est de 7,4 mL.

11. Mesurer une masse1. Quand il aura versé la quantité de sucre demandée dans la recette, la balance affichera « 550 g ».

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Toutes les solutions seront réalisées en partant du bécher vide : mettre le sucre au fond du bécher, ajouter de l’eau et dissoudre, puis compléter jusqu’à 300 mL.Peser les différentes solutions, puis l’on pèse 300 mL de soda. En déduire, à un sucre près, le nombre de sucres contenus dans 300 mL de soda.

Exercices

J’apprends le cours1. a. « Lorsqu’on dissout un solide dans l’eau, on effectue une dissolution. »b.

c.

Grandeur Masse Volume

Symbole de la grandeur

m V

Unité de la grandeur

kilogramme litre

Symbole de l’unité kg L

Se mesure avec… balance éprouvette graduée

2.

Je me teste3. b.4. b.5. b.6. c.7. a.8. a.9. b.

Je travaille des méthodes10. Mesurer un volumeÉprouvette graduée 1 : il y a 1 mL entre deux gradua-tions, ainsi le volume est de 46 mL.Éprouvette graduée 2 : il y a 2 mL entre deux gradua-tions, ainsi le volume est de 48 mL.Éprouvette graduée 3 : il y a 0,2 mL entre deux gradua-tions, ainsi le volume est de 7,4 mL.

11. Mesurer une masse1. Quand il aura versé la quantité de sucre demandée dans la recette, la balance affichera « 550 g ».

2. La fonction qui permet de mesurer directement 200 g de sucre est la fonction « TARE ».3. Avant de verser le sucre, il aurait lu « 0 g » et, après, il aurait lu « 200 g ».

Je m’entraine12. L’eau dans tous ses états

État liquide État solide État gazeux

b, c, f, g, i a, h d, e

13. Inès prend une douche1. Zone 1 : état liquide.Zone 2 : état gazeux.Zone 3 : état liquide.2. La flèche rouge correspond à une vaporisation et la flèche bleue à une liquéfaction.

14. Décrire l’aspect d’une solutionTube a : La solution dans le tube à essai est saturée en sel.Tube b : Le sucre est totalement dissous dans le tube à essai.

15. Saturé en sel ? Saturé en sucre ?1. Dans le bécher a, on observe du sel au fond et la solu-tion est trouble.Dans le bécher b, on observe une solution limpide.

2.

3. Anna et Ben peuvent répondre qu’il ne faut pas la même quantité de sel que de sucre pour observer la satu-ration d’une solution. Il faut davantage de sucre.

Je résous une tâche complexe16. Débordera ou pas ?Le document 1 montre qu’une même quantité d’eau occupe une plus grande place à l’état solide qu’à l’état liquide : la bouteille était remplie à ras bords d’eau liquide, la glace déborde (en regardant bien, ou en réalisant soi-même l’expérience, on peut par ailleurs constater que la bouteille en plastique a « gonflé »). La quantité d’eau est la même, mais le volume occupé est plus grand à l’état solide qu’à l’état liquide.Le document 2 montre que, lorsque le glaçon fond, l’eau dont il était constitué occupe moins de place.On peut penser que, puisque l’eau qui constitue le glaçon occupe moins de place lorsqu’elle est à l’état liquide qu’à l’état solide, le verre ne va pas déborder lorsque le glaçon va fondre.

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CHAPITRE 2 Les mélanges au quotidien p. 32-43

Présentation du chapitreDans ce chapitre, on s’intéresse non seulement aux mélanges, mais également aux techniques de séparation introduites comme éléments de réponse à une problématique.

L’activité 1 permet de clarifier le vocabulaire : mélanges homogène et hétérogène, décantation. Sa version numérique permet d’introduire des mélanges moins immédiatement reconnaissables : le mélange homogène de l’eau et de l’air dont la séparation est provoquée par chauffage et le mélange gaz-liquide des sodas.

Dans l’activité 2, deux autres techniques de séparation, la filtration et l’évaporation, sont introduites pour relever le défi de séparer du sel et du poivre. La version numérique qui présente l’activité sous forme d’investigation permet d’en tester une troisième basée sur l’attraction à distance électrostatique.

L’activité 3 interroge la notion de « miscibilité » à partir de la préparation de boissons multicolores pour aborder les aspects expérimentaux de la réalisation de mélanges ; le mélange de deux constituants miscibles doit être agité pour former un mélange homogène.

L’activité 4 met l’accent sur les conséquences possibles de mélanges qui peuvent conduire à une réaction chimique, c’est-à-dire à l’apparition d’une substance qui n’était pas initialement présente.Dans un contexte d’une utilisation responsable hors milieu scolaire des produits domestiques, elle informe du danger de l’ajout d’un produit détartrant à de l’eau de Javel et montre à l’élève la nécessité de s’informer avant de manipuler des produits, même familiers. Des étiquettes sont explicitées et la version numérique de l’activité présente l’ensemble des pictogrammes de sécurité.

Avant de commencerQCM1 b.QCM2 b.QCM3 c.

Activité 1 Comment décrire les boissons de mon gouter ?1. Le jus d’orange risque de subir une décantation car il reste de la pulpe dans la boisson alors que, dans le verre de tisane, il n’y a plus les feuilles de verveine.

2. Le sucre de la tisane n’est plus visible : il s’est dissous.

3. Les feuilles de verveine sont à l’origine de la coloration et du gout de la tisane. Remarque : elles contenaient des substances qui se sont dissoutes dans l’eau chaude.

4. On observe plusieurs constituants à l’œil nu dans le jus d’orange avec pulpe : ce jus est donc un mélange hétéro-gène. À la fin de la préparation de la tisane, on n’observe pas plusieurs constituants à l’œil nu : la tisane est donc un mélange homogène.

Activité 2 Comment récupérer un constituant d’un mélange ?1. Le filtre permet de retenir la boue. L’eau traverse le filtre ; la boue est extraite de l’eau boueuse.

2. L’évaporation est accélérée par la chaleur.

3. Lorsque Mehdi rajoute de l’eau au mélange de sel et de poivre, le sel se dissout dans l’eau et le poivre reste visible.

4. La technique qui permet ensuite de récupérer le poivre est la filtration : le poivre est retenu dans le filtre alors que l’eau salée s’écoule dans l’erlenmeyer.

5. La technique qui permet enfin de récupérer le sel est l’évaporation.

6. Protocole :1) Mettre le mélange de sel et de poivre dans un bécher, y ajouter de l’eau et agiter longuement avec un agitateur afin de dissoudre entièrement le sel.2) Préparer le montage de filtration en mettant un filtre dans un entonnoir posé sur un erlenmeyer.3) Verser la solution sur le filtre. Attendre que la filtration soit terminée pour récupérer les grains de poivre dans le filtre.Remarque : on peut faire couler de l’eau sur le poivre pour retirer toute trace de sel, puis laisser sécher le poivre à l’air libre ou dans une étuve (éviter le séchoir à cheveux qui ferait s’envoler le poivre !).4) Chauffer le liquide obtenue après filtration dans un bécher, pour faire évaporer l’eau.5) Lorsque toute l’eau s’est évaporée, récupérer le sel au fond du bécher.Schéma de la filtration :

Activité 3 Peut‑on toujours mélanger deux liquides ?1. Quel que soit l’ordre dans lequel on introduit l’eau et l’huile dans le tube, que l’on agite ou non, l’eau finit tou-

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jours, lorsqu’on laisse le tube reposer, par se trouver au fond du tube tandis que l’huile surnage.2. L’eau et l’huile ne sont pas miscibles car le mélange n’est pas homogène : on distingue l’eau et l’huile à l’œil nu, l’eau dans la partie inférieure du tube et l’huile dans la partie supérieure.3. Les sirops sont miscibles car, après mélange, on ne peut plus les distinguer : ils ne se séparent pas quand on laisse reposer le mélange.4. Le sirop le plus dense est celui qui est en bas du verre : c’est le sirop jaune (abricot). Le sirop le moins dense est celui qui surnage : il est rouge (framboise). On a donc, par densité croissante (soit de haut en bas dans le verre) : framboise, menthe, abricot.5. Dans la recette, on voit que l’on utilise plus ou moins de sucre pour fabriquer le jus de fruits sucré. On peut supposer que, dans l’exemple des verres photographiés, le sirop d’abricot contient davantage de sucre que le sirop de fram-boise.En cuisine, on appelle sirop le mélange obtenu par dissolu-tion du sucre dans l’eau. La dissolution est plus facile (en termes de cinétique : comprendre que la dissolution est plus rapide) à chaud et la solubilité du sucre est plus grande à chaud (on dissout davantage de sucre à chaud, ce qui signi-fie qu’on peut parfois observer une cristallisation du sucre pour des sirops chauds très concentrés que l’on refroidit : c’est le procédé utilisé pour l’activité interdisciplinaire 2 p. 74). Plus un sirop est « sucré », plus il est dense.6. Avant mélange, on pourrait croire que les sirops ne sont pas miscibles car on les différencie à l’œil nu.7. On peut obtenir un mélange homogène de deux liquides s’ils sont miscibles et si on agite le mélange suffi-samment longtemps.Les deux conditions sont nécessaires : que les liquides soient miscibles n’est pas suffisant car, si la densité est trop diffé-rente, ils vont rester l’un au-dessus de l’autre. L’agitation est très importante en TP de chimie, on construit ici les réflexes nécessaires au lycée : ainsi, il ne faut pas oublier d’agiter lorsqu’on réalise un titrage .

Activité 4 Certains mélanges peuvent‑ils être dangereux ?1. Le pictogramme présent sur les deux flacons signifie que le produit est corrosif et qu’il peut provoquer des brulures de la peau et des blessures graves aux yeux.Le pictogramme présent uniquement sur le flacon d’eau de Javel signifie que le produit est dangereux pour l’envi-ronnement et très toxique pour le milieu aquatique.2. Quand on utilise l’eau de Javel ou un détartrant, il faut se protéger la peau avec des gants et les yeux avec des lunettes de protection.3. Étiquette de l’eau de Javel : « Ne pas utiliser en combinai-son avec d’autres produits. Peut libérer des gaz dangereux. »4. Il y a transformation chimique quand on mélange ces liquides car un gaz apparait, gaz qui n’était pas là au départ.

5. Il ne faut pas réaliser de mélange de produits ménagers car cela peut provoquer une transformation chimique qui fera apparaitre un produit dangereux.On remarquera que, même si les produits initiaux ne sont pas dangereux (ce qui n’est pas le cas de l’eau de Javel), le produit de la transformation des réactifs peut être dange-reux.

Exercices

J’apprends le cours1. a. « Deux liquides sont miscibles lorsqu’après agitation leur mélange reste homogène. »b. Le sel est dissous dans l’eau.Le mélange est hétérogène.Le mélange est homogène.

2. a. Avant d’utiliser un produit, il faut toujours lire l’éti-quette.b. Réaliser une décantation après une filtration est inutile.

3. a. Ces images sont des pictogrammes de sécurité.b. Avant d’utiliser un produit chimique, il faut lire l’éti-quette.

4. Liste du matériel : erlenmeyer, filtre, entonnoir et bécher.

Je me teste5. b.6. c.7. a.8. b.9. a.10. b.11. c.

Je travaille des méthodes12. Réaliser un schéma

13. Construire un tableau

Liquide Solide dissous

Solide non dissous

Bécher 1 eau x sucre

Bécher 2 alcool à 90° sucre x

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Je m’entraine14. Mélange homogène ou hétérogène1. Les mélanges homogènes sont les mélanges eau et sucre, eau et sel, eau et sulfate de cuivre, car on ne dis-tingue pas les différents constituants à l’œil nu.2. Les mélanges hétérogènes sont les mélanges eau et aluminium, eau et café, eau et craie, car on distingue dif-férents constituants à l’œil nu.

15. Avec ou sans sel ?Pour les départager, il faut faire évaporer l’eau. S’il y a du sel dans la casserole à la fin de l’évaporation alors, Youri avait raison.

16. Lire l’étiquette d’un détartrantIl faut se protéger la peau et les yeux en portant des gants et des lunettes de protection.

17. Transformation chimique ou pas ?Arbya peut dire à son frère qu’un nouveau produit est apparu sur la tartine : la partie colorée du toast. Si l’on place le toast au réfrigérateur, il ne « dégrillera » pas ! Au contraire, le beurre qui fond peut retrouver son état d’ori-gine si on le refroidit.La réponse attendue concerne du beurre placé sur un toast chaud. Si le beurre est davantage chauffé ; par exemple s’il

est placé dans une poêle, il peut se décomposer (beurre noirci) et la transformation ne sera alors pas forcément réversible.

18. La cafetière à piston1. Le mélange obtenu à l’étape 2 n’est pas homogène puisqu’on peut distinguer le café moulu dans la cafetière.2. On laisse reposer le mélange à l’étape 4, pour que le café tombe au fond de la cafetière. Il s’agit d’une décan-tation.3. À l’étape 5, on appuie sur le piston pour séparer le café en poudre de la boisson : la mouture est repoussée en bas du récipient. Il s’agit d’une filtration : le liquide passe à travers le filtre au fur et à mesure que le piston descend.

Je résous une tâche complexe19. Les bracelets et colliers lumineuxLorsqu’on plie le collier, on casse les capsules, ce qui entraine la mise en présence des liquides que contenait chacune des capsules. Le mélange de ces deux liquides est le siège d’une transformation chimique qui s’accom-pagne, comme celle que Louise a observée lors de la fête de la science, d’une émission de lumière.Les colliers ne brillent pas indéfiniment : ils cessent de briller lorsque la transformation chimique est terminée.

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CHAPITRE 3 Ces énergies qui nous entourent p. 44-57

Présentation du chapitreDans ce chapitre, on distingue sources et formes d’énergie, on s’intéresse à quelques conversions de l’énergie et l’on apprend à identifier un signal et une information.

L’activité 1 reprend l’approche préconisée, en CM1 et CM2, en contextualisant l’identification de diverses formes d’éner-gie par la recherche des besoins en énergie de l’être humain au moment du petit-déjeuner. Les élèves repèrent les différentes formes d’énergies dont ils ont eu besoin pour préparer ce petit-déjeuner (chauffage du lait avec une cuisi-nière à gaz, grillage du pain avec un appareil électrique…). Ils sont guidés pour se rendre compte que l’énergie qu’ils avalent leur est fournie sous forme d’énergie chimique et qu’ils vont par exemple la transformer en énergie de mouve-ment.

L’activité 2 leur permet alors de s’interroger sur l’origine de l’énergie électrique utilisée à la maison et au collège : l’élec-tricité résulte de la conversion d’une énergie de mouvement (turbine mise en mouvement par le vent, l’eau liquide, la vapeur d’eau…) en énergie électrique.

L’activité 3, Comment peut-on conserver de l’eau chaude ?, permet d’aborder la problématique des économies d’énergie. C’est l’occasion de réinvestir ce qui a pu être vu lors de l’étude des propriétés des matériaux (chapitre 1). L’activité numérique propose une analogie avec une maison qui, pour limiter les dépenses de chauffage, sera maintenue fermée (on évitera de laisser fenêtres et portes extérieures ouvertes ) et sera bien isolée.

À partir de l’activité 4 sont introduites les chaines d’énergie. On s’intéresse ici à deux façons d’alimenter un chantier en électricité : à l’aide de cellules photovoltaïques ou à l’aide d’un groupe électrogène. C’est l’occasion de distinguer et de définir énergies renouvelables et non-renouvelables.

L’activité 5 s’intéresse plus finement aux conversions de l’énergie électrique et elle va aider l’élève à adopter un com-portement responsable en éteignant les appareils électriques dont il ne se sert pas.

L’activité 6 permet d’approfondir la notion de signal découverte en CM1 et CM2. Les notions d’« émetteur » et de « récepteur » d’un signal sonore ou visuel sont introduites dans le contexte de l’ouverture ou de la fermeture d’une porte de tramway.

Avant de commencerQCM1 b.QCM2 c.QCM3 b.

Activité 1 De quelles énergies avons‑nous besoin ?1. Le gaz est la source d’énergie utilisée pour chauffer le lait.

2. De l’énergie thermique est apportée au lait.L’énergie chimique du gaz est convertie en énergie ther-mique lors de la combustion. Cette énergie thermique est transférée au lait froid qui voit son énergie thermique aug-menter.

3. Il y a de l’énergie chimique dans le lait froid.Le lait est un réservoir d’énergie. L’énergie y est stockée sous forme chimique ; lorsque le lait est consommé et digéré, cette énergie est convertie en énergie de mouvement (énergie appelée « énergie associée au mouvement » dans le pro-gramme du cycle 3 ; « énergie cinétique » par la suite) et en énergie thermique pour maintenir le corps à 37 °C.

4.

Forme d’énergie Exemples

Énergie électrique La radio fonctionne.Le grille-pain fonctionne.

Énergie lumineuse Une lumière rouge est émise par le grille-pain.

Énergie de mouvement Le lait monte.Sam presse une orange.

Énergie thermique Le gaz de la gazinière chauffe le lait.Le grille-pain grille le pain.

Énergie chimique Sam et Élise mangent du pain et boivent du lait.

Les illustrations peuvent être utilisées pour repérer des conversions d’énergie :Conversion de l’énergie électrique en énergie thermique et en énergie lumineuse (grille-pain), en énergie sonore (radio), en énergie de mouvement si on utilise un presse-agrumes électrique.Conversion de l’énergie thermique en énergie de mouve-ment (lait, enfants).

5. Sam et Élise ont besoin d’énergie électrique pour faire fonctionner la radio et le grille-pain.Ils ont besoin d’énergie chimique : celle du gaz pour faire chauffer le lait, celle des aliments (pain, orange, lait…)

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pour vivre : maintenir leur corps à la bonne température, bouger…

Activité 2 D’où l’énergie électrique provient‑elle ?1. L’eau qui fait tourner la soupape est à l’état de vapeur.

2. L’eau qui fait tourner le moulin est à l’état liquide.

3. On cherche à faire tourner des turbines parce qu’un mouvement de rotation peut permettre de produire de l’électricité : la rotation d’une turbine de centrale permet de produire de l’électricité comme la rotation de la mani-velle de la lampe de poche permet de produire de l’élec-tricité.

4. La soupape de la cocotte-minute est entrainée par la vapeur comme la turbine d’une centrale nucléaire. L’eau fait tourner un moulin comme elle fait tourner la turbine d’une centrale hydraulique.

5. L’eau sous forme de vapeur (centrale thermique ou nucléaire) arrive à grande vitesse sur les turbines et les entraine. De la même façon, l’eau liquide, relâchée par les barrages, est animée d’une grande vitesse et entraine des turbines. La rotation des turbines permet de produire de l’électricité.On notera (c’est l’objet de la dernière activité du chapitre) que c’est l’énergie cinétique qui est, ici, en jeu et pas seule-ment la vitesse de l’eau (la masse d’eau intervient), même si l’on insiste, ici, sur le mouvement de l’eau liquide ou vapeur.Dans une centrale nucléaire, les réactions nucléaires se pro-duisent en dégageant de l’énergie thermique qui est utilisée pour faire chauffer, puis vaporiser de l’eau : de l’énergie nucléaire (source : uranium) est convertie en énergie ther-mique qui chauffe l’eau au point de la vaporiser ; cette éner-gie thermique est convertie en énergie de mouvement (éner-gie cinétique de la turbine) lorsque la vapeur s’échappe alors à grande vitesse. Cette énergie de mouvement est elle-même convertie en énergie électrique.

Activité 3 Comment conserver l’eau chaude ?1. On agite pour homogénéiser le liquide (la température pourrait être plus élevée au centre du bécher que sur les bords).

2. L’eau chaude a davantage refroidi dans le bécher sans couvercle.

3. 1) air froid ; 2) énergie thermique ; 3) air chaud.L’air expiré par Léon est réchauffé par l’énergie thermique que le lait chaud transfère au milieu extérieur.

4. On peut prendre deux verres, l’un en polystyrène expansé (semblable à la photo du document 2), l’autre en polystyrène transparent (voir version numérique de l’acti-vité) ou bien prendre deux béchers : l’un sera entouré de polystyrène expansé. On verse de l’eau chaude dans les deux verres ou les deux béchers et on en mesure la tem-

pérature. On attend une dizaine de minutes avant de procéder à une nouvelle mesure.

5. Une bouteille isotherme est un objet qui permet d’en-fermer la boisson que l’on veut maintenir chaude (cou-vercle) et qui est réalisé dans un matériau qui est un iso-lant thermique. Les échanges d’énergie thermique avec l’extérieur sont ainsi limités.Voir aussi l’activité interdisciplinaire 5 page 178 pour des tests de conductibilité thermique.Le fait que la bouteille soit fermée est essentiel : cela empêche le refroidissement (ou le réchauffement si l’on veut conserver une boisson froide) selon le processus décrit à la question 3.

Activité 4 Comment alimenter un chantier en électricité ?1. Les lampes ne vont pas s’éteindre la nuit car 8 heures de recharge permettent un éclairage de 150 heures.

2.

Soleil Batteries



Lampe

Énergie lumineuse

Cellules photo-

voltaïques

On peut poursuivre la chaine :

Soleil Batteries



Lampe Chantier

Énergie lumineuse

Énergie lumineuse

Cellules photo-

voltaïques

3.

Énergie chimique


GazoleGroupe

électrogèneMachines

4. Le Soleil est la source d’énergie renouvelable utilisée sur le chantier (l’énergie solaire est inépuisable à l’échelle humaine). Le gazole est la source d’énergie non renouve-lable (ce dérivé du pétrole met des millions d’années à se former).

Activité 5 Quelles conversions de l’énergie électrique repérer à la maison ?1. Le mot « transformée » est utilisé comme synonyme de « convertie ».

2. Le grille-pain reçoit de l’énergie sous forme électrique et il la convertit sous forme thermique (ainsi que sous forme lumineuse).

3. Le sèche-cheveux a deux fonctions : envoyer de l’air dans les cheveux et chauffer cet air. Le sèche-cheveux convertit l’énergie électrique en énergie de mouvement et en énergie thermique.Énergie électrique Énergie thermique

AirSèche-

cheveuxÉnergie de mouvement

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pérature. On attend une dizaine de minutes avant de procéder à une nouvelle mesure.

5. Une bouteille isotherme est un objet qui permet d’en-fermer la boisson que l’on veut maintenir chaude (cou-vercle) et qui est réalisé dans un matériau qui est un iso-lant thermique. Les échanges d’énergie thermique avec l’extérieur sont ainsi limités.Voir aussi l’activité interdisciplinaire 5 page 178 pour des tests de conductibilité thermique.Le fait que la bouteille soit fermée est essentiel : cela empêche le refroidissement (ou le réchauffement si l’on veut conserver une boisson froide) selon le processus décrit à la question 3.

Activité 4 Comment alimenter un chantier en électricité ?1. Les lampes ne vont pas s’éteindre la nuit car 8 heures de recharge permettent un éclairage de 150 heures.

2.

Soleil Batteries



Lampe

Énergie lumineuse

Cellules photo-

voltaïques

On peut poursuivre la chaine :

Soleil Batteries



Lampe Chantier

Énergie lumineuse

Énergie lumineuse

Cellules photo-

voltaïques

3.

Énergie chimique


GazoleGroupe

électrogèneMachines

4. Le Soleil est la source d’énergie renouvelable utilisée sur le chantier (l’énergie solaire est inépuisable à l’échelle humaine). Le gazole est la source d’énergie non renouve-lable (ce dérivé du pétrole met des millions d’années à se former).

Activité 5 Quelles conversions de l’énergie électrique repérer à la maison ?1. Le mot « transformée » est utilisé comme synonyme de « convertie ».

2. Le grille-pain reçoit de l’énergie sous forme électrique et il la convertit sous forme thermique (ainsi que sous forme lumineuse).

3. Le sèche-cheveux a deux fonctions : envoyer de l’air dans les cheveux et chauffer cet air. Le sèche-cheveux convertit l’énergie électrique en énergie de mouvement et en énergie thermique.Énergie électrique Énergie thermique

AirSèche-

cheveuxÉnergie de mouvement

4. L’énergie lumineuse produite par le grille-pain n’est pas utile à la cuisson du pain (ce sont les infrarouges invisibles qui contribuent à la cuisson).

5.

Énergie reçue

Appareil convertisseur

Forme d’énergie(s) produite(s)

Forme de l’énergie perdue

grille-pain énergie thermiqueénergie lumineuse

énergie lumineuse

sèche-cheveux

énergie de mouvementénergie thermique

ordinateur énergie lumineuseénergie thermique

énergie thermique

6. Un ordinateur en veille ne produit pas d’énergie lumi-neuse mais continue de fournir de l’énergie thermique. Il vaut mieux arrêter un ordinateur dont on ne se sert pas.On peut remarquer que, dans le tableau 5, on peut ajouter « énergie thermique » dans toutes les lignes de la colonne « énergie perdue » : ainsi, toute l’énergie thermique produite par le grille-pain ne sert pas à griller le pain. Une partie est perdue et va chauffer l’air ambiant. On appréciera s’il convient de le préciser à la classe. Ce n’est pas indispensable avant le cycle 4.

Activité 6 Quels signaux pour informer les usagers du tramway ?1. Lorsque le signal sonore est activé, les voyageurs ne doivent ni descendre, ni monter, ni gêner la fermeture des portes du tramway.

2. L’émetteur qui produit un signal sonore est le haut-parleur et celui qui produit un signal lumineux est la lampe.

3.

Récepteur l’œil l’oreille

Nature du signal lumineux sonore

4. Utiliser les signaux lumineux et sonore pour informer les passagers d’un même danger permet de solliciter deux récepteurs différents et donc d’éviter au maximum les risques lors de la fermeture de portes du tramway. De plus, les personnes malentendantes ou malvoyantes sont également informées du danger.

Exercices

J’apprends le cours1. a. L’énergie ne peut pas être créée ni disparaitre.b. Un panneau solaire ne crée pas de l’énergie électrique mais transforme de l’énergie lumineuse en énergie élec-trique. On parle de conversion d’énergie.

2. a. Les sources d’énergies renouvelables sont des sources inépuisables à notre échelle.b. Bien que le Soleil soit amené à disparaitre dans 5 mil-liards d’années, l’énergie solaire est considérée comme une énergie renouvelable car elle ne peut s’épuiser à l’échelle humaine. Une durée à l’échelle humaine est bien inférieure à 5 milliards d’années.c. Le pétrole n’est pas une source d’énergie renouvelable car le processus de production naturelle du pétrole se déroule sur 200 millions d’année. Cette durée est bien supérieure à une durée à l’échelle humaine.

3. a. Le signal émis est lumineux.b. L’émetteur est une lampe et le récepteur l’œil.c. Lorsque le voyant est allumé, je suis informé que la multiprise est en état de fonctionnement.

4.

ÉolienneÉnergie de mouvement Énergie électrique

Je me teste5. b.6. c.7. b.8. a. A. Thermique ; B. Chimique ; C. Mouvement ; D. Nucléaire ; E. Éolienneb. Conversion

Je travaille des méthodes9. Construire une chaine d’énergie

Vent ÉolienneÉnergie

électrique

UsagerÉnergie de

mouvement

10. Construire un diagramme en batons

2005année (an)

Évolution de la puisance éolienne en France entre 2005 et 2012

8 000Puissance (Mégawatt)

4 000

6 000

2 000

7 000

3 000

5 000

1 000

020092007 20112006 20102008 2012

Je m’entraine11. La houle, source d’énergie1. Ce système est appelé pélamis ; il ressemble au serpent marin : le pelamis platurus.2. La houle est une source d’énergie renouvelable car elle est inépuisable à l’échelle humaine.3.

PélamisÉnergie de mouvement Énergie électrique

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12. Réduire la consommation d’électricité1. La source d’énergie utilisée est le Soleil qui est une source d’énergie renouvelable (elle est inépuisable à l’échelle humaine).2. Les capteurs solaires sont placés sur le toit pour capter le maximum de lumière provenant du Soleil.3. Les capteurs ne produisent pas d’électricité.Il ne s’agit pas de capteurs photovoltaïques qui converti-raient l’énergie solaire en énergie électrique. Les capteurs transforment l’énergie solaire en énergie thermique ; cette énergie thermique est utilisée directement pour faire chauf-fer de l’eau.4. Il est nécessaire de stocker l’eau chaude dans un ballon car l’eau chaude n’est pas conservée au fur et mesure qu’elle est produite.5. Pour ne pas manquer d’eau chaude, les membres de la famille Sol peuvent essayer de prendre des douches plu-tôt en fin de journée qu’en début de journée.Ils peuvent conserver plus longtemps l’eau chaude dans le ballon, en mettant un isolant thermique autour du ballon (cf. activité 3 p. 48).

13. Feu rouge ou feu vert ?

1. Luc peut recevoir deux messages :

– possibilité de traverser le passage piéton sans danger : le feu est vert et le boitier émet un son ;

– attente avant traversée du passage piéton : le feu est rouge et absence de son provenant du boitier.

2. Les natures des messages informant Luc sont lumi-neuse et sonore.

3. La nature du message informant Alban est sonore.

4. Ces dispositifs permettent d’informer tous les piétons quel que soit leur handicap.

Je résous une tâche complexe14. L’éclairage de nuit des vélos

Aliment Dynamo

Énergie de mouvement


LampeEnviron-nement

Énergie chimique

Énergie lumineuse

Corps humain

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CHAPITRE 4 Décrire un mouvement p. 58-71

Présentation du chapitreDans ce chapitre, les élèves observent et caractérisent des mouvements variés. Les activités sont conçues de façon à pouvoir différencier l’enseignement selon que la notion de vitesse et le rôle de la position de l’observateur auront ou non été abordés en CM1-CM2.

L’activité 1 propose aux élèves d’observer le mouvement de wagonnets d’attractions de fête foraine pour prédire quelle serait leur trajectoire s’ils y prenaient place.

De la même façon, l’activité 2 met en scène deux collégiens qui, en 3025, montent dans un vaisseau spatial pour obser-ver le mouvement d’un de leur camarade resté sur Terre.Ces deux premières activités permettent aussi, à l’échelle terrestre et à l’échelle spatiale, de reconnaitre deux types de trajectoires simples : circulaire et rectiligne. Les autres mouvements sont simplement qualifiés de « quelconque », mais le professeur pourra, le cas échéant, même si ce n’est pas explicitement au programme, introduire d’autres termes, par exemple si certains élèves reconnaissent une ellipse ou une hélice. En complément, l’activité 5 du chapitre 12 (p. 192) aide à se représenter l’échelle des distances dans le système solaire.

L’activité 3 propose de rechercher l’ordre de grandeur des vitesses de déplacement sur Terre. C’est l’occasion, dans la version numérique, de parler des records du TGV et du MAGLEV japonais, également cités dans l’Atelier page 75.

Dans l’activité 4 est présentée une méthode de mesure de la vitesse d’une voiture télécommandée. Le protocole de mesure d’une durée et le calcul d’une vitesse sont détaillés dans la rubrique Je travaille des méthodes p. 69 et les élèves peuvent y trouver une aide.

Les questions soulevées par la mesure de la vitesse moyenne de la voiture ou du sprinteur « départ arrêté » auront amené à envisager l’accélération e@t, plus généralement, les variations de vitesse. L’activité 5 propose une modélisation du principe des voies de détresse et une simulation (vidéo disponible dans la version numérique) du mouvement d’un véhicule sur une voie normale et une voie de détresse permettent de définir les mouvements ralenti (ou décéléré), accéléré et uniforme.La modélisation des matériaux constitutifs de la voie de détresse, présentés dans la version numérique, par une surface rugueuse permet de comprendre en quoi le choix des matériaux d’un revêtement routier est important pour la sécurité des usagers.

L’activité 6 permet aux élèves de rechercher les grandeurs déterminant l’énergie associée à objet en mouvement. La situation choisie répond au programme qui remarque « qu’un échange d’énergie est constaté lors d’une augmentation ou diminution de la valeur de la vitesse ». Deux collégiens remarquent qu’après un saut en longueur ils laissent la même trace dans le sol meuble de la zone de réception du stade alors que l’un d’entre eux est plus lourd que l’autre.

Avant de commencerQCM1 a.QCM2 a.QCM3 a.

Activité 1 Comment reconnaitre un mouvement ?1.

Chemin parcouru par une nacelle de la grande roue

Chemin parcouru par un siège de l’ascenseur à sensations

2. L’allure du trajet d’un wagon des montagnes russes n’est pas facile à tracer car on ne reconnait par la trajec-toire.

3. Mirna et Wael auraient un mouvement circulaire dans la nacelle de la grande roue et un mouvement rectiligne sur les sièges de l’ascenseur à sensations.

Activité 2 Quels sont les mouvements des planètes dans le système solaire ?1. Kim et Mathéo voient les planètes Mercure, Vénus et la Terre depuis leur vaisseau.

2. Chacune de ces planètes décrit un cercle.

3. Paul qui est sur Terre met 365 jours pour faire le tour du Soleil.

4. Paul qui est sur Terre met 24 heures à faire un tour autour de l’axe de la Terre.

5. Au moment où Kim et Mathéo repèrent Paul, il com-mence à faire jour à Rodez.

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6. Le Soleil est à droite sur les schémas ci-dessous :

Paul tourne avec la Terre et se trouve successivement dans la partie éclairée, puis dans la partie dans l’ombre. Il fait jour à Rodez lorsque Rodez est éclairé par le Soleil. Il y fait nuit lorsque la ville est dans l’ombre.

Activité 3 Quelle est la vitesse des objets qui nous entourent ?1. kilomètres par heure, abréviation : km/h.

2. Le panneau indique que les véhicules peuvent circuler à une vitesse inférieure ou égale à 30 km/h.

3. voiture : 50 km/hbus : 50 km/hpiéton : 5 km/htramway : 60 km/hvélo : 20 km/hTGV : 300 km/havion : 900 km/h

4.0 km/h 50 km/h 100 km/h

Piéton TramwayVélo BusVoiture

Il n’est pas possible de placer le TGV et l’avion sur cet axe car l’échelle choisie amènerait à placer le TGV à 30 car-reaux et l’avion à 90 carreaux de la valeur 0 km/h.On peut remarquer que si l’on prenait une échelle plus petite, on ne pourrait alors plus distinguer le piéton du cycliste.

Activité 4 Quelle est la vitesse d’une voiture radiocommandée ?1. Une vitesse est le rapport d’une longueur sur le temps. Les deux grandeurs utiles à son calcul sont donc la lon-gueur et le temps.Les grandeurs sont : longueur et temps.Pour faire le calcul, il faut connaitre la valeur de la distance parcourue et la valeur de la durée du parcours. C’est l’objet de la question 3.On peut noter qu’on peut distinguer instant t et durée (durée qui sépare qui sépare deux instants t1 et t2 : t2 – t1) mais la nuance n’est pas obligatoirement à prendre en compte à ce niveau.

2. La course de Busa est « départ arrêté » (ne dit-on pas « un, deux, trois, partez » ?).

3. Pour calculer la vitesse de la voiture, il faut connaitre la valeur de la distance parcourue (ici exprimée en mètre, m) et la valeur de la durée du parcours (ici exprimée en seconde, s).

Noter que l’on n’accorde pas l’unité lorsqu’on écrit « valeur en mètre de la distance ». Cela peut surprendre si cette valeur est d’un nombre entier de mètres (par exemple 3 mètres) mais semble plus naturel si la valeur n’est pas entière (par exemple 0,25 m ou 2,4 m).

4. Morgane a effectué le calcul de la vitesse en divisant la distance parcourue par Busa (dB = 200 m) par la valeur de la durée du parcours (tB = 25 s). VB = 200/25 = 8 m/s.Si l’on commence à introduire les chiffres significatifs (C.S.), on écrira 8,0 m/s puisque la durée est donnée avec 2 C.S.

5. dV = 21,50 m tV = 4,3 s. VV = 21,50/4,3 = 5 m/s

6. La voiture va moins vite que le voisin…

7. L’objectif est ici de faire réfléchir les élèves. On pourra aussi se reporter à la version numérique de l’activité qui explicite les expressions « départ arrêté » et « départ lancé ».Le voisin et la voiture ne sont pas chronométrés sur la même distance. On peut donc proposer de calculer la vitesse de la voiture sur 200 mètres « départ arrêté ».Pour que le résultat soit conforme aux espérances de Rémi, cela suppose que la phase d’accélération de la voiture n’était pas achevée au bout de 20 mètres, ce qui est peu probable.On pourrait aussi chronométrer la voiture entre l’arbre et la boite aux lettres, c’est-à-dire « départ lancé », mais la comparaison avec le voisin ne serait pas possible puisqu’on ne dispose pas des mesures permettant de calculer sa vitesse « départ lancé ».On peut cependant supposer que, sur un parcours plus long, le voisin va se fatiguer alors que la voiture gardera la même vitesse de croisière : Rémi peut donc essayer de comparer la vitesse de sa voiture sur un trajet de 500 mètres à celle du voisin sur la même distance.

Activité 5 Comment décrire les variations de vitesse ?1. Sur une voie de détresse, un camion peut ralentir et s’arrêter en urgence en cas de dysfonctionnement de ses freins alors qu’il aborde une zone dangereuse (longue descente ou virage serré).

2. Donna a pris le même nombre de photos pour la pre-mière et seconde expérience, c’est-à-dire 10 photogra-phies.

3.

Type de mouvement

Expérience 1 Phase 1 Phase 2

accéléré uniforme

Expérience 2 Phase a Phase b

accéléré ralenti

L’intervalle de temps entre deux photos est toujours le même.On voit que le mouvement est accéléré à ce que la distance parcourue par la balle entre deux photos augmente (phases 1 des documents 1 et 2). Lorsque la distance parcou-rue entre deux photos est constante (phase 2 du docu-

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Noter que l’on n’accorde pas l’unité lorsqu’on écrit « valeur en mètre de la distance ». Cela peut surprendre si cette valeur est d’un nombre entier de mètres (par exemple 3 mètres) mais semble plus naturel si la valeur n’est pas entière (par exemple 0,25 m ou 2,4 m).

4. Morgane a effectué le calcul de la vitesse en divisant la distance parcourue par Busa (dB = 200 m) par la valeur de la durée du parcours (tB = 25 s). VB = 200/25 = 8 m/s.Si l’on commence à introduire les chiffres significatifs (C.S.), on écrira 8,0 m/s puisque la durée est donnée avec 2 C.S.

5. dV = 21,50 m tV = 4,3 s. VV = 21,50/4,3 = 5 m/s

6. La voiture va moins vite que le voisin…

7. L’objectif est ici de faire réfléchir les élèves. On pourra aussi se reporter à la version numérique de l’activité qui explicite les expressions « départ arrêté » et « départ lancé ».Le voisin et la voiture ne sont pas chronométrés sur la même distance. On peut donc proposer de calculer la vitesse de la voiture sur 200 mètres « départ arrêté ».Pour que le résultat soit conforme aux espérances de Rémi, cela suppose que la phase d’accélération de la voiture n’était pas achevée au bout de 20 mètres, ce qui est peu probable.On pourrait aussi chronométrer la voiture entre l’arbre et la boite aux lettres, c’est-à-dire « départ lancé », mais la comparaison avec le voisin ne serait pas possible puisqu’on ne dispose pas des mesures permettant de calculer sa vitesse « départ lancé ».On peut cependant supposer que, sur un parcours plus long, le voisin va se fatiguer alors que la voiture gardera la même vitesse de croisière : Rémi peut donc essayer de comparer la vitesse de sa voiture sur un trajet de 500 mètres à celle du voisin sur la même distance.

Activité 5 Comment décrire les variations de vitesse ?1. Sur une voie de détresse, un camion peut ralentir et s’arrêter en urgence en cas de dysfonctionnement de ses freins alors qu’il aborde une zone dangereuse (longue descente ou virage serré).

2. Donna a pris le même nombre de photos pour la pre-mière et seconde expérience, c’est-à-dire 10 photogra-phies.

3.

Type de mouvement

Expérience 1 Phase 1 Phase 2

accéléré uniforme

Expérience 2 Phase a Phase b

accéléré ralenti

L’intervalle de temps entre deux photos est toujours le même.On voit que le mouvement est accéléré à ce que la distance parcourue par la balle entre deux photos augmente (phases 1 des documents 1 et 2). Lorsque la distance parcou-rue entre deux photos est constante (phase 2 du docu-

ment 2), le mouvement est uniforme. Lorsque la distance parcourue entre deux photos diminue, c’est que le mouve-ment est ralenti.

4. Un matériau rugueux permet de ralentir la balle. De la même façon, du gravier va freiner un véhicule. On utilise aussi parfois du sable dans lequel peuvent s’enliser les véhicules.Certaines voies de détresse sont en pente ascendante (voir vidéo), ce qui augmente encore la décélération.

Activité 6 De quoi l’énergie associée à un objet en mouvement dépend‑elle ?1. On fait varier la masse de la balle : on lâche deux balles différentes, de la même hauteur, sans vitesse initiale. Seule leur masse est différente.Faire remarquer que le diamètre des deux balles est le même.

2. On fait varier la vitesse de la balle : on utilise la même balle qu’on lâche de la même hauteur. Dans le premier cas, on la lâche sans vitesse initiale ; dans le second, on la lance (on lui communique de la vitesse).

3. Si on augmente la masse, la trace dans le sable est plus importante : l’énergie de mouvement de la balle de 55 g est plus grande que l’énergie de mouvement de la balle de 12 g.

4. Si on augmente la vitesse de la balle, la trace est plus grande : l’énergie de mouvement de la balle augmente avec sa vitesse.

5. Alice est plus légère que Malik, mais, si elle est animée d’une plus grande vitesse, elle peut avoir la même éner-gie de mouvement.On peut aussi remarquer que l’énergie se dissipe au niveau du contact. Qu’entend-on par « la même trace » ? S’il s’agit de la profondeur de la trace, et qu’Alice s’est reçue sur une surface plus étroite que Malik, elle peut avoir laissé une trace plus profonde (et ce, même si son énergie de mouvement était plus faible).

Exercices

J’apprends le cours1. a. Sur une ligne droite, une voiture a une trajectoire rectiligne.b. Pendant qu’elle réchauffe au four à micro-ondes, une olive sur le bord d’une pizza effectue un mouvement cir-culaire.

2. Il fera nuit au Caire dans quelques heures car la Terre effectue une rotation sur elle-même dans le sens indiqué sur le schéma : le point rouge se trouvera à l’ombre.

3. km R distance R mkm/h R vitesse R m/sh R temps R s

4. Kilomètre par heure.

5. À même vitesse, un camion a une plus grande énergie de mouvement car sa masse est plus grande que celle de la voiture.

Je me teste6. b.7. b.8. c.9. b.10. b.11. c. 12. a.

Je travaille des méthodes13. Déterminer une durée1. Aaron doit appuyer sur le bouton START/STOP pendant un arrêt de jeu. Le chronomètre cesse de décompter l’écoulement du temps, mais la valeur affichée est conser-vée en mémoire.2. Il doit appuyer de nouveau sur le bouton START/STOP pour la reprise du jeu. Le chronomètre reprend la mesure de l’écoulement du temps à partir de la valeur affichée.

14. Calculer une vitesse1. c. (distance de 100 m parcourue en 20,44 s) : 100 ÷ 20,442. La vitesse vaut 100 ÷ 20,44 = 4,89 m/s.On considérera que 5 m/s est une réponse correcte en 6e. En principe, la valeur la moins précise étant donnée avec 3 chiffres significatifs (100 m) ; le résultat doit être donné avec 3 chiffres significatifs, soit 4,89 m/s.Cependant, dans le cadre d’un cours de sport, on a l’habi-tude de chronométrer au 100e de seconde et chacun fait très bien la différence entre celui qui court le 100 m en 20,00 s (vitesse de 5 m/s) et celui qui le court en 20,44 s (vitesse de 4,89 m/s).

Je m’entraine15. Reconnaitre une trajectoire1. La trajectoire est une droite donc le mouvement de l’avion est rectiligne.2. La trajectoire de la Lune autour de la Terre est un cercle donc le mouvement est circulaire.

16. Décrire les variations de vitesse1. a. La vitesse des coureurs augmente au départ d’un sprint.b. Le mouvement est accéléré.2. a. La vitesse du véhicule diminue à l’approche du Stop où l’arrêt est obligatoire.b. Le mouvement est ralenti.3. a. Non. La balle parcourt des distances de plus en plus grandes entre deux photos prises à intervalles réguliers.b. Le mouvement est accéléré.

17. Régulateur ou limitateur de vitesse ?1. Le dispositif photographié est un régulateur (le mot « régulateur » est écrit sur le cadran).

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2. Le mouvement est uniforme (un mouvement uniforme est un mouvement qui se fait à vitesse constante, ici 130 km/h).

18. Excès de vitesse ?1. Madame Gault parcourt 7 kilomètres en 15 minutes.2. Sa vitesse est de 28 km/h.On n’attend pas forcément le calcul 7 ÷ (1/4).On peut raisonner ainsi : 7 km en 15 minutes, 14 km en 30 minutes et 28 km en une heure.3. On ne peut pas être certain que la conductrice a res-pecté la limitation de vitesse : en effet, elle peut avoir dépassé la limite de vitesse autorisée en certains endroits et roulé très lentement à d’autres.Cette question permet d’introduire la notion de vitesse moyenne vs vitesse instantanée.

19. Le presse-agrumesLa manivelle décrit un cercle, son mouvement est donc circulaire. La presse décrit une droite, son mouvement est donc rectiligne.

Je résous une tâche complexe20. Avancer ou reculer ?Madame Pente ne va pas immédiatement appeler le gérant de la société de transport scolaire. En effet, les cars de Bintou ou Gabriel n’ont peut-être jamais reculé. Les collégiens ont peut-être simplement eu l’impression que c’était le cas parce que le car arrêté à côté du leur démar-rait plus rapidement.Si le car de Bilal démarre avant celui de Bintou et si Bintou est en train de regarder Bilal, elle peut avoir l’impression que son car recule et que celui de Bilal est immobile.Dans la situation proposée par Madame Pente, Émilie peut dire que Bilal avance : il se déplace par rapport à elle. Mais, si Bilal regarde Émilie en se considérant lui-même comme immobile, il peut dire qu’Émilie recule par rapport à lui.Sans évoquer explicitement la relativité du mouvement, on peut faire remarquer que les réponses oui ou non sont cor-rectes pour les deux questions ! Tout dépend de la personne (l’observateur) à qui elles sont posées.

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Activité interdisciplinaire 1

Comment utiliser la Terre comme source d’énergie ? p. 72-731. Chaudes-Aigues : 82 °CBouillante : 250 °CParis : 27 °C

2. Canalisations en bois à Chaudes-Aigues, en métal à Bouillante, et en plastique à Paris.

3. Le Blason de Chaudes-Aigues, ville située dans une région volcanique, présente un volcan transformé en une montagne qui émettrait de la vapeur d’eau (en réalité invisible) se condensant en un nuage de gouttelettes d’eau.

4. Chaudes-Aigues et Bouillante sont situées dans des zones où l’activité volcanique est encore importante et produit de l’énergie thermique qui chauffe les nappes souterraines.

5. Les canalisations en plastiques sont économiques pour constituer des réseaux denses de canalisations et les connections sont faciles à réaliser.

6. Dans les trois exemples donnés, on voit que le sous-sol peut être source d’énergie. À Chaudes-Aigues, dans l’Anti-quité, on faisait directement circuler l’eau du sous-sol dans les maisons pour les chauffer. Aujourd’hui, on fait circuler de l’eau dans des canalisations enfouies dans le sol : de l’énergie thermique est transférée du sol vers l’eau. Puis cette eau est envoyée dans les batiments à chauffer et de l’énergie thermique est alors transférée de l’eau vers les batiments. À Bouillante, la vapeur d’eau est envoyée direc-tement dans une centrale où elle met en mouvement des turbines de la centrale qui produit de l’électricité.


Comment peut-on extraire le sucre de la betterave ? p. 74-751. Une plante verte a besoin d’eau et de lumière.

2. Les graines sont semées en mars et les betteraves récol-tées à l’automne au moment où la teneur en sucre dans les racines est la plus élevée (200 jours / 30 jours = un peu plus de 6 mois).

3. Si on laissait trop de terre autour des racines, elles pour-raient continuer leur développement comme si elles étaient toujours en terre et cela appauvrirait la racine en sucre.

4. Il faut transporter très vite les betteraves à la sucrerie après l’arrachage toujours pour la même raison : il faut en extraire le sucre avant que la teneur ne diminue.

5. Le sucre est dissous dans l’eau à la sortie des cylindres.

6. Si on ne lavait pas les betteraves avant de commencer l’extraction du sucre, l’eau sucrée obtenue serait sale !

7. À la sortie de la sucrerie, le sucre est solide.

8. Le sucre est extrait du sirop en laissant l’eau s’évaporer, phénomène qui peut être accéléré en chauffant le sirop.

9. L’affiche pourra reprendre les étapes : semis, croissance de la plante, récolte (effeuillage et lavage des racines), découpage en cossettes, extraction du sucre des cos-settes, concentration du sirop, cristallisation.

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Dans le manuelLes élèves poursuivent la construction du concept du vivant déjà abordé en cycle 2.La mise en évidence des liens de parenté entre les êtres vivants a pu être abordée dès le CM. Nous avons fait en sorte que, même si les élèves n’ont pas étudié ce concept, ils pourront se l’approprier pendant l’année de 6e.La structure cellulaire est en revanche réservée à la classe de 6e. La notion de cellule est abordée de manière très simple à partir d’observations au microscope. Les seules notions attendues sont celles de membrane cellulaire, noyau et cytoplasme. L’histoire des sciences apporte un éclairage intéressant sur la naissance du concept. Tous les chapitres du Thème B, les chapitres 5 et 7, ainsi que les chapitres 12 et 14 du Thème D, présentent de nombreux organismes, que le professeur peut à son gré demander aux élèves de replacer dans la classification du vivant (pages de garde du manuel) tout au long de l’année de 6e.

Plusieurs activités interdisciplinaires permettent d’étudier des êtres vivants divers : Act. int. no 2. La betterave (p. 74-75) ; no 3. Le ver à soie (p. 132-133) ; no 4. L’abeille (p. 134-135) ; no 6. Le manchot (p. 180-181) ; no 7. Les bac-téries (p. 228-229).

i

Ateliers p. 76-77

Histoire des sciencesFélix Trombe et l’énergie solaire

• On parle de « solaire passif » lorsque l’énergie solaire est transférée directement à ce qu’on veut chauffer : dans le système de Trombe-Michel, le Soleil chauffe directement la maison contrairement à d’autres dispositifs où le Soleil va chauffer l’eau qui circulera dans la maison ou va permettre de produire de l’électricité qui alimentera un chauffe-eau.

• Le balcon ou le toit débordant empêchent le Soleil, qui est plus haut l’été, d’éclairer le mur.Remarque : En hiver, le Soleil est plus bas et il chauffe le mur.

Actualité scientifiqueLe MAGLEV

• Le train parcourt 574 km en 1 heure, soit 60 minutes.Donc, en une minute, le train parcourt : 574/60 = 10, 05 km qui est supérieur à 10.

• Le projet suisse prévoit de réaliser un tunnel sous vide : l’air serait presque totalement retiré, ce qui réduirait les frottements du train sur l’air au maximum et permettrait d’augmenter encore la vitesse. La distance Bâle Zurich (87 km) serait parcourue en un quart d’heure.Remarque : La vitesse moyenne est inférieure à 400 km/h, mais il s’agit d’un trajet « départ arrêté » (voir activité 4) ; la

vitesse maximale atteinte au cours du trajet, si le projet est réalisé, serait supérieure aux vitesses des trains à sustenta-tion magnétique actuels.

À la maisonExtraire le sucre d’une plante cultivée

• Plus la plante est découpée en petits morceaux, plus le passage du sucre de la plante dans l’eau sera rapide.

• Chauffer permet de dissoudre davantage de sucre : 2 kg/L à 20 °C et 3,6 kg/L à 80 °C. Lorsque l’on refroidit le sirop, s’il est suffisamment concentré, le sucre cristallise.

Mène l’enquêteUne longueur se mesure en mètre dans le monde entier

• Un mètre étalon était installé dans chaque ville comme aujourd’hui on achète un mètre ruban…

• Aux États-Unis, les collégiens utilisent encore les pouces (inches) ; les règles possèdent généralement la double graduation.

• Si l’on trace une ligne qui va de la graduation 100 en vert (MPH) vers le centre du compteur, elle coupe la gra-duation rouge à 160 km/h.Remarque : La voiture est arrêtée car l’aiguille indique 0. Les indications du cadran lumineux sont celles de la distance parcourue depuis le départ (134,7) et, sans doute, depuis l’achat de la voiture (5 887).

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THEME B Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent p. 78 à 137

CLASSER LES ORGANISMES, EXPLOITER LES LIENS DE PARENTÉ POUR COMPRENDRE ET EXPLIQUER L’ÉVOLUTION

DES ORGANISMES Tableau synoptique


Unité, diversité des organismes vivantsReconnaitre une cellule

Chap. ⑤ : p. 78-91 L’unité et la diversité du vivant

• La cellule, unité structurelle du vivant Act. ④ : p. 85Quelle est la structure commune des êtres vivants ?Bilan p. 87 ; Exercices p. 88-90 ; Atelier p. 136 Les grandes découvertes sur la cellule

Utiliser différents critères pour classer les êtres vivants ; identifier des liens de parenté entre des organismes

Act. ② : p. 83Comment classer les êtres vivants ? Bilan p. 86 ; Exercices p. 88-90 ; Atelier p. 137 Construire des boites pour classer les animaux

Act. ① : p. 82Comment décrire la diversité d’un milieu ? Bilan p. 86

Identifier les changements des peuplements de la Terre au cours du temps• Diversités actuelle et passée des espèces• Évolution des espèces vivantes

Act. ③ : p. 84La diversité a-t-elle changé au cours du temps ?Bilan p. 87 ; Tâche complexe p. 91

Dans le manuelLes élèves poursuivent la construction du concept du vivant déjà abordé en cycle 2.La mise en évidence des liens de parenté entre les êtres vivants a pu être abordée dès le CM. Nous avons fait en sorte que, même si les élèves n’ont pas étudié ce concept, ils pourront se l’approprier pendant l’année de 6e.La structure cellulaire est en revanche réservée à la classe de 6e. La notion de cellule est abordée de manière très simple à partir d’observations au microscope. Les seules notions attendues sont celles de membrane cellulaire, noyau et cytoplasme. L’histoire des sciences apporte un éclairage intéressant sur la naissance du concept. Tous les chapitres du Thème B, les chapitres 5 et 7, ainsi que les chapitres 12 et 14 du Thème D, présentent de nombreux organismes, que le professeur peut à son gré demander aux élèves de replacer dans la classification du vivant (pages de garde du manuel) tout au long de l’année de 6e.

Plusieurs activités interdisciplinaires permettent d’étudier des êtres vivants divers : Act. int. no 2. La betterave (p. 74-75) ; no 3. Le ver à soie (p. 132-133) ; no 4. L’abeille (p. 134-135) ; no 6. Le manchot (p. 180-181) ; no 7. Les bac-téries (p. 228-229).

Choix des exemplesLes élèves exploitent l’observation des êtres vivants de leur environnement proche. Ils font le lien entre l’aspect d’un animal et son milieu. Ce sont des organismes variés, correspondant à des milieux de vie européens, mais aussi de récif corallien (Tâche complexe p. 91) qui ont été choi-sis et permettront, y compris aux enfants des départe-ments ultramarins, de reconnaitre des éléments de leur faune régionale.

Pour appréhender la notion de temps long (à l’échelle des temps géologiques) et la distinguer de celle de l’histoire de l’être humain récemment apparu sur Terre, l’exemple choisi est celui d’un paysage du Carbonifère, époque dont les fossiles sont largement répandus à l’échelle de la planète, notamment dans les gisements de charbon.Les élèves découvrent quelques modes de classification permettant de rendre compte des degrés de parenté entre les espèces et, donc, de comprendre leur histoire évolutive en comparant des animaux du jardin. En effet, les groupes emboités ne prennent pas leur sens par rap-port à une utilité quel conque, mais par rapport au dérou-lement de l’évolution biologique.

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ÉclairageL’apprentissage nécessaire pour utiliser de manière basique un microscope optique nécessite environ une heure. Pour devenir vraiment à l’aise, un entrainement est bénéfique. Meilleure est la qualité de l’instrument, plus facile est son utilisation. Les consignes données dans la fiche méthode no 9 Observer à la loupe binoculaire, au microscope, à l’œil nu (p. 245) facilitent la prise en main pour un non spécialiste.

La fiche méthode no 2 Réaliser un schéma, un croquis, un dessin d’observation (p. 238) permet de respecter les attendus pour un dessin d’observation de cellule. Les cellules sont généralement visibles seulement au micros-cope, mais il arrive que certaines soient géantes, par exemple l’ovocyte de poule (jaune d’œuf) ou l’acétabu-laire (voir QCM 2, p. 80).

L’évolution du vivant est une théorie selon laquelle les êtres vivants sont tous issus d’ancêtres communs. Les espèces se transforment au cours des générations succes-sives et transmettent des caractères à leurs descendants (plumes, poils, etc.). Plus le nombre de caractères parta-gés par deux espèces est grand, plus leur dernier ancêtre commun est récent. On explique les ressemblances par une ascendance commune. La fiche méthode no 11 inti-tulée Construire une classification en groupes emboités

(p. 248) donne pas à pas toute la démarche permettant de classer le vivant. Il est important de ne pas confondre « clé de détermination » et « arbre de parenté » (que l’on peut obtenir en considérant que les boites en sont la cime vue par-dessus). En effet, une clé de détermination ne suppose pas une filiation, mais sert seulement, par élimi-nations successives, à identifier un individu censé être représentatif d’une espèce d’après les caractères qu’il possède ou ne possède pas.

Bibliographie – SitographieGuyon E., Matière et matériaux, « Trier, classer et

déterminer », p. 322-325, Belin, 2010.Kremer A., Charles Darwin, une révolution, Actes Sud

Junior, 2015.Lecointre G., Graines de sciences 4, « La classification du

vivant », Le Pommier, 2002.Guyader (Le) H., Lecointre G., Classification phylogéné-

tique du vivant, Belin, 2006.http://www.fondation-lamap.org/fr/page/20357/29-

notions-clefs-la-cellulehttps://fr.vikidia.org/wiki/Cellulehttp://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/decouv/articles/

chap2/vannier.html

EXPLIQUER LES BESOINS VARIABLES EN ALIMENTS DE L’ÊTRE HUMAIN ; L’ORIGINE ET LES TECHNIQUES

MISES EN ŒUVRE POUR TRANSFORMER ET CONSERVER LES ALIMENTS

Tableau synoptique


Les fonctions de nutrition Chap. ⑥ : p. 92-93 Les aliments de l’Homme

Établir une relation entre l’activité, l’âge, les conditions de l’environnement et les besoins de l’organisme• Apports alimentaires : qualité et quantité

Act. ① : p. 94Quels sont nos besoins en aliments ?Bilan p. 100

• Origine des aliments consommés : un exemple d’élevage, un exemple de culture

Act. ③ : p. 96Quelle est l’origine des aliments que nous consommons ? Bilan p. 100 ; Exercice 10 p. 104

Relier l’approvisionnement des organes aux fonctions de nutrition• Apports discontinus (repas) et besoins continus

Act. ② : p. 95Comment nos organes sont-ils approvisionnés en énergie ? Schéma-Bilan p. 100 ; Animation numérique 030

Mettre en évidence la place des microorganismes dans la production et la conservation des alimentsMettre en relation les paramètres physico-chimiques lors de la conservation des aliments et la limitation de la prolifération de microorganismes pathogènes• Quelques techniques permettant d’éviter la prolifération

des microorganismes

Act. ④ : p. 91Les microorganismes sont-ils utiles pour l’alimentation humaine ?Bilan p. 101 ; Exercice 9 p. 103 ; Tâche complexe p. 105

Act. ⑤ : p. 98 Comment le lait est-il transformé en yaourt ?

• Hygiène alimentaire Act. ⑥ : p. 99 Quels sont les procédés permettant de conserver les aliments ? Bilan p. 101 ; Exercice 11 p. 104

Dans le manuelLe rôle des microorganismes relève de la classe de 6e. Les autres notions ont pu être étudiées à l’école primaire, mais elles sont vues ici de manière plus approfondie. En particulier, la notion d’énergie apportée par les aliments et consommée par l’organisme est évoquée à plusieurs reprises. Le lien entre l’approvisionnement des organes et les fonctions de nutrition a été axé sur la fonction de digestion (voir plus bas).

Le projet interdisciplinaire Produire des aliments en milieu aride (p. 12-13) propose une manière originale de traiter le sujet des élevages et des cultures dans un contexte particulier.

La tâche complexe intitulée L’éclairage de nuit des vélos (p. 57) permet à l’élève de construire la chaine de conver-sion d’énergie, depuis la nourriture du cycliste jusqu’à la lumière produite en pédalant.

Choix des exemples Les élèves appréhendent les fonctions de nutrition à par-tir d’observations : les exemples correspondent aux besoins et aux activités de jeunes adolescents. Toutefois,

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EXPLIQUER LES BESOINS VARIABLES EN ALIMENTS DE L’ÊTRE HUMAIN ; L’ORIGINE ET LES TECHNIQUES

MISES EN ŒUVRE POUR TRANSFORMER ET CONSERVER LES ALIMENTS

Tableau synoptique


Les fonctions de nutrition Chap. ⑥ : p. 92-93 Les aliments de l’Homme

Établir une relation entre l’activité, l’âge, les conditions de l’environnement et les besoins de l’organisme• Apports alimentaires : qualité et quantité

Act. ① : p. 94Quels sont nos besoins en aliments ?Bilan p. 100

• Origine des aliments consommés : un exemple d’élevage, un exemple de culture

Act. ③ : p. 96Quelle est l’origine des aliments que nous consommons ? Bilan p. 100 ; Exercice 10 p. 104

Relier l’approvisionnement des organes aux fonctions de nutrition• Apports discontinus (repas) et besoins continus

Act. ② : p. 95Comment nos organes sont-ils approvisionnés en énergie ? Schéma-Bilan p. 100 ; Animation numérique 030

Mettre en évidence la place des microorganismes dans la production et la conservation des alimentsMettre en relation les paramètres physico-chimiques lors de la conservation des aliments et la limitation de la prolifération de microorganismes pathogènes• Quelques techniques permettant d’éviter la prolifération

des microorganismes

Act. ④ : p. 91Les microorganismes sont-ils utiles pour l’alimentation humaine ?Bilan p. 101 ; Exercice 9 p. 103 ; Tâche complexe p. 105

Act. ⑤ : p. 98 Comment le lait est-il transformé en yaourt ?

• Hygiène alimentaire Act. ⑥ : p. 99 Quels sont les procédés permettant de conserver les aliments ? Bilan p. 101 ; Exercice 11 p. 104

Dans le manuelLe rôle des microorganismes relève de la classe de 6e. Les autres notions ont pu être étudiées à l’école primaire, mais elles sont vues ici de manière plus approfondie. En particulier, la notion d’énergie apportée par les aliments et consommée par l’organisme est évoquée à plusieurs reprises. Le lien entre l’approvisionnement des organes et les fonctions de nutrition a été axé sur la fonction de digestion (voir plus bas).

Le projet interdisciplinaire Produire des aliments en milieu aride (p. 12-13) propose une manière originale de traiter le sujet des élevages et des cultures dans un contexte particulier.

La tâche complexe intitulée L’éclairage de nuit des vélos (p. 57) permet à l’élève de construire la chaine de conver-sion d’énergie, depuis la nourriture du cycliste jusqu’à la lumière produite en pédalant.

Choix des exemples Les élèves appréhendent les fonctions de nutrition à par-tir d’observations : les exemples correspondent aux besoins et aux activités de jeunes adolescents. Toutefois,

dans l’exercice 8 (p. 103), les élèves percevront la variabi-lité de ces besoins en fonction de l’âge. L’activité 2 (p. 95) est l’occasion d’appréhender l’intégration des différentes fonctions (digestion, circulation) pour permettre la respi-ration cellulaire (voir Éclairage).

Les élèves découvriront l’origine des aliments qu’ils consomment par l’étude d’un exemple de culture. Un exemple d’élevage est traité dans l’activité numérique 031. Ces activités, ainsi que l’exercice 10 (p. 104), sont également l’occasion d’encourager les élèves à adopter un comportement éthique et responsable en matière de dévelop pement durable (voir attendu D2).

Les exemples traités peuvent être complétés par des visites dans des lieux d’élevage ou de culture, mais aussi dans des entreprises de fabrication d’aliments à destina-tion humaine. Les exemples de transformations alimen-taires présentés portent sur la levée de la pâte à pain et sur la fabrication des yaourts. Ce second exemple est développé au format démarche d’investigation dans le manuel numérique permettant aux élèves de s’appro-prier les différentes étapes. Les expériences peuvent bien sûr être réalisées en classe, en complément du manuel. De plus, la découverte de différents aliments (fromages

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dans l’activité 4 p. 97, produits fermentés dans l’exercice 9 p. 103) constitue un enrichissement culturel.Ce thème permet de compléter la découverte du vivant par l’approche des microorganismes et contribue à l’édu-cation à la santé. Dans cet objectif, la notion d’hygiène alimentaire a été abordée aussi bien dans l’activité 6 (p. 99) que dans l’exercice 11 (p. 104).

ÉclairageLes fonctions de nutrition en biologie englobent tout ce qui conduit de la prise des aliments à leur utilisation par l’organisme vivant. La digestion est la transformation des aliments (chimique et mécanique) en nutriments de petite taille capables de traverser la barrière intestinale et de passer dans le sang pour approvision ner les organes. Si les apports sont suffisants, une partie de la matière des nutriments est stockée et sert à grandir ou à grossir. Le sang se charge aussi de dioxygène dans les poumons. La respiration, phénomène chimique qui se produit dans les cellules, est une oxydation des nutriments (une sorte de combustion lente) productrice d’une autre forme d’éner-

gie chimique qui sert de « petite monnaie » et qui est utilisée pour le mouvement des muscles, les réparations tissulaires, le fonctionnement du cerveau, etc. Le produit de cette oxydation est de l’eau. La respiration s’accom-pagne aussi de décarboxylation : c’est l’origine du dioxyde de carbone rejeté lors de la respiration. L’objectif de ce chapitre n’est pas de traiter tout cela, mais l’avoir en tête permet de répondre à certaines questions des élèves.

Les microorganismes peuvent certes être pathogènes dans certains cas, mais ce sont aussi nos meilleurs alliés, notamment dans la conservation de certains aliments.

Bibliographie – SitographieSalviat B., Proust B., Allégraud K., Une énergie, des

énergies, p. 118-131, Belin, 2015.

http://www.mangerbouger.fr/

http://www.inra.fr/Grand-public/Alimentation-et-sante

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbiodiv/index.php?pid=decouv_chapC_p4

DÉCRIRE COMMENT LES ÊTRES VIVANTS SE DÉVELOPPENT ET DEVIENNENT APTES À SE REPRODUIRE

Tableau synoptique


Identifier et caractériser les modifications subies par un organisme vivant (naissance, croissance, capacité à se repro-duire, vieillissement, mort) au cours de sa vie

Chap. 7 : p. 106-107 Le développement et la reproduction des êtres vivants

• Modifications de l’organisation et du fonctionnement d’une plante ou d’un animal au cours du temps, en lien avec sa nutrition et sa reproduction

Act. ① : p. 108Quelles sont les grandes étapes dans la vie d’une plante ?

Act. ② : p. 109Dans quelles conditions les graines germent-elles ?

Act. ③ : p. 110Comment les graines sont-elles formées ? Bilan p. 114 ; Exercices 5, 6, 9 et QCM p. 116 ; Exploiter des résultats expérimentaux p. 117

• Différences morphologiques homme, femme, garçon, fille Act. ④ : p. 111Quelles sont les grandes étapes du développement d’un animal ?Exercice 7 et QCM p. 116 ; Exercice 11 Le cycle de vie d’un mous-tique, p. 118

• Stades de développement (graines-germination-fleur-pollinisation, œuf-larve-adulte, œuf-fœtus-bébé-jeune-adulte)

Act. ⑥ : p. 113Quelles sont les différences dans la vie d’une fille et d’un garçon ?Exercice 8 et QCM p. 116 ; Exercice 12 Volume d’un testicule en fonc-tion de l’âge, construire un graphique p. 118

Décrire et identifier les changements du corps au moment de la puberté. • Modifications morphologiques, comportementales et physiolo-

giques lors de la puberté• Rôle respectif des deux sexes dans la reproduction

Act. ⑤ : p. 112Comment se déroule la reproduction sexuée chez les animaux ?Bilan p. 115 ; Tâche complexe Construire le cycle de la vie du coquelicotVoir Act. ⑥ supra

Dans le manuelDes élevages et des cultures ont parfois été menés à l’école primaire. La classe de 6e est l’occasion de rassem-bler toutes les notions et compétences attendues en fin de cycle, en s’appuyant sur ce vécu préalable.

Le projet interdisciplinaire, Produire des aliments en milieu aride, comporte une question intitulée « Quelles cultures et élevages pratiquer ? », qui renvoie, entre autres, vers le chapitre 7, Le développement et reproduction des êtres vivants, ainsi que vers le chapitre 6 L’alimentation humaine, et le chapitre 8 La matière chez les êtres vivants.

L’élevage du ver à soie, avec les photo graphies de diffé-rentes étapes de développement du papillon Bombyx du mûrier de l’œuf à l’adulte, est présenté (p. 132).

Choix des exemples Une large place a été faite à des organismes vivants qui permettent facilement des observations, des cultures et des expériences en classe : haricot, lentille, etc. ou qui font partie de l’environnement plus ou moins proche des élèves : fleur de cerisier, vache et taureau, jument et che-

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DÉCRIRE COMMENT LES ÊTRES VIVANTS SE DÉVELOPPENT ET DEVIENNENT APTES À SE REPRODUIRE

Tableau synoptique


Identifier et caractériser les modifications subies par un organisme vivant (naissance, croissance, capacité à se repro-duire, vieillissement, mort) au cours de sa vie

Chap. 7 : p. 106-107 Le développement et la reproduction des êtres vivants

• Modifications de l’organisation et du fonctionnement d’une plante ou d’un animal au cours du temps, en lien avec sa nutrition et sa reproduction

Act. ① : p. 108Quelles sont les grandes étapes dans la vie d’une plante ?

Act. ② : p. 109Dans quelles conditions les graines germent-elles ?

Act. ③ : p. 110Comment les graines sont-elles formées ? Bilan p. 114 ; Exercices 5, 6, 9 et QCM p. 116 ; Exploiter des résultats expérimentaux p. 117

• Différences morphologiques homme, femme, garçon, fille Act. ④ : p. 111Quelles sont les grandes étapes du développement d’un animal ?Exercice 7 et QCM p. 116 ; Exercice 11 Le cycle de vie d’un mous-tique, p. 118

• Stades de développement (graines-germination-fleur-pollinisation, œuf-larve-adulte, œuf-fœtus-bébé-jeune-adulte)

Act. ⑥ : p. 113Quelles sont les différences dans la vie d’une fille et d’un garçon ?Exercice 8 et QCM p. 116 ; Exercice 12 Volume d’un testicule en fonc-tion de l’âge, construire un graphique p. 118

Décrire et identifier les changements du corps au moment de la puberté. • Modifications morphologiques, comportementales et physiolo-

giques lors de la puberté• Rôle respectif des deux sexes dans la reproduction

Act. ⑤ : p. 112Comment se déroule la reproduction sexuée chez les animaux ?Bilan p. 115 ; Tâche complexe Construire le cycle de la vie du coquelicotVoir Act. ⑥ supra

Dans le manuelDes élevages et des cultures ont parfois été menés à l’école primaire. La classe de 6e est l’occasion de rassem-bler toutes les notions et compétences attendues en fin de cycle, en s’appuyant sur ce vécu préalable.

Le projet interdisciplinaire, Produire des aliments en milieu aride, comporte une question intitulée « Quelles cultures et élevages pratiquer ? », qui renvoie, entre autres, vers le chapitre 7, Le développement et reproduction des êtres vivants, ainsi que vers le chapitre 6 L’alimentation humaine, et le chapitre 8 La matière chez les êtres vivants.

L’élevage du ver à soie, avec les photo graphies de diffé-rentes étapes de développement du papillon Bombyx du mûrier de l’œuf à l’adulte, est présenté (p. 132).

Choix des exemples Une large place a été faite à des organismes vivants qui permettent facilement des observations, des cultures et des expériences en classe : haricot, lentille, etc. ou qui font partie de l’environnement plus ou moins proche des élèves : fleur de cerisier, vache et taureau, jument et che-

val, oursin, etc. Ainsi, la reproduction des plantes à fleurs, et celle des animaux (avec ou sans stade larvaire) est étudiée de manière concrète et explicite.

Une expérience historique sur la formation des graines à partir de la fleur (d’après Camérarius au xviie siècle), montre le rôle fécondant du pollen sur le pistil (voir p. 110). Dans l’activité numérique 035, la fougère est étu-diée pour les plantes sans fleurs.

Plusieurs cycles de vie sont construits, et les différents stades qui les constituent sont identifiés, avec des points communs (cellules sexuelles, fécondation, œuf, dévelop-pement) et des différences (fécondation externe ou interne chez les animaux, stades de développement variés).

Une étude, menée dans l’espèce humaine et permettant d’aborder la puberté, a volontairement été placée après l’étude de la reproduction animale, et non pas avant celle-ci comme prévu dans le programme officiel. Il ne s’agit pas d’étudier les phénomènes physiologiques détaillés ou le contrôle hormonal lors de la puberté, mais bien d’identifier les caractéristiques de la puberté pour la situer en tant qu’étape de la vie d’un être humain.

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ÉclairageLa notion de cellule est abordée (p. 85) dans le chapitre 5. La reproduction sexuée est la formation de nouveaux individus par la rencontre de cellules mâles et femelles, tant dans le monde animal que dans le monde végétal.

Chez les plantes à fleurs, les spermatozoïdes sont conte-nus dans les grains de pollen et les ovules sont contenus dans le pistil. Pour les animaux, comme pour l’être humain, les spermatozoïdes sont contenus dans les testi-cules et les ovules dans les ovaires (en simplifiant un peu). Parfois, on préfère parler d’organe reproducteur mâle et d’organe repro ducteur femelle.

Des partenaires spécialisés dans le domaine de la santé peuvent être invités pour répondre aux questions que se posent les adolescents sur les changements liés à la puberté.

Bibliographie – SitographieBiraux A., L’Adolescent face à son corps, Albin Michel,

2013.Ressources numériques Magnard : film sur la dissection

de la fleur de lys.

EXPLIQUER L’ORIGINE DE LA MATIÈRE ORGANIQUE DES ÊTRES VIVANTS ET SON DEVENIR

Tableau synoptique


Relier les besoins des plantes vertes et leur place particulière dans les réseaux trophiques

Chap. ⑧ : p. 120-121 La matière chez les êtres vivants

• Besoins des plantes vertes Act. ① : p. 122Quels sont les besoins des plantes vertes ?Bilan p. 126 ; Exercices 6, 7 et QCM p. 128 ; Exercice 10 p. 130 ; Tâche complexe p. 131

Identifier les matières échangées entre un être vivant et son milieu de vie• Besoins alimentaires des animaux

Act. ② : p. 123Quels sont les besoins des animaux ?Bilan p. 126 ; Exercice 9 p. 129

• Devenir de la matière organique n’appartenant plus à un organisme vivant

Act. ③ : p. 124Que devient la matière organique quand l’être vivant meurt ?

• Décomposeurs Act. ④ : p. 125Que devient la matière organique utilisée par les décomposeurs ? Exercice 11 p. 130

Dans le manuelLe rôle des microorganismes relève de la classe de 6e.Voir aussi la matière dans les Thèmes A et C.

Comment fabrique-t-on la soie ? p. 132-133 ; Qu’est-ce que la bioinspiration ? p. 134-135 ;

Projet interdisciplinaire 3, p. 14-15 Plus haut, plus loin, plus vite.

Choix des exemplesLes études portent sur des cultures et des élevages ainsi que des expérimentations et des recherches et observa-tions sur le terrain. Arbres fruitiers, blé, colza, plantes d’intérieur ou d’extérieur sont objet d’études diverses. Il est proposé de construire un graphique de l’évolution de la masse d’un animal d’élevage en lien avec la masse de céréales qui lui sont fournies.

Pour repérer des manifestations de consom mation ou de rejets des êtres vivants, les traces laissées dans la nature sur des coquilles d’escargot, les turricules de vers de terre, les pelotes de rejection ou les déjections animales sont observés. À partir de ces exemples, les élèves peuvent construire des chaines alimentaires (p. 123).

Le comportement hivernal de certains animaux est briè-vement évoqué avec le cas du hérisson (p. 121) et est développé dans le chapitre 14 avec celui du renard p. 218 dans l’activité numérique 077 et la chauve-souris.

À partir des observations de l’environ nement proche, les élèves identifient la place et le rôle des végétaux chloro-phylliens en tant que producteurs primaires de la chaine alimentaire.

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EXPLIQUER L’ORIGINE DE LA MATIÈRE ORGANIQUE DES ÊTRES VIVANTS ET SON DEVENIR

Tableau synoptique


Relier les besoins des plantes vertes et leur place particulière dans les réseaux trophiques

Chap. ⑧ : p. 120-121 La matière chez les êtres vivants

• Besoins des plantes vertes Act. ① : p. 122Quels sont les besoins des plantes vertes ?Bilan p. 126 ; Exercices 6, 7 et QCM p. 128 ; Exercice 10 p. 130 ; Tâche complexe p. 131

Identifier les matières échangées entre un être vivant et son milieu de vie• Besoins alimentaires des animaux

Act. ② : p. 123Quels sont les besoins des animaux ?Bilan p. 126 ; Exercice 9 p. 129

• Devenir de la matière organique n’appartenant plus à un organisme vivant

Act. ③ : p. 124Que devient la matière organique quand l’être vivant meurt ?

• Décomposeurs Act. ④ : p. 125Que devient la matière organique utilisée par les décomposeurs ? Exercice 11 p. 130

Dans le manuelLe rôle des microorganismes relève de la classe de 6e.Voir aussi la matière dans les Thèmes A et C.

Comment fabrique-t-on la soie ? p. 132-133 ; Qu’est-ce que la bioinspiration ? p. 134-135 ;

Projet interdisciplinaire 3, p. 14-15 Plus haut, plus loin, plus vite.

Choix des exemplesLes études portent sur des cultures et des élevages ainsi que des expérimentations et des recherches et observa-tions sur le terrain. Arbres fruitiers, blé, colza, plantes d’intérieur ou d’extérieur sont objet d’études diverses. Il est proposé de construire un graphique de l’évolution de la masse d’un animal d’élevage en lien avec la masse de céréales qui lui sont fournies.

Pour repérer des manifestations de consom mation ou de rejets des êtres vivants, les traces laissées dans la nature sur des coquilles d’escargot, les turricules de vers de terre, les pelotes de rejection ou les déjections animales sont observés. À partir de ces exemples, les élèves peuvent construire des chaines alimentaires (p. 123).

Le comportement hivernal de certains animaux est briè-vement évoqué avec le cas du hérisson (p. 121) et est développé dans le chapitre 14 avec celui du renard p. 218 dans l’activité numérique 077 et la chauve-souris.

À partir des observations de l’environ nement proche, les élèves identifient la place et le rôle des végétaux chloro-phylliens en tant que producteurs primaires de la chaine alimentaire.

Les élèves mettent en relation la matière organique et son utilisation par les êtres humains dans les matériaux de construction, les textiles, les aliments, les médicaments.

L’exercice no 11 (p. 130) sur le recyclage de l’herbe tondue et le compost (activité numérique 044) incite les élèves à adopter un comportement éthique et responsable.

ÉclairageLe chapitre 8 permet d’expliquer l’origine de la matière organique des êtres vivants et son devenir, notamment au travers de la réalisation d’un certain nombre d’expé-riences et d’observations possibles sur le terrain. Après avoir déterminé les besoins des plantes vertes et des animaux, la mise en évidence de relations alimentaires dans le sol et l’origine de la matière minérale du sol conduisent à la construction du cycle de la matière orga-nique.

La réalisation d’une culture et de simples expérimenta-tions, en première activité, permet de déterminer les besoins des végétaux verts : eau et sels minéraux du sol, dioxyde de carbone de l’air, présence de lumière. Une investigation est menée en activité numérique.

Dans la deuxième activité, l’observation d’animaux se nourrissant et de traces de repas et/ou rejets laissés par d’autres servent d’indices permettant, dans un premier temps, de définir les besoins alimentaires des animaux, puis, dans un second temps, de préciser les relations ali-mentaires existant entre eux.

La démarche d’investigation de la troisième activité, dans la version numérique, facilement réalisable en classe, permet d’aborder le rôle des décomposeurs présents dans le sol.

i

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Enfin, la quatrième et dernière activité réinvestit la notion de chaine alimentaire abordée dans la deuxième activité et souligne l’importance du recyclage de la matière orga-nique dans le sol.

La matière est un concept transversal aux trois disci-plines : Physique-Chimie, Technologie et SVT.

Bibliographie – SitographieGuyon E., Matière et matériaux, « Trier, classer et

déterminer », p. 322-325, Belin, 2010.

Lévi P., Le Système périodique, Le livre de poche, 1975.

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CHAPITRE 5 L’unité et la diversité des êtres vivants p. 80-91

Présentation du chapitreAu cours de ce chapitre, les élèves observent des êtres vivants qu’ils peuvent rencontrer dans leur environnement. Il s’agit de classer les organismes, d’exploiter les liens de parenté pour comprendre et expliquer l’évolution des orga-nismes.La première activité consiste à observer des êtres vivants d’un environnement afin de mettre en évidence la biodiversité d’un lieu, mais elle permet aussi de relier l’aspect d’un animal avec son milieu.Lors de la deuxième activité, les élèves recherchent la présence d’attributs partagés par plusieurs êtres vivants, ce qui rend possible une classification. La classification présentée est sous forme de groupes emboités que les élèves apprennent à construire à travers cette activité et les exercices proposés dans le chapitre.Dans l’activité 3, l’étude de la reconstitution d’un environnement ancien et des caractères communs aux organismes actuels et passés permet de mettre en place l’idée d’évolution sur une grande échelle de temps. Les ressemblances des organismes actuels et passés suggèrent une parenté des êtres vivants et un questionnement sur « qui est plus proche parent de qui ? ».Enfin, l’étude des cellules des êtres vivants, présentées dans l’activité 4, est l’occasion pour les élèves de découvrir le microscope dont la fiche d’utilisation est située en fin de manuel (p. 245).

Avant de commencerQCM 1 a.QCM 2 a, c.QCM 3 c.

Activité 1 Comment décrire la diversité d’un milieu ?1.

Animaux Végétaux

LimnéeBrochetLibelluleCanard, cane et canetonsTêtards et grenouilles

SaulePrêle(nénuphars)

2. Les animaux qui vivent dans l’eau (têtards, brochets…) possèdent des adaptations morphologiques qui leur permettent de se déplacer et de respirer dans l’eau, par exemple des nageoires. Les animaux qui vivent hors de l’eau n’ont pas ces adaptations, par exemple la libellule qui, quant à elle, possède des ailes.

3. Le canard, la cane et les canetons font partie de la même espèce. Le têtard et la grenouille font aussi partie d’une même espèce.

4. Le marais abrite de nombreux animaux et végétaux différents qui occupent différents milieux de vie (eau, air). Cette diversité est nommée « biodiversité ».

Activité 2 Comment classer des êtres vivants ?1.

Animaux Attributs

Moineau – Yeux– Bouche– Squelette interne– 4 membres– Plumes

Chat – Yeux– Bouche– Squelette interne– 4 membres– Poils

Lézard – Yeux– Bouche– Squelette interne– 4 membres

Coccinelle – Yeux– Bouche– Squelette externe– 2 antennes– 6 pattes

Escargot – Yeux– Bouche– Corps mou– Coquille

Fourmi – Yeux– Bouche– Squelette externe– 2 antennes– 6 pattes

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2. Les attributs partagés par tous les animaux sont « yeux » et « bouche ».

3. L’animal qui partage le moins d’attribut avec les autres est l’escargot.

4.

Yeux et bouche

Squelette externe

AntennesCoccinelle

Fourmi

Squelette interne

4 membres

Poils Chat

Plumes Moineau

Lézard

Coquille

Escargot

5. La classification nécessite de relever les attributs des êtres vivants pour retrouver ceux communs aux êtres vivants étudiés. Cela permet de les regrouper dans des « groupes emboités ».

Activité 3 La diversité a‑t‑elle changé au cours du temps ?1. Les animaux et les végétaux vivant dans les marais au Carbonifère ne sont pas les mêmes que ceux vivant aujourd’hui dans les marais : la biodiversité a changé.

2. La libellule actuelle partage des points communs avec Meganeura du Carbonifère.Les requins actuels partagent des points communs avec Pleuracanthus du Carbonifère.La grenouille actuelle partage des points communs avec Branchiosaurus du CarbonifèreLes « coquillages » (Bivalves) actuels partagent des points communs avec Anthracomya du Carbonifère.Les fougères actuelles mais aussi les arbres actuels par-tagent des points communs avec les lépidodendrons du Carbonifère. De même que les sigillaires partagent des points communs avec les arbres actuels.

3. Les ressemblances entre les êtres vivants actuels et ceux du Carbonifère s’expliquent par l’histoire de la vie dont une partie est indiquée sur la frise des temps géolo-giques : les espèces vivantes se sont succédées au cours des temps géologiques. Les traces des êtres vivants ayant vécu par le passé peuvent avoir été conservées dans les roches sous forme de fossiles. Les ressemblances obser-vées suggèrent un lien de parenté entre les espèces actuelles et fossiles.

4. La succession des êtres vivants au cours des temps géologiques a entrainé des modifications visibles sur les paysages. Il est possible de reconstituer des paysages anciens à partir de fossiles. Ces changements marquent l’évolution de la vie.

Activité 4 Quelle est la structure commune des êtres vivants ?1. La cellule de racine de blé appartient à un végétal.La cellule de sang humain appartient à un animal.

2. On retrouve sur les deux cellules : une membrane, un cytoplasme et un noyau.

3. Schéma simplifié d’une cellule :

4. Pour montrer que la cellule est l’unité de base des êtres vivants, il est possible d’observer au microscope différents êtres vivants (animaux, végétaux…) et de rechercher s’ils sont constitués de cellules.

Exercices

J’apprends le cours1. Espèce : des individus issus de la même espèce se res-semblent, peuvent se reproduire entre eux et peuvent avoir des petits qui seront fertiles, une fois l’âge adulte atteint.Classification : système qui permet de classer les êtres vivants.Attribut : caractère qui permet de classer un être vivant.Cellule : désigne la structure commune aux êtres vivants.

2. – Une fourmi possède deux paires d’antennes. Faux : une fourmi possède une paire d’antennes.– Les mammifères sont des animaux qui possèdent un squelette externe. Faux : les mammifères sont des ani-maux qui possèdent un squelette interne.– Classer des êtres vivants, c’est rechercher des diffé-rences entre eux. Faux : Classer des êtres vivants, c’est rechercher des points communs entre eux.

3. Schéma simplifié d’une cellule animale :

Je me teste4. a.5. a.6. a.

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Je travaille les méthodes7. Construire une classification sous forme de groupes emboités

Squelette

4 membres

Requin

Poils, Mamelles

Chat Chèvre

Plumes

Pigeon

Classification sous forme de groupes emboités du pigeon, du chat, de la chèvre et du requin bleu

8. Calculer un agrandissementUne cellule mesure 0,02 millimètre. Sur la photographie, elle mesure environ 4 cm. La cellule est donc 200 fois plus grande sur la photographie que dans la réalité.

9. Réaliser un dessin d’observationLes défauts du dessin sont les suivants :– les traits de légende ne sont pas horizontaux ;– le titre est incomplet : Dessin d’observation d’un glo-bule observé au microscope grossissement x … ;– le titre n’est pas souligné.

Je m’entraine10. La découverte de la cellule1. Le mot cellule provient du latin cellula qui signifie « chambre ». C’est l’aspect d’un fragment d’écorce d’un arbre observé au microscope par l’anglais Robert Hooke qui lui inspira ce mot.2. Robert Hooke imagine que seuls les végétaux sont composés de cellules. Il avait tort : tous les êtres vivants sont composés de cellules.

11. Les bactéries1. Les bactéries ne possèdent pas de noyau, contraire-ment aux cellules observées à l’activité 4 p. 85.2. Sur la photographie de Bacillus megaterium, on repère le cytoplasme et la membrane.

12. Classer cinq espèces1. Les attributs communs :a. au chat domestique et à la mésange bleue sont « yeux et bouche », « squelette interne », « 4 membres » ;b. au corbeau freux et au gardon sont « yeux et bouche », « squelette interne » ;c. à la fourmi rouge et au chat domestique sont « yeux et bouche ».2. Le gardon est le seul à posséder des nageoires dans la collection présentée.3. Les attributs communs aux cinq espèces présentées sont « yeux et bouche ».

Je résous une tâche complexe13. La faune de BurgessLa faune de Burgess, conservée dans des fossiles, montre des êtres vivants disparus. Ces êtres vivants n’existent plus aujourd’hui. Ils ont vécu entre – 542 et – 489 Ma. Cependant, on retrouve des ressemblances entre les êtres vivants actuels et ceux de la faune de Burgess. Les pattes articulées sont un de ces points communs que l’on repère sur des animaux de la faune de Burgess et sur des crusta-cés d’un récif corallien par exemple. L’existence de ces points communs témoigne de l’évolution de la vie qu’a connu la Terre entre le Cambrien et aujourd’hui.

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CHAPITRE 6 L’alimentation humaine p. 92-105

Présentation du chapitreCe chapitre aborde les fonctions de nutrition. Il permet d’expliquer les besoins variables de l’être humain, puis de découvrir l’origine et les techniques mises en œuvre pour transformer et conserver les aliments. L’élève commencera à percevoir l’intégration des différentes fonctions qu’il a abordées en début de cycle 3 et qu’il étudiera de nouveau au cycle 4.La première activité permet de découvrir les notions d’apports alimentaires et d’établir une relation entre l’activité et les besoins de deux adolescents. Cette activité permet d’aborder des aspects d’éducation à la santé.La deuxième activité permet de relier les apports discontinus et les besoins continus des organes. L’animation numé-rique constitue un atout pour la compréhension de la notion complexe de nutrition à l’échelle de l’organisme.La troisième activité permet de découvrir l’origine des aliments consommés par les adolescents. L’exemple retenu est celui d’une culture, mais le cas de l’élevage est traité au format numérique.La quatrième activité aborde le rôle des microorganismes dans la production des aliments en prenant les exemples du pain et des fromages.La cinquième activité, une démarche d’investigation facilement réalisable en classe, permet de prouver le rôle essentiel des microorganismes dans la fabrication de yaourts.La sixième activité a pour but de découvrir l’existence de microorganismes pathogènes et de montrer que la bonne conservation des aliments nécessite un certain nombre de précautions (conservation au froid, mesures d’hygiène).

Avant de commencerQCM1. cQCM2. c.QCM3. b

Activité 1 Quels sont nos besoins en aliments ?1. Les activités d’Yness nécessitant beaucoup d’énergie sont : la marche, le foot et le sport.

2. Pour Yness, les apports énergétiques sont inférieurs aux besoins énergétiques. Pour Pierre, c’est le contraire : ses apports énergétiques sont supérieurs à ses besoins.

3. Pierre a des besoins énergétiques moins importants qu’Yness car il pratique peu d’activité physique : il est très sédentaire.

4. Yness respecte le mieux les conseils d’alimentation : elle consomme des aliments de plusieurs des catégories recommandées. Toutefois, elle ne semble pas prendre beaucoup de produits laitiers. De plus, elle consomme peu de produits gras et sucrés contrairement à Pierre.

5. Yness, tu as des besoins énergétiques importants. Je te conseille d’augmenter un peu tes apports alimentaires. Dans ce but et pour qu’ils soient un peu plus équilibrés, je te propose d’ajouter un produit laitier, comme un yaourt à l’un de tes repas.Pierre, tes apports énergétiques sont trop importants. Tu n’as pas besoin de manger autant. De plus, tu manges trop de produits gras et sucrés. Je te suggère donc de remplacer la crème glacée par un yaourt, de remplacer les chips par un légume, des tomates cerises par exemple, et de supprimer le soda : bois de l’eau, c’est bien meilleur pour ta santé !

Activité 2 Comment nos organes sont‑ils approvisionnés en énergie ?1. Jonas a des apports énergétiques à 8 h du matin (petit-déjeuner), à 13 h (déjeuner), à 16 h (gouter) et à 20 h (diner).

2. Ses dépenses énergétiques varient entre 200 et 1 000 kJ par heure au cours de la journée. Elles ne sont jamais nulles.

3. Les nutriments proviennent du sang. Ils ont pour ori-gine la digestion des aliments qui a lieu dans l’estomac.

4. À chaque repas, les aliments sont transformés en nutri-ments, puis passent dans le sang. Avec quatre repas par jour, notre sang contient en permanence une quantité suffisante de nutriments pour approvisionner les organes et permettre de couvrir nos dépenses énergétiques.

Activité 3 Quelle est l’origine des aliments que nous consommons ?1. La récolte de blé a lieu en juillet : c’est la moisson.

2. Le blé permet aussi de fabriquer des pâtes et de la semoule.

3. Pour faire du pain, on utilise de la farine. Celle-ci est obtenue à partir de grains de blé. Pour obtenir ces grains, il faut faire pousser le blé, donc le pain est un aliment issu d’une culture.

4. Les étapes menant du semis à la farine :

Graine

Semis

Épis

Croissance du blé

Moisson

Grains de blé

MoulinFarine

Farine

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Activité 4 Les microorganismes sont‑ils utiles pour l’alimentation humaine ?1. Pour observer la levure de boulanger, il faut utiliser un microscope car elle est de très petite taille. C’est donc un microorganisme.

2. On constate que la pâte lève, c’est-à-dire augmente de volume, au bout de trois heures. Ceci est permis par la levure.

3. Je suppose que les fromages ont un gout différent parce qu’ils ne sont pas fabriqués avec le même lait (le Roquefort avec du lait de brebis et le bleu d’Auvergne avec du lait de vache) et qu’ils ne contiennent pas tous la même moisissure (le bleu d’Auvergne avec Penicillium roqueforti et le camembert avec Penicillium camemberti).

4. Les microorganismes permettent de transformer une matière première (farine ou lait) en un produit alimentaire (pain ou fromage). Ils permettent de diversifier l’alimen-tation humaine.

Activité 5 Comment le lait est‑il transformé en yaourt ?1. On observe que les cellules de Lactobacillus sont plus petites et ne contiennent pas de noyau.

2. Schéma de l’expérience :

Expérience 1 Expérience 2

Yaourt

Expérience 3

Ferment lactique

Lait

3. On constate que dans les expériences 2 et 3, le lait est transformé en yaourt alors que, dans l’expérience 1, il n’a pas changé.

4. L’élément nécessaire à la transformation du lait en yaourt est des microorganismes qu’on peut apporter en ajoutant des ferments lactiques ou en prenant une cuille-rée de yaourt.

Activité 6 Quels sont les procédés permettant de conserver les aliments ?1. La salmonelle est un être vivant microscopique, c’est donc un microorganisme, elle provoque une maladie donc c’est un microorganisme pathogène.

2. Les personnes portent des vêtements particuliers (gants, cagoule, blouse) pour éviter le contact avec la viande.

3. Les microorganismes pathogènes pour les êtres humains se développent rapidement entre 30 et 40 °C. Ils se développent plus lentement à 5 °C.

4. Pour éviter la prolifération de microorganismes dange-reux dans les aliments, il faut les préparer en respectant des règles d’hygiène. Il faut ensuite les conserver au réfri-gérateur ou au congélateur et ne pas les laisser à tempé-rature ambiante.

Exercices

J’apprends le cours1. a – 1 ; b – 5 ; c – 3 ; d – 2 ; e – 4

2.

Pain

Action de microorganismes + cuisson

Farine + eau

3. Un microorganisme pathogène est un être vivant de très petite taille, visible seulement au microscope, et qui provoque une maladie.

Je me teste4. a.5. a.6. a.

Je travaille des méthodes8. Lire un graphiqueLa valeur maximale des besoins énergétiques est de 8 000 kJ/jour. C’est entre 19 et 25 ans que ces besoins sont nécessaires.

9. Utiliser un moteur de recherche, trier l’information et citer des sources

Produit fermenté Matière première

Asie miso soja

nuoc-mâm poisson

kimchi chou

Afrique gari manioc

Amérique chicha maïs + arachide

Europe choucroute chou

yaourt lait

Je m’entraine10. Améliorer la production de maïs1. Rôles de différentes pratiques sur le maïs :

Rôles

Irrigation apporter de l’eau

Engrais assurer une bonne croissance

Herbicides éliminer les mauvaises herbes

Pesticides protéger contre les animaux et champi-gnons ravageurs

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2. Un inconvénient est que les herbicides et pesticides présentent un risque pour la santé des agriculteurs qui les utilisent et des consommateurs qui mangeront le maïs traité.

11. Les règles d’hygiène à la maisonCette adolescente aurait dû ranger ses fraises et sa crème fraiche au réfrigérateur en rentrant chez elle. Il ne faut pas laisser la crème hors du réfrigérateur pendant plusieurs heures.Elle aurait dû se laver les mains avant de cuisiner et elle aurait dû laver ses fraises.

Je résous une tâche complexe12. La production du vinPour que M. et Mme Raisin obtiennent du vin, ils doivent avoir un jus de raisin assez riche en sucre et, surtout, maintenir ce jus en absence d’oxygène. Ils doivent donc éviter tout contact de leur vin avec l’air pour empêcher la formation d’acide acétique qui transformerait leur vin en vinaigre. Pour cela, il faudra vérifier la bonne qualité des tonneaux.

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CHAPITRE 7 Le développement et la reproduction des êtres vivants p. 106-119

Présentation du chapitreCe chapitre permet d’aborder la notion de reproduction via l’étude des cycles de vie. La reproduction sexuée est la formation de nouveaux individus par la rencontre de cellules reproductrices mâles et femelles, tant dans le monde animal que dans le monde végétal. Différents exemples ont été choisis chez les animaux et les végétaux afin de construire différents cycles de vie, d’identifier des étapes communes ou spécifiques, et de généraliser la notion de reproduction. La notion de puberté est abordée avec l’exemple de l’espèce humaine après l’étude de la reproduction animale, et non pas avant celle-ci comme prévu dans le programme officiel. Au cycle 3, il ne s’agit pas d’étudier les phénomènes physiologiques en détail et le contrôle hormonal de la puberté, mais seulement d’identifier les caracté-ristiques de la puberté, étape importante de la vie d’un être humain.L’étude d’un premier cycle de vie, celui du haricot, et la dissection de sa graine, en première activité, permettent d’iden-tifier les grandes étapes du cycle de vie des végétaux.La démarche d’investigation de la deuxième activité, facilement réalisable en classe, permet de définir les conditions de germination des graines de lentilles.Dans la troisième activité, l’expérience historique sur la formation des graines à partir de la fleur (d’après Camerarius au xviie siècle), montre le rôle fécondant du pollen sur le pistil.La quatrième activité permet d’identifier les grandes étapes du cycle de vie des animaux, à partir de deux exemples bien différents, sans les nommer, un animal ovipare dont le développement comprend un stade larvaire et une méta-morphose, et un animal vivipare.La reproduction sexuée chez les animaux est ensuite détaillée dans la cinquième activité, avec une comparaison entre deux exemples vivant dans deux types de milieux différents, aquatique (la truite) et terrestre (la vache), correspondant respectivement à une fécondation externe et à une fécondation interne.Enfin, la sixième et dernière activité aborde la notion de puberté, étape essentielle de la vie d’un être humain lors de laquelle il acquiert la capacité de se reproduire, et permet de la caractériser.

Avant de commencerQCM1 b.QCM2 c.QCM3 c.

Activité 1 Quelles sont les grandes étapes de la vie d’une plante ?1. La graine est produite lors de la reproduction.

2. Dessin d’observation à la loupe binoculaire de la graine de haricot :

3. Au cours de la germination, les cotylédons flétrissent peu à peu, libérant des nutriments qui permettent le développement des jeunes feuilles et des premières racines issues de l’embryon.

4. La graine de haricot germe, c’est-à-dire qu’elle reprend une activité. Les racines s’installent dans le sol et la tige feuillée sort de la graine. La plante grandit, puis fleurit. Lors de la floraison, la plante se reproduit et les fleurs donnent des gousses (fruits) contenant des graines qui pourront germer à leur tour.

Embryon

Cotylédon

Observation d’une graine de haricot coupée en deux

Loupe binoculaire ¥ 20

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3. L’expérience b est l’expérience témoin, car elle réunit toutes les bonnes conditions du printemps propices aux germinations.Quand on compare les expériences a et b, on observe que, sans eau, les graines ne germent pas ; cela montre que les graines ont besoin d’eau pour germer.Quand on compare les expériences c et b, on observe qu’à 4 °C les graines ne germent pas ; cela indique que les graines ont besoin d’une température adéquate pour germer.

4. Les graines germent à condition de recevoir de l’eau et de bénéficier d’une température suffisamment douce (20 °C).

Activité 3 Comment les graines sont‑elles formées ?1. Après la floraison, le pistil persiste ; les sépales, les pétales et les étamines flétrissent.

2. Dans l’expérience B, le pistil a flétri car il n’a pas été en contact avec le pollen.

3. L’expérience A est l’expérience témoin. Les expériences B et C montrent qu’un contact entre le pistil et le pollen (de la même fleur ou d’une autre) est nécessaire pour que le pistil se transforme en fruit contenant les graines.

4. La fleur permet la reproduction sexuée de la plante car elle contient les éléments reproducteurs permettant la formation de la graine à l’origine d’une nouvelle plante.

Activité 4 Quelles sont les grandes étapes du développement d’un animal ?1. Le passage de la larve au jeune oursin s’appelle la méta-morphose.

2. Le passage du fœtus au bébé s’appelle la naissance.

3. Les grandes étapes dans la vie d’un animal sont : la naissance, le développement (si stade larvaire, suivi d’une métamorphose), la croissance, la reproduction, la mort.

4. Cycle de vie du cheval

Croissance

Accouplement (fécondation interne)Naissance du poulain

Fœtus

Stade adulte

Œuf fécondé

Activité 5 Comment se déroule la reproduction sexuée chez les animaux ?1. Le mélange effectué par le pisciculteur correspond à la fécondation.

2. Il y a un accouplement chez la vache.

3. Le résultat de la fécondation est un œuf, qui éclôt au bout de 20 jours pour donner un alevin.

4. Chez la truite, les spermatozoïdes et l’ovule se ren-contrent dans l’eau. Chez la vache, ils se rencontrent dans l’organe reproducteur de la femelle.

5.

Truite Vache

Lieu de la fécondation

Eau Dans le corps de la femelle

Type de fécondation Externe Interne

Accouplement Non Oui

Activité 6 Quelles sont les différences dans la vie d’une fille et d’un garçon ?1. L’âge moyen de la puberté est 13-14 ans chez les filles, et 14-15 ans chez les garçons.

2. Chez tous les individus, quel que soit leur sexe, la crois-sance s’accélère : des poils apparaissent autour du sexe et sous les bras, et de l’acné apparait parfois sur le visage.

3. Les poils (en latin puber) poussent entre 11 et 18 ans, c’est pourquoi cette période s’appelle la puberté.

Activité 2 Dans quelles conditions les graines germent‑elles ?1. Plusieurs paramètres changent au moment du printemps. Je suppose que les graines ont besoin de lumière pour germer, ou qu’elles ont besoin d’eau pour germer, ou encore qu’elles ont besoin d’une certaine température pour germer.

2. Dessin de l’expérience destinée à tester l’hypothèse : « Les graines de lentille ont besoin de lumière pour germer ».

une semaine plus tard

Température 20 °C, présence d’eau

papier aluminium

une semaine plus tard

4. Ce sont les organes reproducteurs (ovaires et utérus chez les filles, testicules chez les garçons) qui com-mencent à fonctionner à la puberté.

5. Puisque les organes reproducteurs commencent à fonctionner à la puberté, on devient alors capable de se reproduire.

Exercices

J’apprends le cours1. Métamorphose : ensemble des transformations qui permettent le passage de la larve à l’adulte.Fécondation : rencontre des cellules reproductrices mâles et femelles à l’origine d’un œuf.Embryon : jeune plante contenue dans la graine, ou, organisme au développement inachevé, issu de l’œuf, résultat de la fécondation.Puberté : étape du développement où les organes repro-ducteurs commencent à fonctionner.

2. Une nouvelle plante se développe à partir d’une graine à condition de recevoir de l’eau et une température adé-quate.

3.

Filles Garçons

Similitudes Acné (facultatif)Poussée de croissancePoils autour du sexe et sous les bras

Différences Développement des seins,élargissement du bassin

Développement des muscles,mue de la voix et développement de la pomme d’Adam

4. Chez les animaux, la reproduction sexuée est le résultat d’une fécondation qui peut avoir lieu dans le milieu de vie de l’animal ou dans le corps de la femelle.

Je me teste5.1. Pétale 2. Sépale 3. Ovule 4. Étamine.6. b.7. a. Faux ; b. Vrai ; c. Faux.8. a. et b.

Je travaille des méthodes9. Exploiter des résultats expérimentauxL’expérience 1 constitue l’expérience témoin : il y a de la lumière, les graines ont germé et les feuilles sont vertes et bien dressées.Dans l’expérience 2, sans lumière, les graines ont germé mais les feuilles sont blanches et flétries.Donc la lumière est importante pour une bonne crois-sance du blé après la germination.

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4. Cycle de vie du cheval

Croissance

Accouplement (fécondation interne)Naissance du poulain

Fœtus

Stade adulte

Œuf fécondé

Activité 5 Comment se déroule la reproduction sexuée chez les animaux ?1. Le mélange effectué par le pisciculteur correspond à la fécondation.

2. Il y a un accouplement chez la vache.

3. Le résultat de la fécondation est un œuf, qui éclôt au bout de 20 jours pour donner un alevin.

4. Chez la truite, les spermatozoïdes et l’ovule se ren-contrent dans l’eau. Chez la vache, ils se rencontrent dans l’organe reproducteur de la femelle.

5.

Truite Vache

Lieu de la fécondation

Eau Dans le corps de la femelle

Type de fécondation Externe Interne

Accouplement Non Oui

Activité 6 Quelles sont les différences dans la vie d’une fille et d’un garçon ?1. L’âge moyen de la puberté est 13-14 ans chez les filles, et 14-15 ans chez les garçons.

2. Chez tous les individus, quel que soit leur sexe, la crois-sance s’accélère : des poils apparaissent autour du sexe et sous les bras, et de l’acné apparait parfois sur le visage.

3. Les poils (en latin puber) poussent entre 11 et 18 ans, c’est pourquoi cette période s’appelle la puberté.

4. Ce sont les organes reproducteurs (ovaires et utérus chez les filles, testicules chez les garçons) qui com-mencent à fonctionner à la puberté.

5. Puisque les organes reproducteurs commencent à fonctionner à la puberté, on devient alors capable de se reproduire.

Exercices

J’apprends le cours1. Métamorphose : ensemble des transformations qui permettent le passage de la larve à l’adulte.Fécondation : rencontre des cellules reproductrices mâles et femelles à l’origine d’un œuf.Embryon : jeune plante contenue dans la graine, ou, organisme au développement inachevé, issu de l’œuf, résultat de la fécondation.Puberté : étape du développement où les organes repro-ducteurs commencent à fonctionner.

2. Une nouvelle plante se développe à partir d’une graine à condition de recevoir de l’eau et une température adé-quate.

3.

Filles Garçons

Similitudes Acné (facultatif)Poussée de croissancePoils autour du sexe et sous les bras

Différences Développement des seins,élargissement du bassin

Développement des muscles,mue de la voix et développement de la pomme d’Adam

4. Chez les animaux, la reproduction sexuée est le résultat d’une fécondation qui peut avoir lieu dans le milieu de vie de l’animal ou dans le corps de la femelle.

Je me teste5.1. Pétale 2. Sépale 3. Ovule 4. Étamine.6. b.7. a. Faux ; b. Vrai ; c. Faux.8. a. et b.

Je travaille des méthodes9. Exploiter des résultats expérimentauxL’expérience 1 constitue l’expérience témoin : il y a de la lumière, les graines ont germé et les feuilles sont vertes et bien dressées.Dans l’expérience 2, sans lumière, les graines ont germé mais les feuilles sont blanches et flétries.Donc la lumière est importante pour une bonne crois-sance du blé après la germination.

10. Calculer la taille réelle d’un objetJe mesure la longueur du spermatozoïde sur la photogra-phie : 25 mm.La photographie est grossie 1 000 fois, donc un sperma-tozoïde mesure en réalité 25 millièmes de mm.

Je m’entraine11. Le cycle de vie d’un moustique1. L’évènement qui permet le passage de la larve à l’adulte est la métamorphose.2. J’observe que le moustique pond des œufs, donc c’est une espèce ovipare.3. J’observe que la larve de moustique vit dans l’eau ; donc, pour assurer son cycle de vie, le moustique a besoin d’étendues d’eau, ce qui explique pourquoi on trouve les moustiques dans les régions humides.

12. Des modifications du corps au moment de la puberté1. et 2.

Puberté

Évolution du volume d’un testicule en fonction de l’âge

3. Le volume d’un ovaire augmente entre 8 et 18 ans. L’augmentation a lieu un peu plus tôt que celle du volume d’un testicule.

4. Ces augmentations de volume traduisent la mise en fonctionnement de ces organes reproducteurs qui a lieu au moment de la puberté.

Je résous une tâche complexe13. Le coquelicot

Mort de la planteLes graines tombent au sol

Germination

Croissance

Les coquelicots sont en fleurs

Fécondation

GraineFruit

Automne

Été Hiver

Printemps

Le cycle de vie du coquelicot

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CHAPITRE 8 La matière chez les êtres vivants p. 120-131

Présentation du chapitreCe chapitre permet d’expliquer l’origine de la matière organique des êtres vivants et son devenir, notamment au travers de la réalisation d’un certain nombre d’expériences et d’observations possibles sur le terrain. Après avoir déterminé les besoins des plantes vertes et des animaux, la mise en évidence de relations alimentaires dans le sol et l’origine de la matière minérale du sol conduisent à la construction du cycle de la matière organique.La réalisation d’une culture et de simples expérimentations, en première activité, permet de déterminer les besoins des végétaux verts.Dans la deuxième activité, l’observation d’animaux se nourrissant et de traces de repas et/ou rejets laissés par d’autres servent d’indices permettant dans un premier temps de définir les besoins alimentaires des animaux, puis dans un second temps de préciser les relations alimentaires existant entre eux.La démarche d’investigation de la troisième activité, facilement réalisable en classe, permet d’aborder le rôle des décomposeurs présents dans le sol.Enfin, la quatrième et dernière activité réinvestit la notion de chaine alimentaire abordée dans la deuxième activité et souligne l’importance du recyclage de la matière organique dans le sol.

Avant de commencerQCM1 b.QCM2 c.QCM3 c.

Activité 1 Quels sont les besoins des plantes vertes ?1. Je suppose que le pommier a besoin d’eau, de lumière (soleil), de dioxyde de carbone et de sels minéraux pour grandir.

2. La hauteur du pommier adulte (5 m) est 100 fois plus grande que celle de la plantule (5 cm). Le diamètre du pommier adulte (60 cm) est 200 fois plus grand que celui de la plantule (3 mm).

3. Je compare les résultats de chacune des expériences avec l’expérience témoin.Expérience 1 : les plantes privées de sels minéraux gran-dissent, mais sont moins nombreuses : une plante a donc besoin de sels minéraux pour se développer convenable-ment.Expérience 2 : les plantes privées d’eau meurent progres-sivement : une plante a donc besoin d’eau pour grandir.Expérience 3 : les plantes privées de lumière grandissent, mais sont décolorées : une plante a donc besoin de lumière pour grandir convenablement.

4. Pour grandir et produire de la matière, un végétal a besoin de lumière et d’eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone.

Activité 2 Quels sont les besoins des animaux ?1. Le mulot se nourrit de la coquille d’escargot (car elle porte des traces d’incisives du rongeur).

2. La chouette hulotte se nourrit de mulot (puisqu’on trouve des restes d’os dans sa pelote de réjection).

3. On retrouve des débris de végétaux dans les crottes du lapin de garenne.

4. feuille escargot mulot chouette hulotte

5.

Animal observé Aliments consommés

Origine de ces aliments

escargot feuille végétal

mulot escargot animal

chouette hulotte mulot animal

lapin de garenne herbe végétal

Activité 3 Que devient la matière organique quand l’être vivant meurt ?1. Je suppose que les feuilles se décomposent au cours du temps par l’action des êtres vivants présents dans le sol.

2. La litière est composée d’êtres vivants, visibles et invi-sibles, de débris de végétaux et de restes d’animaux.

3. On observe que la feuille se décompose lorsqu’elle est sur de la terre non stérile, alors qu’elle ne change pas d’aspect sur de la terre stérile, c’est-à-dire qui ne contient pas d’êtres vivants. Les êtres vivants du sol sont donc responsables de la décomposition de la feuille.

4. Dans le sol, les êtres vivants se nourrissent de la matière organique morte, c’est pourquoi on les appelle des décomposeurs.

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Activité 2 Quels sont les besoins des animaux ?1. Le mulot se nourrit de la coquille d’escargot (car elle porte des traces d’incisives du rongeur).

2. La chouette hulotte se nourrit de mulot (puisqu’on trouve des restes d’os dans sa pelote de réjection).

3. On retrouve des débris de végétaux dans les crottes du lapin de garenne.

4. feuille escargot mulot chouette hulotte

5.

Animal observé Aliments consommés

Origine de ces aliments

escargot feuille végétal

mulot escargot animal

chouette hulotte mulot animal

lapin de garenne herbe végétal

Activité 3 Que devient la matière organique quand l’être vivant meurt ?1. Je suppose que les feuilles se décomposent au cours du temps par l’action des êtres vivants présents dans le sol.

2. La litière est composée d’êtres vivants, visibles et invi-sibles, de débris de végétaux et de restes d’animaux.

3. On observe que la feuille se décompose lorsqu’elle est sur de la terre non stérile, alors qu’elle ne change pas d’aspect sur de la terre stérile, c’est-à-dire qui ne contient pas d’êtres vivants. Les êtres vivants du sol sont donc responsables de la décomposition de la feuille.

4. Dans le sol, les êtres vivants se nourrissent de la matière organique morte, c’est pourquoi on les appelle des décomposeurs.

Activité 4 Que devient la matière organique utilisée par les décomposeurs ?1. Les vers de terre se nourrissent des restes de matière organique et enrichissent le sol en matière minérale.

2. matière organique collembole lithobiematière organique lombric lithobiechampignon collembole lithobie lombric

3. La matière organique morte décomposée par les êtres vivants du sol et transformée en matière minérale est indispensable à la croissance des végétaux.

4.

Végétal Animal Matière organique

Matière minérale

feuilles mortes

après sa mortest mangé par

est utilisée par

Exercices

J’apprends le cours1. Matière minérale : l’eau, les sels minéraux et le dioxyde de carbone sont de la matière minérale.Matière organique : matière produite par les êtres vivants.Décomposeurs : êtres vivants se nourrissant des matières organiques du sol.

2.

Dioxyde de carbone

Lumière

Eau Sels minéraux

3. Un producteur primaire fabrique sa propre matière à partir de matière minérale (eau, sels minéraux, dioxyde de carbone) prélevée dans son milieu, alors qu’un produc-teur secondaire produit sa propre matière à partir de matière minérale et de matière organique provenant d’autres êtres vivants.

4. Les décomposeurs dégradent la matière organique provenant des restes d’organismes vivants en décompo-sition dans le sol, et enrichissent ainsi le sol en matière minérale.

Je me teste5. b.6. a.7. b.

Je travaille des méthodes8. Réaliser un dessin d’observation

Manteau

PiedTête

Tentacule

Dessin d’observation d’une limace

9. Construire un graphique

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 20 40 60 80 100 120

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don

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g/jo

ur)

masse du porc (en kg)

Masse de céréales à donner en fonction de la masse du porc

Je m’entraine10. L’importance du dioxyde de carbone1. La plante de l’expérience 1 a moins bien poussé que la plante de l’expérience témoin.2. La plante de l’expérience 1 a été privée de dioxyde de carbone.3. Une plante a donc besoin de dioxyde de carbone pour grandir convenablement.

11. L’herbe tondue1. L’herbe se décompose dans le sol par l’action des êtres vivants du sol : les décomposeurs.2. La matière minérale est indispensable à la croissance des végétaux.3. Les avantages de laisser l’herbe tondue sur la pelouse sont l’enrichissement du sol en matière minérale et une meilleure humidité du sol, qui favorise l’action des vers de terre. Cette herbe est un engrais gratuit et non polluant pour le sol.

Je résous une tâche complexe12. L’âge d’un arbreOn remarque qu’en 2011 et 2015 les cernes de l’arbre observables sur le tronc coupé (doc. 1) sont épais ; d’après le doc. 2, ces mêmes années, les précipitations étaient élevées (780 mm en 2011 et 550 mm en 2015). À l’inverse, en 2008, les cernes sont plus fins et les précipitations faibles (300 mm). L’eau étant un élément essentiel à la croissance des arbres et donc à la production de bois, l’épaisseur du cerne dépend de la quantité de pluie tom-bée dans l’année.

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Comment fabrique-t-on la soie ?1. Le ver à soie se nourrit exclusivement de feuilles de murier.

2. Au cours de sa vie, l’animal passe par différents stades (voir schéma du cycle de vie sur manuel numérique) : œuf, chenille, métamorphose à l’intérieur du cocon, papil-lon.

3. Pour fabriquer un tissu de soie, il faut placer les cocons dans des étuves à 80 °C, puis les tremper dans l’eau bouil-lante. Une dévideuse déroule 4 à 10 fils du cocon simul-tanément. Le moulinage consiste ensuite à tordre les fils pour davantage de solidité. Le tissu est fabriqué sur un métier à tisser, où fils de chaine et fils de trame s’entre-croisent, puis il est teint ou apprêté différemment selon les fonctions d’usage et d’estime auxquelles il doit répondre.

4. L’élevage du ver à soie ne peut avoir lieu en hiver car le murier n’a pas de feuilles à cette saison-là. Or c’est la seule nourriture qu’il peut consommer.

5. Des expériences de traction utilisant des poids variés bien étalonnés peuvent être effectuées pour tester la solidité de différents tissus. Afin de garantir la validité des mesures, on veillera bien à ne faire varier qu’un seul fac-teur à la fois, tous les autres paramètres restant constants par ailleurs.

6. La recherche sur Internet concernant la laine pourra se faire à l’aide de la fiche méthode disponible en fin de manuel de l’élève.

7. Le schéma bilan sur la fabrication de la soie comportera les indications suivantes :– Matériau issu du vivant.– Transformation de la matière de l’arbre au fil : consom-mation des feuilles de murier, fabrication du cocon par le ver à soie.– Procédés techniques du fil fragile au tissu doux et résis-tant : traitement des cocons, dévidage et moulinage des fils de soie, tissage et apprêts par l’Homme.


Qu’est-ce que la bioinspiration ?1. La bioinspiration n’est pas un phénomène récent. Depuis l’Antiquité, avec le mythe d’Icare, l’observation de la nature et des êtres vivants est une source d’inspiration pour les humains.

2. Les alvéoles permettent un ensoleillement maximal à l’intérieur de la ruche, tout en assurant l’isolation ther-mique, ce qui favorise la production de miel et de cire.

3. Aujourd’hui, des entreprises fabriquent des structures en s’inspirant d’assemblages d’alvéoles du type des ruches afin d’accroitre leur efficacité énergétique et de laisser passer la lumière, limitant les besoins en énergie pour éclairer les espaces.

4. La bioinspiration regroupe toutes les ingénieries inspi-rés du vivant.http://www.futura-sciences.com/magazines/matiere/infos/dico/d/physique-biomimetisme-14960/

5. Croquis d’une structure en nid d’abeilles :

6. Lors de l’utilisation d’une structure en nid d’abeilles dans les constructions humaines, nous recherchons des propriétés de matériaux comme la légèreté, la résistance, la flexibilité, les économies de matériaux.

7. Les domaines d’application de la bioinspiration sont multiples. Les humains n’ont pas fini de s’inspirer de la nature. La bioinspiration est déjà appliquée dans l’aéro-nautique, la pharmacie, la marine, les matériaux compo-sites, l’intelligence artificielle ou encore les nanotechno-logies…

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Ateliers

Les grandes découvertes sur la cellulexvie siècle 1590 : Mise au point du premier microscope. xviie siècle 1665 : Première utilisation du mot cellule par Hooke.xixe siècle 1839 : Élaboration de la théorie cellulaire.xxe siècle 1932 : Mise au point du microscope électro-nique.

La lutte contre l’obésitéDes messages apparaissent à la fin des publicités de pro-duit alimentaire, par exemple :

• « Éviter de manger trop gras, trop sucré, trop salé. »D’autres messages sanitaires peuvent également appa-raitre :

• « Pratiquer une activité physique journalière. » • « Éviter de grignoter entre les repas. » • « Pour votre santé, mangez au moins 5 fruits et légumes

par jour. »Ces phrases ont pour but d’attirer l’attention du consom-mateur sur ses propres pratiques alimentaires afin de

souligner l’importance d’une consommation raisonnée du produit présenté, et ce, dans le but d’éviter une forte prise de poids.

À la maisonLes boites nommées comme à l’étape 6 permettent, par exemple, de classer les animaux des pages 82 et 83.Par ailleurs, il est possible de réaliser les boites présentées et d’y placer les animaux des pages 82 et 83 : grenouille, limnée, brochet, libellule, canard, moineau, chat, lézard, coccinelle, escargot et fourmi. Cependant, il faudra pré-voir de modifier la taille de certaines boites (le nombre de feuilles reste suffisant) et de nommer certaines boites différemment des noms proposés à l’étape 6.

Réaliser le travail d’un(e) entomologiste médicolégal(e)L’entomologiste appelé(e) sur les lieux découvre des mouches bleues au stade de pupe. La température de la pièce est de 20 °C. L’utilisation du tableau permet de faire remonter la mort à au moins 301 heures.

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THÈME C Matériaux et objets techniques p. 138 à 183

IDENTIFIER LES PRINCIPALES ÉVOLUTIONS DU BESOIN ET DES OBJETS

Tableau synoptique


Repérer les évolutions d’un objet dans différents contextes (historique, économique, culturel)

Chap. ⑨ : p. 140-141 Le fonctionnement d’un objet technique

• L’évolution technologique (innovation, invention, principe technique)

Act. ⑥ : p. 147Comment des designers répondent-ils à une même fonction d’usage ?

• L’évolution des besoins Act. ⑤ : p. 146Pourquoi les objets techniques évoluent-ils ?

Dans le manuelL’activité interdisciplinaire 1 (p. 72-73) Comment utiliser la Terre comme source d’énergie ? permet d’étudier l’évolu-tion du besoin et des objets techniques. Ceci peut aussi être abordé dans l’activité 6 Comment exploiter une res-source en eau ? (Chap. 14).

Les trois projets interdisciplinaires sont également pro-pices à traiter ce sujet, en particulier certaines probléma-tiques. Projet 1 La découverte et l’exploration d’une épave sous-marine

• Comment fonctionne un véhicule sub mersible ? • Comment descendre et remonter du matériel sous la mer ?

Projet 2 Produire des aliments en milieu aride • Comment stocker et conserver les récoltes ?

Projet 3 Plus haut, plus loin, plus vite • Comment modifier le développement d’un vélo ?

Choix des exemplesLa notion de besoin a été abordée en cycle 2 par l’identi-fication d’activités de la vie quotidienne ou profession-nelle faisant appel à des outils et objets techniques.

Il s’agit en cycle 3 et tout particulièrement en classe de 6e de comprendre comment et pourquoi les objets techni-ques et les besoins évoluent.

Les élèves exploitent l’observation d’objets techniques de leur environnement proche, ce qui facilite leur appropria-tion.

D’autres objets d’étude peuvent leur être présentés, afin de mettre en évidence la diversité des besoins à satisfaire et de porter un éclairage particulier sur l’évolu tion de certains d’entre eux.

En CM1 et CM2, des objets du quotidien répondant à un même besoin mais fabriqués à des périodes différentes ont été observés. Des évolutions ont été essentiel lement constatées dans les principes de fonctionnement, les formes et les matériaux.

Il s’agit en classe de 6e de revenir sur ces évolutions, de les étendre à d’autres types d’évolution et de les situer dans le temps.

Cet éclairage est apporté par les activités 5 et 6 du cha-pitre 9 mais peut être appliqué à d’autres.

Dans les chapitres 9, 10 et 11, d’autres objets étudiés permettent d’élargir le propos sur des évolutions en termes de besoins, de principe de fonctionnement, de forme, de matériaux, d’énergie et d’impact environne-mental.

La composition de matériaux nouveaux, leurs propriétés et des formes devenues possibles par de nouveaux moyens de production permettent aux objets techniques d’évoluer. Le designer est de plus en plus souvent à l’ori-gine de ces évolutions.

Les ateliers « Du rêve à la réalité » (p. 182) et « Le travail d’un designer » (p. 183) donnent lieu à une utilisation de l’outil informatique :

• par la construction d’une frise chrono logique illustrée dans l’atelier « Du rêve à la réalité » qui traite de l’évolu-tion des objets volants ;

• par une recherche Internet dans l’atelier « Le travail du designer » afin d’identifier les différents domaines du design.

L’atelier d’actualité technologique « un pont imprimé en 3D » présente une start-up innovante dans l’impression 3D, ce moyen de fabrication s’imposant dans toujours plus de domaines.

ÉclairageLe design ne se limite pas à du « faire joli » en s’intéressant seulement à la forme et à la couleur de l’objet. Il doit prendre en charge la dimension technique, les formes obtenues étant liées aux procédés de fabrication utilisés et les matériaux étant choisis pour leurs propriétés. Le design relève d’une démarche présentée dans le prolon-gement numérique de l’activité 6.

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THÈME C Matériaux et objets techniques p. 138 à 183

IDENTIFIER LES PRINCIPALES ÉVOLUTIONS DU BESOIN ET DES OBJETS

Tableau synoptique


Repérer les évolutions d’un objet dans différents contextes (historique, économique, culturel)


• L’évolution technologique (innovation, invention, principe technique)

Act. ⑥ : p. 147Comment des designers répondent-ils à une même fonction d’usage ?

• L’évolution des besoins Act. ⑤ : p. 146Pourquoi les objets techniques évoluent-ils ?

Bibliographie – Sitographiehttp://www.arts-et-metiers.net/les-collections

site généraliste sur le design (français, anglais) : http://www.architonic.com/fr

site culturel :http://www.lelieududesign.com/www.arts-et-metiers.netwww.lesartsdecoratifs.fr

sites de designers :http://www. 5-5designstudio.comhttp://www.starck.com/frhttp://www.matalicrasset.com/fr

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DÉCRIRE LE FONCTIONNEMENT D’OBJETS TECHNIQUES, LEURS FONCTIONS ET LEURS CONSTITUTIONS

Tableau synoptique


Besoin, fonction d’usage et d’estime Chap. ⑨ : p. 140-141 Le fonctionnement d’un objet technique

Act. ① : p. 142Comment identifier la fonction d’usage d’un objet technique ?

Chap. ⑪ : p. 166-167 Recherche et réalisation d’un objet technique

Act. ① : p. 168Comment identifier les contraintes avant la réalisation de l’objet technique ?


Act. ② : p. 189Comment explore-t-on l’espace aujourd’hui ?

Fonction technique, solutions techniques Chap. ⑨ : p. 140-141 Le fonctionnement d’un objet technique

Act. ② : p. 143Comment identifier les fonctions techniques d’un objet technique ?

Act. ③ : p. 144Comment la fonction technique est-elle réalisée ?

Act. ④ : p. 145Comment décrire le fonctionnement d’un objet technique ?



Act. ② : p. 169Quel matériau doit-on choisir pour la fabrication d’un objet technique ?

Chap. ⑭ : p. 214-215 L’environnement et les êtres vivants

Act. ⑥ : p. 221Comment exploiter la ressource en eau ?

Représentation du fonctionnement d’un objet technique




Act. ③ : p. 170De quelle façon peut-on représenter l’objet technique ?

Comparaison de solutions techniques : constitutions, fonctions, organes.


Act. ⑤ : p. 146Pourquoi les objets techniques évoluent-ils ?



Dans le manuelL’activité interdisciplinaire 6 Comment nettoyer les eaux usées ? (p. 228) peut donner l’occasion d’étudier d’une solution tech nique.

Les projets interdisciplinaires permettent d’aborder « Fonction technique, solutions techniques » et « Compa-raison de solutions techniques ». Projet 1 La découverte et l’exploration d’une épave sous-marine

• Comment fonctionne un véhicule sub mersible ? • Comment descendre et remonter du matériel sous la

mer ? Projet 2 Produire des aliments en milieu aride

• Comment stocker et conserver les récoltes ? • Comment transporter les récoltes ? • Comment puiser et transporter de l’eau ?

Projet 3 Plus haut, plus loin, plus vite • Comment améliorer la portance d’une aile d’avion ? • Comment modifier le développement d’un vélo ?

Des activités expérimentales sur le fonctionnement d’un submersible et sur la portance d’une aile d’avion sont réalisables dans la classe.

La manipulation d’un vélo permet de répondre à la pro-blématique de son développement, le développement étant la distance parcourue en un tour de pédale.

Le recours à l’outil informatique pour des recherches Internet est à privilégier dans le cadre d’une démarche d’investigation pour répondre à ces problématiques.

Choix des exemplesLes objets d’étude se diversifient. L’élève découvre l’étendue des domaines dans lesquels des solutions techniques sont à apporter afin de répondre à des problé matiques variées.

Tout au long du cycle, l’appropriation des objets techni-ques abordés est toujours mise en relation avec les besoins des êtres humains dans leur environnement. L’identi fication du besoin et de la fonction d’usage asso-ciée à l’objet technique qui y répond sont un préalable à l’étude de tout objet technique.

En CM1 et CM2, les élèves ont abordé l’objet technique en termes de description, de fonctions et de constitution afin de répondre aux questions : À quoi cela sert-il ? De quoi est-ce constitué ? Comment cela fonctionne-t-il ? Les fonctions d’usage et d’estime ont été définies.

En classe de 6e, il est souhaitable que la fonction d’usage et le besoin auquel elle répond soient identifiés en préa-lable à toute étude d’un objet technique. Un outil des-cripteur du besoin peut être utilisé pour énoncer claire-ment le besoin à satisfaire.

En cycle 2, l’élève a procédé à des activités d’observation, de démontage et de remontage pour comprendre la fonction et le fonctionnement d’objets fabriqués. En CM1 et CM2, il poursuit ce type d’activités sur des objets qui se diversifient.

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Besoin, fonction d’usage et d’estime Chap. ⑨ : p. 140-141 Le fonctionnement d’un objet technique

Act. ① : p. 142Comment identifier la fonction d’usage d’un objet technique ?





Fonction technique, solutions techniques Chap. ⑨ : p. 140-141 Le fonctionnement d’un objet technique

Act. ② : p. 143Comment identifier les fonctions techniques d’un objet technique ?

Act. ③ : p. 144Comment la fonction technique est-elle réalisée ?




Act. ② : p. 169Quel matériau doit-on choisir pour la fabrication d’un objet technique ?

Chap. ⑭ : p. 214-215 L’environnement et les êtres vivants

Act. ⑥ : p. 221Comment exploiter la ressource en eau ?

Représentation du fonctionnement d’un objet technique




Act. ③ : p. 170De quelle façon peut-on représenter l’objet technique ?

Comparaison de solutions techniques : constitutions, fonctions, organes.





Dans le manuelL’activité interdisciplinaire 6 Comment nettoyer les eaux usées ? (p. 228) peut donner l’occasion d’étudier d’une solution tech nique.

Les projets interdisciplinaires permettent d’aborder « Fonction technique, solutions techniques » et « Compa-raison de solutions techniques ». Projet 1 La découverte et l’exploration d’une épave sous-marine

• Comment fonctionne un véhicule sub mersible ? • Comment descendre et remonter du matériel sous la

mer ? Projet 2 Produire des aliments en milieu aride

• Comment stocker et conserver les récoltes ? • Comment transporter les récoltes ? • Comment puiser et transporter de l’eau ?

Projet 3 Plus haut, plus loin, plus vite • Comment améliorer la portance d’une aile d’avion ? • Comment modifier le développement d’un vélo ?

Des activités expérimentales sur le fonctionnement d’un submersible et sur la portance d’une aile d’avion sont réalisables dans la classe.

La manipulation d’un vélo permet de répondre à la pro-blématique de son développement, le développement étant la distance parcourue en un tour de pédale.

Le recours à l’outil informatique pour des recherches Internet est à privilégier dans le cadre d’une démarche d’investigation pour répondre à ces problématiques.

Choix des exemplesLes objets d’étude se diversifient. L’élève découvre l’étendue des domaines dans lesquels des solutions techniques sont à apporter afin de répondre à des problé matiques variées.

Tout au long du cycle, l’appropriation des objets techni-ques abordés est toujours mise en relation avec les besoins des êtres humains dans leur environnement. L’identi fication du besoin et de la fonction d’usage asso-ciée à l’objet technique qui y répond sont un préalable à l’étude de tout objet technique.

En CM1 et CM2, les élèves ont abordé l’objet technique en termes de description, de fonctions et de constitution afin de répondre aux questions : À quoi cela sert-il ? De quoi est-ce constitué ? Comment cela fonctionne-t-il ? Les fonctions d’usage et d’estime ont été définies.

En classe de 6e, il est souhaitable que la fonction d’usage et le besoin auquel elle répond soient identifiés en préa-lable à toute étude d’un objet technique. Un outil des-cripteur du besoin peut être utilisé pour énoncer claire-ment le besoin à satisfaire.

En cycle 2, l’élève a procédé à des activités d’observation, de démontage et de remontage pour comprendre la fonction et le fonctionnement d’objets fabriqués. En CM1 et CM2, il poursuit ce type d’activités sur des objets qui se diversifient.

En classe de 6e, ces activités d’observation et de manipu-lation d’objets techniques se poursuivent. En complé-ment, elles sont réalisées sur des maquettes numériques avec un outil informatique adapté, de type visionneuse. Les élèves associent ainsi le réel et le virtuel.

La présence dans la classe d’objets tech niques différents à disposition des élèves est recommandée. Ceci leur per-met la découverte et la comparaison de principes de fonctionnement variés en élargissant leur horizon.

Le recours à l’outil numérique pour l’étude de principes de fonctionnement est également possible en utilisant le logiciel d’expérimentation physique Algodoo.

Concernant la représentation de l’objet technique, un dessin dans le plan ne suffit pas. Il est souhaitable qu’une représentation volumique lui soit donnée, l’appropriation de l’objet en étant ainsi facilitée. Les dimensions impor-tantes, appelées cotes, seront inscrites.

Les prolongements numériques des activités 1, 2 et 5 du chapitre 9 et l’activité interdisciplinaire 6 Comment s’ha-biller en milieu polaire ? (p. 181) proposent d’autres objets d’étude quant aux besoins, fonctions et solution techni-ques.

Dans l’exercice 13 (Chap. 10) est présenté le schéma constructeur d’une planche à roulettes. Il donne un aperçu de l’observable avec un outil informatique de type visionneuse. Sur le schéma, l’objet est représenté en éclaté avec la nomenclature des éléments le constituant. Un tutoriel (Chap. 9 Act. 4) présente la visionneuse e-Drawings.

Dans l’activité interdisciplinaire 6, la structure d’un vête-ment multicouches est détaillée. Un vêtement multi-couches est générale ment constitué de trois couches : la couche 1 régule la transpiration – la couche 2 sert d’iso-lant thermique – la couche 3 assure l’étanchéité à l’air (et à l’eau dans certains cas).

Dans l’activité interdisciplinaire 4 Qu’est-ce que la bio-inspiration ? (p. 134), il s’agit de montrer comment et pourquoi les êtres humains se sont inspirés de solutions utilisées dans le monde du vivant. Une recherche Internet permettra à l’élève de découvrir d’autres sujets d’inspira-tion dans la nature ainsi que des applications faites par les êtres humains.

ÉclairageL’analyse du besoin est la première étape de l’analyse fonctionnelle qui permet d’aboutir à la rédaction d’un cahier de charges fonctionnel. La notion de cahier des charges n’est cependant pas abordée en classe de 6e.

La méthode de l’Analyse du Besoin s’appuie sur deux hypothèses :1. La satisfaction du besoin est réalisée par l’utilisation du produit à concevoir.2. Le besoin est satisfait par le changement d’état d’une matière d’œuvre.

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Trois questions sont nécessaires pour verbaliser le besoin : • À qui le produit rend-il service ?

au client qui est à préciser. • Sur quoi le produit agit-il ?

sur la matière d’œuvre qui est à préciser. • Dans quel but ? (pour quoi faire ?)

pour satisfaire le besoin qui est à préciser.

L’outil descripteur de la méthode APTE peut être utilisé par les non spécialistes pour l’analyse du besoin. Cette méthode est une interprétation française de méthodes américaines d’analyse de la valeur.

Une maquette numérique est une représentation géomé-trique d’un objet en 3D, réalisée sur ordinateur, permet-tant de l’analyser, de le contrôler et de simuler certains comportements. Le logiciel e-Drawings offre à l’élève la possibilité de déplacer l’objet dans l’espace, d’identifier les éléments le constituant (désignation, matériau, dimensions), de les démonter et remonter.

La prise en main de l’outil numérique e-Drawings par un professeur non expert prend de 1 à 2 heures. Il nécessite

l’utilisation d’un ordinateur doté d’une bonne carte gra-phique.

Algodoo est un logiciel libre de simulation dynamique 2D conçu par des professeurs de physique pour jouer et apprendre dans une perspective constructiviste, de façon exploratoire. Ce logiciel peut être utilisé pour simuler le comportement d’objets techniques. Plusieurs expérimen-tations sont disponibles sur Internet. Dans le cadre d’une simple utilisation de cet outil, 2 heures sont nécessaires à sa prise en main par un non spécialiste. Il faudra 5 ou 6 heures pour devenir expert et concevoir ses propres activités expérimentales.

Bibliographie – Sitographiehttps://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thode_APTEwww.cadware-education.fr/telecharger-edrawings-viewerwww.algodoo.com

IDENTIFIER LES PRINCIPALES FAMILLES DE MATÉRIAUX

Tableau synoptique


Familles de matériaux (distinction des matériaux selon les relations entre formes, fonctions et procédés)


Act. ⑤ : p. 146Pourquoi les objets techniques évoluent-ils ?Act. ⑥ : p. 147Comment les designers répondent-ils à une même fonction d’usage ?

Chap. ⑩ : p. 154-155 Les principales familles de matériaux

Act. ① : p. 156Où trouver la matière première pour fabriquer des objets techniques ?Act. ② : p. 157Comment transformer la matière première en matériau ?Act. ③ : p. 158Comment identifier une famille de matériaux suivant son aptitude au façonnage ?

Caractéristiques et propriétés (aptitude au façonnage, valorisation)


Act. ③ : p. 158Comment identifier une famille de matériaux suivant son aptitude au façonnage ?


Act. ② : p. 169Quels matériaux doit-on choisir pour la fabrication d’un objet technique ?

Impact environnemental Chap. ⑩ : p. 154-155 Les principales familles de matériaux

Act. ④ : p. 159Le choix d’un matériau a-t-il un impact sur notre environnement ?



Dans le manuelDans l’activité interdisciplinaire 1 Comment utiliser la Terre comme source d’énergie ? (p. 72), il peut être demandé à l’élève de procéder à des recherches Internet pour identi-fier les procédés de réalisation des matériels de forage et des canalisations.

L’activité 4 Qu’est-ce que la bioinspiration ? (p. 134) montre l’incidence de la forme d’une structure sur l’isolation ther-mique d’un batiment.

Deux projets interdisciplinaires proposent chacun une problématique propice à une réflexion sur les matériaux. Projet 1 La découverte et l’exploration d’une épave sous-marine

• Quels matériaux étaient utilisés à l’époque ? Projet 2 Plus haut, plus loin, plus vite

• Comment réaliser une voile ?

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IDENTIFIER LES PRINCIPALES FAMILLES DE MATÉRIAUX

Tableau synoptique


Familles de matériaux (distinction des matériaux selon les relations entre formes, fonctions et procédés)


Act. ⑤ : p. 146Pourquoi les objets techniques évoluent-ils ?Act. ⑥ : p. 147Comment les designers répondent-ils à une même fonction d’usage ?


Act. ① : p. 156Où trouver la matière première pour fabriquer des objets techniques ?Act. ② : p. 157Comment transformer la matière première en matériau ?Act. ③ : p. 158Comment identifier une famille de matériaux suivant son aptitude au façonnage ?

Caractéristiques et propriétés (aptitude au façonnage, valorisation)


Act. ③ : p. 158Comment identifier une famille de matériaux suivant son aptitude au façonnage ?


Act. ② : p. 169Quels matériaux doit-on choisir pour la fabrication d’un objet technique ?

Impact environnemental Chap. ⑩ : p. 154-155 Les principales familles de matériaux

Act. ④ : p. 159Le choix d’un matériau a-t-il un impact sur notre environnement ?



Dans le manuelDans l’activité interdisciplinaire 1 Comment utiliser la Terre comme source d’énergie ? (p. 72), il peut être demandé à l’élève de procéder à des recherches Internet pour identi-fier les procédés de réalisation des matériels de forage et des canalisations.

L’activité 4 Qu’est-ce que la bioinspiration ? (p. 134) montre l’incidence de la forme d’une structure sur l’isolation ther-mique d’un batiment.

Deux projets interdisciplinaires proposent chacun une problématique propice à une réflexion sur les matériaux. Projet 1 La découverte et l’exploration d’une épave sous-marine

• Quels matériaux étaient utilisés à l’époque ? Projet 2 Plus haut, plus loin, plus vite

• Comment réaliser une voile ?

Choix des exemplesLes objets d’étude choisis permettent d’élargir les pro-priétés attendues des matériaux.En CM1 et CM2, les matériaux utilisés sont comparés selon leurs caractéristiques, dont leurs propriétés de recy-clage en fin de vie.

En classe de 6e, des modifications de matériaux peuvent être imaginées par les élèves afin de prendre en compte leurs impacts environnementaux.

L’utilisation par l’élève de matériels de façonnage pré-sents dans la réserve est vivement recommandée afin qu’il s’en approprie les principes de fonctionnement et qu’il puisse observer les résultats sur différents matériaux.

Peuvent être utilisés lorsqu’ils sont présents : • la cisaille guillotine, la thermoplieuse, la thermofor-

meuse, la poinçonneuse pour le formage ; • la mini-perceuse pour l’usinage.

L’observation en fonctionnement dans le laboratoire (ou via une vidéo) d’une fraiseuse numérique (usinage) et d’une imprimante 3D (impression 3D) est également recommandée.

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ÉclairageConcernant le vocabulaire, des confusions peuvent être faites par les élèves entre matériel et matériau.Un matériel/des matériels : les matériels étant les outils de travail, de fabrication, utilisés (stylo, ordinateur, perceuse, pelle, etc.). Un matériau/des matériaux : le matériau étant l’élément que l’on transforme, que l’on façonne.La matière première est une matière extraite de la nature qui peut être utilisée brute.Un matériau désigne toute matière utilisée pour réaliser un objet au sens large.« Le minerai de fer est une matière première, l’acier est un matériau ».

Lors des activités expérimentales mettant en œuvre des matériels de façonnage, le professeur doit impérative-

ment préciser les règles de sécurité à l’élève, prévoir des fiches signalétiques et rester à proximité de l’exécutant. Des affiches de sensibilisation contre les risques sont proposées par l’INRS.

Bibliographie – Sitographiehttp://www.inrs.fr/

Reportage sur la raréfaction d’une matière première, le sable : http://www.capital.fr/a-la-une/videos/penurie-mondiale-de-sable

AFP, planetosocpe, UNEP, Eric Chaumillon, Denis Delestrac

Dans le manuelDans le cadre des projets interdisciplinaires, certaines des problématiques proposées peuvent donner lieu à la réa-lisation toute ou partielle d’objets techniques. Deux situa-tions sont à privilégier :

• problème commun à tous, chaque équipe proposant une solution, l’ensemble des solutions étant ensuite com-parées ;

• réalisation collective, chaque équipe d’élèves en réali-sant une partie et les parties ensuite assemblées. Projet 1 La découverte et l’exploration d’une épave sous-marine

• Réalisation d’un bateau à coque, en partie transparente, d’un submersible. Projet 2 Produire des aliments en milieu aride

• Réalisation d’un réservoir, d’un dispositif d’irrigation. Projet 3 Plus haut, plus loin, plus vite

• Réalisation d’un planeur, d’un char à voile, d’un véhi-cule.

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CONCEVOIR ET PRODUIRE TOUT OU PARTIE D’UN OBJET TECHNIQUE EN ÉQUIPE POUR TRADUIRE UNE SOLUTION

TECHNOLOGIQUE RÉPONDANT À UN BESOINTableau synoptique



Notion de contrainte Act. ① : p. 168Comment identifier les contraintes avant la réalisation de l’objet technique ?

Act. ③ : p. 170De quelles façons peut-on représenter l’objet technique ?

Recherche d’idées (croquis, schéma, etc.) Act. ③ : p. 170De quelles façons peut-on représenter l’objet technique ?

Modélisation du réel (maquette, modèle géométrique et numérique), représenta-tion en conception assistée par ordinateur


Act. ④ : p. 171Comment se déroule la réalisation d’un objet technique ?

Processus, planning, protocoles, procédés de réalisation (outils, machines)


Choix de matériaux Act. ② : p. 169Quels matériaux choisir pour la fabrication d’un objet technique ?

Maquette, prototype Act. ④ : p. 171Comment se déroule la réalisation d’un objet technique ?

Vérification et contrôles (dimensions, fonctionnement)



Dans le manuelDans le cadre des projets interdisciplinaires, certaines des problématiques proposées peuvent donner lieu à la réa-lisation toute ou partielle d’objets techniques. Deux situa-tions sont à privilégier :

• problème commun à tous, chaque équipe proposant une solution, l’ensemble des solutions étant ensuite com-parées ;

• réalisation collective, chaque équipe d’élèves en réali-sant une partie et les parties ensuite assemblées. Projet 1 La découverte et l’exploration d’une épave sous-marine

• Réalisation d’un bateau à coque, en partie transparente, d’un submersible. Projet 2 Produire des aliments en milieu aride

• Réalisation d’un réservoir, d’un dispositif d’irrigation. Projet 3 Plus haut, plus loin, plus vite

• Réalisation d’un planeur, d’un char à voile, d’un véhi-cule.

Choix des exemplesEn CM1 et CM2, une réalisation concrète favorisant la manipulation sur des matériels et l’activité pratique a permis aux élèves de valider leur solution pour répondre à un problème posé. Les matériels utilisés sont relative-ment limités.

En classe de 6e, les moyens de prototypage, de réalisation et de modélisation présents dans le collège permettent des réalisations de solutions techniques plus variées et plus abouties. Les règles de sécurité édictées lors des activités expérimentales sur les matériaux sont à rappeler.

Dans l’activité 3 (Chap. 10), un lien vers une vidéo pré-sente un moyen de fabrication de haute précision : la découpe laser.

Dans l’activité 3 (Chap. 11), le prolongement numérique de l’activité propose un tutoriel pour prendre en main le modeleur volumique Google Sketch-up qui peut être uti-lisé par les élèves pour dessiner des pièces qui resteront simples en classe de 6e. Ce logiciel est régulièrement uti-lisé par le professeur pour réaliser les modèles numé-riques de maquettes et d’objets techniques sur lesquels il mobilise les élèves.

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ÉclairageLa réalisation ne doit pas se réduire à la fabrication d’un objet à partir d’une notice. La recherche de solutions en réponse à un problème posé dans un contexte de la vie courante doit permettre d’identifier et de proposer plu-sieurs possibilités de solutions, sans préjuger l’une d’entre elles.

Par exemple lors de la construction d’une voile pour rendre opérationnelle une maquette de char à voile, il est attendu que l’élève identifie et propose plusieurs possibi-lités quant à la forme de la voile à partir de recherches Internet et au matériau à partir de ceux proposés par le professeur (feuille d’aluminium, tissu, feuille plastique, etc.).

Sur un objet commandé, le recours à un langage de pro-grammation est nécessaire. Le logiciel Scratch permet d’initier l’élève à l’algorithme de façon ludique. Son

appropriation par un professeur non expert demande quelques heures.

Bibliographie – Sitographiehttps://www.sketchup.com/https://scratch.mit.edu/https://www.youtube.com/watch?v=vmaEI-06C0Yhttp://paris.3ds.com/fr-realite-augmentee.htmlhttps://classic.urbasee.com/apps.phphttp://www.ozap.com/actu/m6-ajoute-de-la-realite-aug-

mentee-a-ses-jt/475720http://www.universcience.tv/video-la-lumiere-et-la-realite-

augmentee-7552.htmlhttps://www.youtube.com/watch?v=VZf8MiB9fjQhttp://www.jeuxvideo.com/videos/reportages/457200/

vr-et-realite-augmentee-elles-envahissent-les-entreprises-et-votre-quotidien.htm

Dans le manuelLes activités interdisciplinaires sont des moments parti-culièrement propices à un usage de l’outil informatique :

L’activité 1 (p. 72-73) Comment utiliser la Terre comme source d’énergie ? peut donner lieu à une recherche Inter-net pour identifier les différentes villes de France (ou d’ailleurs) exploitant l’énergie du sol, connaitre les pro-fondeurs de forage, les températures.

L’activité 3 (p. 132-133) Comment fabrique-t-on la soie ? propose de réaliser une recherche sur Internet sur la manière dont on exploite des matériaux provenant d’autres animaux pour fabriquer des vêtements.

L’activité 4 (p. 134-135) Qu’est-ce que la bioinspiration ? peut être l’occasion de représenter une structure en nid-d’abeilles avec un logiciel de modélisation.

L’activité 6 (p. 180-181) Comment s’habiller en milieu polaire ? peut être l’occasion de tracer un tableau des contraintes et/ou des solutions techniques existantes à partir de recherches Internet.

Les trois projets interdisciplinaires sont propices à l’utili-sation de l’outil informatique pour des activités de recherche, de restitution, de simulation, de modélisation selon la problématique posée et elles privilégient tout particulièrement l’échange et la communication via l’es-pace numérique de travail.

En cycle 2, l’élève décrit l’architecture simple d’un dispo-sitif informatique. Il observe les connexions entre les dif-férents matériels et il se familiarise progressivement avec

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REPÉRER ET COMPRENDRE LA COMMUNICATION ET LA GESTION DE L’INFORMATION

Tableau synoptique


Environnement numérique de travail

Le stockage de données, notions d’algorithmes, les objets programmables

Fiche méthode no 12 p. 249Sauvegarder un document numérique

Usage des moyens numériques dans un réseau



Act. ⑥ : p. 147Comment les designers répondent-ils à une même fonction d’usage ?Fiche méthode no 8 p. 244Utiliser un moteur de recherche, trier l’information et citer les sources

Usage de logiciels usuels Chap. ⑪ : p. 166-167 Recherche et réalisation d’un objet technique

Act. ③ : p. 170De quelle façon peut-on représenter l’objet technique ?Tutoriel Google Sketch-up

Act. ④ : p. 171Comment se déroule la réalisation d’un objet technique ?Tutoriel Scratch

Dans le manuelLes activités interdisciplinaires sont des moments parti-culièrement propices à un usage de l’outil informatique :

L’activité 1 (p. 72-73) Comment utiliser la Terre comme source d’énergie ? peut donner lieu à une recherche Inter-net pour identifier les différentes villes de France (ou d’ailleurs) exploitant l’énergie du sol, connaitre les pro-fondeurs de forage, les températures.

L’activité 3 (p. 132-133) Comment fabrique-t-on la soie ? propose de réaliser une recherche sur Internet sur la manière dont on exploite des matériaux provenant d’autres animaux pour fabriquer des vêtements.

L’activité 4 (p. 134-135) Qu’est-ce que la bioinspiration ? peut être l’occasion de représenter une structure en nid-d’abeilles avec un logiciel de modélisation.

L’activité 6 (p. 180-181) Comment s’habiller en milieu polaire ? peut être l’occasion de tracer un tableau des contraintes et/ou des solutions techniques existantes à partir de recherches Internet.

Les trois projets interdisciplinaires sont propices à l’utili-sation de l’outil informatique pour des activités de recherche, de restitution, de simulation, de modélisation selon la problématique posée et elles privilégient tout particulièrement l’échange et la communication via l’es-pace numérique de travail.

En cycle 2, l’élève décrit l’architecture simple d’un dispo-sitif informatique. Il observe les connexions entre les dif-férents matériels et il se familiarise progressivement avec

le traitement de texte par la pratique (mise en page, mise en forme, suppression, déplacement, duplication, saisie, traitement, sauvegarde, restitution). En CM1 et CM2, l’élève consolide cette appropriation du traitement de texte, il exploite les moyens informatiques à des fins de recherche et il peut découvrir l’algorithme en utilisant des logiciels d’applications visuelles et ludiques (avec Scratch par exemple).

En classe de 6e, chaque élève possède sa session pour accéder au réseau interne de l’établissement et s’engage progressivement dans un travail collaboratif au sein d’un espace numérique de travail. Les élèves maitrisent le fonc-tionnement de logiciels usuels et s’approprient leur fonc-tionnement : traitement de texte, diaporama, visionneuse (e-Drawings), traitement d’image (images-actives). Ils peuvent se familiariser avec d’autres : modeleur volu-mique (Google Sketch-up), simulation comportementale (Algodoo). Ils découvrent ou consolident leurs connais-sances de l’algorithme en ne se limitant pas à des appli-cations visuelles ou ludiques. Il est recommandé d’appli-quer l’algorithmique à des objets mobiles présents dans la salle afin de valider leurs solutions par l’observation du résultat in situ (mini-robots par exemple).

La plupart des séances d’enseignement sont sujettes à une utilisation de l’outil informatique pour des activités de recherche, de simulation, de modélisation, de mutua-lisation, de restitution. La configuration des laboratoires de technologie est particulièrement propice à cet usage, les élèves répartis en petites équipes autour d’ilots d’ap-

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prentissage ayant chacun à disposition au moins un ordinateur connecté au réseau. Lorsque des tablettes numériques complètent cet équipement, leur utilisation est à privilégier pour les phases de restitution.

L’exercice 10 (Chap. 10 p. 151) est l’occasion de réaliser une frise par intégration de photos collectées sur Internet dans un tableau (voir aussi Chap. 12 Act. 2 p. 189).

ÉclairageConcernant l’utilisation de l’outil informatique, il ne s’agit pas pour le professeur de faire des cours descendants. L’élève s’approprie le logiciel dans un contexte donné

pour résoudre un problème en équipe avec ses cama-rades en s’aidant d’un tutoriel. Le professeur doit maitri-ser le logiciel pour répondre aux sollicitations des élèves ou donner des coups de pouce afin de les faire avancer.

Bibliographie – Sitographiewww.cadware-education.fr/telecharger-edrawings-viewerwww.algodoo.comhttps://www.sketchup.com/https://scratch.mit.edu/

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CHAPITRE 9 Le fonctionnement d’un objet technique p. 140-153

Présentation du chapitreCe chapitre permet d’expliquer l’utilité des objets techniques dans notre quotidien et d’en comprendre le fonctionne-ment, notamment au travers de la réalisation d’un certain nombre d’expériences et d’observations possibles à la maison ou en classe. Après avoir déterminé les besoins des objets techniques, la mise en évidence de relations de besoins et d’objets techniques conduisent à s’interroger sur leur fonctionnement.L’observation d’objets simples, en première activité, permet de déterminer les besoins et les fonctions d’usage de ceux-ci.Dans la deuxième activité, l’observation d’un stylo courant, en particulier en zoomant sur certaines parties, permet dans un premier temps de comprendre qu’un simple objet technique est composé de différentes parties remplissant toutes une fonction technique, puis dans un second temps de préciser les relations existantes entre elles afin de répondre à la fonction d’usage donc du besoin de départ.Dans la troisième activité, l’étude d’une fonction technique permet de comprendre qu’il n’existe pas qu’une seule solu-tion technique pouvant y répondre.La quatrième activité permet d’appréhender la nécessité d’utiliser le dessin, en particulier le croquis, pour expliquer le principe de fonctionnement d’un objet technique.La cinquième activité permet de s’interroger sur l’évolution des objets techniques à travers l’histoire et d’en appréhen-der les raisons.Enfin, la sixième et dernière activité montre comment des designers ont, à leur époque, répondu à une fonction d’usage quotidienne.

Avant de commencerQCM1 b.QCM2 a.QCM3 a.

Activité 1 Comment identifier la fonction d’usage d’un objet technique ?1. Ces objets laissent une trace écrite sur un support (du papier par exemple), dessin, écriture…

2. Ils sont différents par leur couleur, leur forme, leur matière, la possibilité d’enlever la trace.

3. La réponse n’est pas exhaustive : feutre, craie, craie grasse, peinture…

4. Pour la conclusion, il est important que l’élève ait compris que tous ces objets répondent à la même fonction d’usage.

Activité 2 Comment identifier la fonction technique d’un objet technique ?1. La bille du stylo se trouve à la pointe et la commande à l’autre extrémité, près de la pince.

2. Ce type de stylo s’appelle un stylo à bille car il est muni d’une bille à sa pointe.

3. L’encre ne peut pas couler toute seule car la bille bouche le réservoir d’encre.

4.

Contenir l’encre

Sortir la pointe

Accrocher le stylo

Vérifier la quantité d’encre

Réservoir d’encre

Bouton de commande

Pince Enveloppe transparente

5. D’abord, il faut décrocher le stylo, appuyer sur le bou-ton de commande pour faire sortir la pointe, vérifier la présence de l’encre dans le réservoir ; ensuite, il faut appli-quer la bille sur le support (papier), faire rouler la bille sur celui-ci afin que l’encre contenue dans le réservoir se dépose et laisse une trace sur le support.

Activité 3 Comment la fonction technique est‑elle réalisée ?1. La rame pousse le paddle et le moteur pousse le bateau pneumatique, sur l’eau.

2. Le kitesurf n’utilise pas la même solution technique ; il utilise la force du vent qui le tracte : il est donc tiré sur l’eau.

3. Dans les illustrations, nous voyons trois objets techni-ques avançant sur l’eau. Ils n’utilisent pas la même solu-tion technique pour se mouvoir ; il existe d’autres solu-tions techniques pour avancer sur l’eau. Ainsi, le surfeur utilise naturellement le mouvement des vagues pour revenir sur le bord de la plage. C’est l’eau qui le pousse.

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Activité 4 Comment décrire le fonctionnement d’un objet technique ?1. Les différents éléments du correcteur à ruban sont : le corps, la grande roue dentée, la petite roue dentée, le ruban correcteur, le guide ruban.

2. Autour de la grande roue, le ruban contient une couche de blanc correcteur ; après son passage au niveau de la pièce no 5, le ruban est dépourvu de blanc correcteur.

3. La pièce no 1 qui est le corps contient et supporte l’ensemble des pièces qui composent le correcteur à ruban. La pièce no 3 qui est la petite roue dentée, permet de rembobiner le ruban dépourvu de blanc correcteur.

4.

Activité 5 Pourquoi les objets techniques évoluent‑ils ?1. Ils répondent au besoin de calculer.

2. Le plastique sur la calculatrice, le bois sur le boulier et le laiton (cuivre pourra être accepté en 6e), sur la Pasca-line.

3. Le boulier qui date du xiie siècle en Chine, voire avant ailleurs, puis la Pascaline en 1642 et, enfin, la calculatrice électronique en 1960.

4. La nécessité de réaliser des calculs de plus en plus com-plexes et plus fiables a fait évoluer ces objets. Il est à noter que le boulier est toujours utilisé pour des calculs plus simple, la Pascaline ne se trouve plus que dans les musées.

Activité 6 Comment des designers répondent‑ils à une même fonction d’usage ?1. La chaise est un objet technique qui permet de se maintenir dans une position assise.

2. et 3. La chaise no 14 de Michael Thonet (doc. 1) est en Hêtre, bois massif courbé par trempe et four à vapeur d’eau, première chaise en kit ; la chaise A de Xavier Pau-chard (doc. 2) est en tôle emboutie et s’est imposée « par sa solidité à toute épreuve, sa légèreté inégalée, sa pro-preté facile à garder » ; la chaise Panton de Vernier Panton (doc. 3) : les premiers modèles sont fabriqués en polyester renforcé à la fibre de verre. En 1967, elle devient la pre-mière chaise fabriquée par le procédé de moulage par injection de mousse de polyuréthane ; enfin, la chaise Victoria Ghost de Philippe Starck (doc. 4) est fabriquée à

partir de polycarbonate injecté. Elle a été spécialement conçue pour être une chaise d’intérieur comme d’exté-rieur.

4. En utilisant des matériaux différents et des procédés différents selon leur époque, ces designers ont conçu des objets qui répondent tous à la même fonction d’usage.

Exercices

J’apprends le cours1. Besoin : réponse attendue d’un objet technique.Fonction d’usage : indique ce à quoi sert l’objet tech-nique.Fonction technique : ensemble des techniques et procé-dés permettant d’assurer les fonctions d’usage.Solution technique : solution choisie pour réaliser la fonc-tion technique d’un objet.

2. La fonction technique est associée à la fonction d’usage.La solution technique est la réponse à un problème tech-nique.Le croquis est un dessin à main levée qui représente un fonctionnement.

Je me teste3. 1. Besoin ; 2. Solution technique ; 3. Principe ; 4. Fonc-tion d’usage ; 5. Croquis ; 6. Objet technique.4. b.5. d.6. a. Vrai ; b. Faux ; c. Faux.7. a. Vrai ; b. Faux ; c. Faux.

Je travaille des méthodes8. Réaliser un croquis

Lame en acier

Roue stabilisante

9. Réaliser une frise

26 mars 1791 : mètre étalon

1865 par les frères Ullrich :

mètre accordéon

1993 par Leica Géosystèmes : Télémètre laser

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partir de polycarbonate injecté. Elle a été spécialement conçue pour être une chaise d’intérieur comme d’exté-rieur.

4. En utilisant des matériaux différents et des procédés différents selon leur époque, ces designers ont conçu des objets qui répondent tous à la même fonction d’usage.

Exercices

J’apprends le cours1. Besoin : réponse attendue d’un objet technique.Fonction d’usage : indique ce à quoi sert l’objet tech-nique.Fonction technique : ensemble des techniques et procé-dés permettant d’assurer les fonctions d’usage.Solution technique : solution choisie pour réaliser la fonc-tion technique d’un objet.

2. La fonction technique est associée à la fonction d’usage.La solution technique est la réponse à un problème tech-nique.Le croquis est un dessin à main levée qui représente un fonctionnement.

Je me teste3. 1. Besoin ; 2. Solution technique ; 3. Principe ; 4. Fonc-tion d’usage ; 5. Croquis ; 6. Objet technique.4. b.5. d.6. a. Vrai ; b. Faux ; c. Faux.7. a. Vrai ; b. Faux ; c. Faux.

Je travaille des méthodes8. Réaliser un croquis

Lame en acier

Roue stabilisante

9. Réaliser une frise

26 mars 1791 : mètre étalon

1865 par les frères Ullrich :

mètre accordéon

1993 par Leica Géosystèmes : Télémètre laser

Je m’entraine10. La promenade dominicale1. Bleue : propulser.Vert : supporter (c’est l’essieu).Violet : diriger (c’est le chauffeur qui dirige les chevaux), maintien de la trajectoire.Rouge : éclairer.Jaune : se hisser dans la calèche, monter dans la calèche (c’est un marchepied).

2.

Fonction technique

La calèche La Ford T La Renault Mégane

Avancer Le cheval et son cocher

Le moteur à propulsion et son conducteur

Le moteur à traction et son conducteur

Protéger de la pluie

Capote repliable

Capote Carrosserie (toit)

Éclairer Lanterne Lanterne Feux de croisement

Je résous une tâche complexe11. Marcher sur la neigeSolutions techniques possibles :

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CHAPITRE 10 Les principales familles de matériaux p. 154-165

Présentation du chapitreCe chapitre permet d’aborder les familles des matériaux au travers de la fabrication d’un objet technique. Après avoir déterminé le besoin des matériaux pour la fabrication d’un objet, la mise en évidence de l’exploitation de certaines matières premières permet de montrer que la plupart d’entre elles sont d’origine naturelle et de voir leur transformation en matériau.L’aptitude au façonnage de ce dernier permet d’identifier sa famille et si son choix a un impact sur notre environnement.Dans la première activité, la réalisation d’une cabane dans un jardin permet de montrer les exploitations de matière première telle que le bois et la pierre.Lors de la deuxième activité, l’étude de la filière bois permet de montrer la transformation d’une matière première en matériau pour la construction d’une maison à ossature bois.La troisième activité montre comment identifier les familles de matériaux en fonction de leur aptitude au façonnage.La dernière activité permet de voir l’impact sur l’environnement du choix d’un matériau.

Avant de commencerQCM1 c.QCM2 b.QCM3 a.

Activité 1 Où trouver la matière première pour fabriquer un objet technique ?1. Les deux matières premières exploitées sont : le bois et la roche.

2. Les autres matières qui sont exploitées en France sont : le fer, l’aluminium, le charbon.

3. David et Stéphanie peuvent habiter en région pari-sienne, le bois et la roche sont des matières premières exploitées dans cette région.

4. Pour la conclusion, l’élève doit montrer que la matière première exploitée est extraite de la nature.

Activité 2 Comment transformer la matière première en matériau ?1. Les trois types de bois sont : le bois d’œuvre, le bois d’industrie et le bois de chauffage.

2. Les procédés pour transformer le bois sont : le placage, le fendage et le sciage.

3. Le type de bois utilisé pour la construction est le bois d’œuvre pour les charpentes, les parquets ainsi que les meubles.

4. Il est important que l’élève soit capable d’expliquer le parcours de l’arbre jusqu’à la maison à ossature bois en indiquant l’ensemble des transformations réalisées.

Activité 3 Comment identifier une famille de matériaux suivant son aptitude au façonnage ?1. Les matériaux utilisés sont : le carton, le bois, le plas-tique.

2. Les deux procédés pour fabriquer la planche en bois et en plastique sont : le formage et l’usinage.

3. À l’aide d’une scie et d’une perceuse, Richard va pou-voir mettre en forme son objet par enlèvement ou retrait de matière. Le procédé utilisé est donc l’usinage. Le maté-riau le plus approprié est le bois.

4. Pour conclure sur cette activité, l’élève devra montrer que les matériaux peuvent être classés suivant leur aptitude au façonnage, capacité à l’usinage, au formage, à l’impression 3D.

Activité 4 Le choix d’un matériau a‑t‑il un impact sur notre environnement ?1. Il faut trois palettes pour réaliser un bloc du banc.

2. Le type de valorisation utilisé pour la réalisation du banc est du réemploi.

3.Impact positif Impact négatif

Réemploi Pas d’extraction de nouvelle matière

Dégagement de dioxyde de carbone lors du transport

Valorisation de matière

Dégagement de dioxyde de carbone lors du transport et de transformation

Valorisation biologique

Biodégradable Dégagement de dioxyde de carbone lors du transport et de transformation

Valorisation énergétique

Dégagement de dioxyde de carbone lors du transport et de l’incinération

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Activité 3 Comment identifier une famille de matériaux suivant son aptitude au façonnage ?1. Les matériaux utilisés sont : le carton, le bois, le plas-tique.

2. Les deux procédés pour fabriquer la planche en bois et en plastique sont : le formage et l’usinage.

3. À l’aide d’une scie et d’une perceuse, Richard va pou-voir mettre en forme son objet par enlèvement ou retrait de matière. Le procédé utilisé est donc l’usinage. Le maté-riau le plus approprié est le bois.

4. Pour conclure sur cette activité, l’élève devra montrer que les matériaux peuvent être classés suivant leur aptitude au façonnage, capacité à l’usinage, au formage, à l’impression 3D.

Activité 4 Le choix d’un matériau a‑t‑il un impact sur notre environnement ?1. Il faut trois palettes pour réaliser un bloc du banc.

2. Le type de valorisation utilisé pour la réalisation du banc est du réemploi.

3.Impact positif Impact négatif

Réemploi Pas d’extraction de nouvelle matière

Dégagement de dioxyde de carbone lors du transport

Valorisation de matière

Dégagement de dioxyde de carbone lors du transport et de transformation

Valorisation biologique

Biodégradable Dégagement de dioxyde de carbone lors du transport et de transformation

Valorisation énergétique

Dégagement de dioxyde de carbone lors du transport et de l’incinération

4. Pour la conclusion, l’élève doit expliquer que quelque soit le type de valorisation, il y a un impact négatif sur l’environ-nement notamment par dégagement de dioxyde de car-bone pour le transport mais certaines valorisations per-mettent d’éviter l’exploitation de matière première.

Exercices

J’apprends le cours1. Matière première : matière extraite de la nature qui pourra être utilisée avec ou sans transformation dans une fabrication.Procédé de fabrication : technique utilisée pour la réali-sation d’une tâche.Façonnage : procédé de mise en forme.

2. Une matière première est un matériau qui se trouve à l’état naturel.Le façonnage est un procédé de mise en forme.Le formage consiste à déformer de la matière pour façonner un matériau.

3.

Matériaux métalliques

Matériaux organiques Matériaux minéraux

Matériaux composites

Je me teste4. b.5. a.6. a. Vrai ; b. Faux ; c. Vrai ; d. Vrai ; e. Vrai ; f. Vrai.7. a. et d.8. a. Vrai ; b. Vrai ; c. Vrai

Je travaille des méthodes9. Construire un tableau

Perçage Pliage Impression 3D

Bois X X

Béton X X

Plastique X X X

10. Utiliser un moteur de recherche, trier l’informa-tion, et citer les sourcesBoisValorisation de matière : Panneaux aggloméré.Réemploi : planches.Valorisation énergétique : brulé en chaufferie ou chemi-née.MétauxValorisation de matière : utilisé en métallurgie pour de nouveaux produits.SableLe sable d’un bac à sable peut être revalorisé en valorisa-tion de matière (verre, béton). Après lavage, il peut être réemployé de nouveau en sable de bac à sable, d’aqua-rium, ou même remis dans la nature s’il ne contient rien de plus que les grains de sable.PlastiqueValorisation de matière : fabrication de résine, et nou-veaux objets en matière recyclée, revêtement routier.Valorisation énergétique : incinération : récupération de chaleur.

Je m’entraine11. La revalorisation des matières plastiquesLes étapes dans l’ordre sont :1) le tri par catégorie de plastique ;2) la collecte ;3) le tri manuel ;4) la mise en « balle » pour le stockage ;5) le transport ;6) le traitement en usine ;7) la fabrication du nouvel objet.

12. La fabrication d’une chaine en métalOn extrait d’une carrière le minerai de la roche. On chauffe ce minerai ; la fonte est mélangée avec du métal à recy-cler. Ce mélange obtenu est ensuite mis dans un moule.

Je résous une tâche complexe13. Vers une réalisation éco-responsablePour réaliser ce défi, le choix doit se porter sur un maté-riau recyclable : plastique, bois, carton, etc.Il faut tenir compte aussi, pour ce choix, des outils à leur disposition pour connaitre le procédé de fabrication.Certaines pièces (vis, écrou, rondelle, par exemple) peuvent être récupérées.

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CHAPITRE 11 Recherche et réalisation d’un objet technique p. 166-177

Présentation du chapitreCe chapitre explique les différentes étapes nécessaires à la réalisation d’un objet technique. Les élèves seront amenés à réfléchir sur les actions préliminaires à entreprendre pour mener à bien la fabrication du tout ou partie d’un objet technique. Leurs réflexions seront axées sur des objets du quotidien sur lesquels ils devront identifier la manière dont ils ont été conçus et fabriqués. Pour finir, ils seront amenés à matérialiser leurs pensées à travers des croquis et à déter-miner comment fabriquer cet objet à l’aide de processus vus dans les précédents chapitres du livre.Dans la première activité, l’observation de 3 types de montres aux fonctions totalement différentes permet de mettre en évidence les contraintes de réalisation.Durant la deuxième activité, pour un même objet présentant la même fonction principale, l’élève sera amené à réfléchir et à choisir un matériau en fonction de ses caractéristiques physiques, tout en répondant à une ou plusieurs contraintes techniques (l’encombrement et la masse de casseroles dans ce cas).Au cours de la troisième activité, il est proposé aux élèves de prendre connaissance des différentes façons de représen-ter un objet technique, et surtout pour quelles raisons elles sont réalisées.Enfin, pour la quatrième activité, les étapes de la réalisation d’un objet technique seront vues plus en détail. Au travers d’une demande venant d’un club de théâtre, les élèves seront amenés à réfléchir sur les méthodes et les étapes néces-saires avant la fabrication finale d’un objet technique.

Avant de commencerQCM1 a.QCM 2 c.QCM 3 b.

Activité 1 Comment identifier les contraintes avant la réalisation de l’objet technique ?1. Ces objets techniques répondent au besoin d’accéder à des informations directement au poignée.

2. Les besoins spécifiques de chaque montre sont :– la montre connectée : aller sur Internet ;– la montre de plongée : aller sous l’eau ;– la montre cardio-fréquencemètre : mesurer le rythme cardiaque.

3. Tableau pour la montre connectée

Fonction principale 1

Permettre d’accéder à des informations directement au poignet.

Fonction principale 2

Permettre d’aller sur Internet.

Fonctions de contraintes

Esthétique La montre doit être discrète.

Ergonomique Le bracelet de la montre doit s’adapter au poignet de chacun.

Développement durable

La montre doit être fabriquée avec des matériaux recyclables.

Économique Le prix de la montre ne devra pas dépasser les 200 €.

4. Les contraintes citées précédemment auront pour conséquence de modifier la fabrication de la montre. Chaque contrainte aura une solution technique qui lui sera propre et qui sera immédiatement liée à sa fonction principale no 2.

Activité 2 Quel matériau doit‑on choisir pour la fabrication d’un objet technique ?1. Les matériaux de construction pour chaque casserole sont : le silicone et l’aluminium pour le premier modèle, l’aluminium pour le second modèle et, enfin, la fonte pour le troisième modèle.

2. Sur le premier modèle, les concepteurs ont imaginé un contenant en silicone qui, une fois plié sur lui-même, diminue grandement l’encombrement.Sur le modèle numéro 2, celui en aluminium seulement, les casseroles pourront s’empiler les unes dans les autres.Quant au modèle numéro 3, la forme et le matériau utili-sés ne permettent pas un gain de place et ne diminuent en rien l’encombrement.

3. Sur le premier modèle, l’utilisation du silicone est un choix judicieux. La casserole est résistante à la chaleur et, de par sa nature souple, elle permet de se replier sur elle-même pour gagner de la place en cas de rangement.Sur le second modèle, l’aluminium permet d’allier résis-tance et légèreté, ainsi qu’un modelage plus simple per-mettant l’encastrement de plusieurs produits en un seul.Quant au modèle en fonte, de par la propriété du maté-riau, il permet une très bonne conductivité thermique, mais au prix d’une masse très élevée.

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4. L’alliance de l’aluminium (déjà léger à lui seul) et du silicone permet de fabriquer un objet technique à la fois peu encombrant et d’une masse très modérée.En ce qui concerne le modèle numéro 2, de par l’épais-seur, la légèreté et la résistance de l’aluminium, l’objet technique devient le modèle le plus léger.Pour le modèle en fonte, du fait de la masse très élevée du matériau, il devient donc le plus lourd des trois.

5. Chaque matériau possède des caractéristiques phy-siques qui lui sont propres comme : sa masse, sa résis-tance, sa capacité à être façonné, etc. Dans notre cas, nous voulons des casseroles à la fois légères et dont l’encom-brement est minimal. L’alliance des deux matériaux, alu-minium et silicone, est un bon compromis puisque, à eux deux, ils allient les contraintes initiales de réalisation.

Activité 3 De quelles façons peut‑on représenter l’objet technique ?1. La modélisation 3D a été réalisée à l’aide d’un logiciel de modélisation 3D, installé sur un ordinateur.Le croquis a été réalisé à main levée sur une feuille de papier avec un crayon.Le schéma coté peut être réalisé soit sur feuille avec une règle et un crayon, soit directement via le logiciel de modelage 3D avec un outil de cotation.

2. La modélisation 3D sert à représenter l’objet technique afin de procéder à des essais virtuels avant la fabrication.Le croquis sert à représenter l’objet technique à main levée en fonction de l’idée initialement pensée.Le schéma coté sert à représenter l’objet technique avec des mesures bien définies.

3. L’objet technique doit être représenté de différentes façons avant même la fabrication de celui-ci. Dans un premier temps, le croquis sert à matérialiser l’idée que le concepteur avait du produit afin de commencer à lui donner vie. Ensuite, pour répondre aux contraintes d’un cahier des charges, un schéma coté vient valider ou non les mesures de l’objet. Et, pour finir, afin de tester l’objet sans avoir à le fabriquer une première fois, le modeleur 3D permet de valider chaque fonction de celui-ci.

Activité 4 Comment se déroule la réalisation d’un objet technique ?1. Voici les informations dont nous avons besoin pour réaliser la modélisation du bouton :– le type de costume utilisé par le club de théâtre ;– les dimensions du bouton ;– sa forme ;– le type d’accroche sur le costume.

2. Il est important de modéliser un objet avant de se lan-cer dans sa fabrication, et ce afin d’effectuer des tests et de vérifier qu’il soit conforme aux contraintes initiales. La modélisation permet ainsi de corriger rapidement les erreurs sans couter le moindre frais.

3. Nous pouvons savoir si le prototype est conforme en vérifiant que les contraintes du cahier des charges ont été respectées. Si la taille est correcte, si l’accroche est adap-tée au costume, etc.S’il ne l’est pas, il faudra corriger les erreurs et réaliser un autre prototype pour faire de nouveaux tests de confor-mité.

4. Voici les étapes nécessaires avant la fabrication d’un objet technique :1) matérialisation de l’idée de l’objet par un croquis ;2) identification des contraintes suivant un cahier des charges ;3) choix des solutions techniques en fonction des contraintes ;4) modélisation via un schéma coté ;5) modélisation 3D avant essai ;6) essai du modèle 3D et correction(s) s’il ne correspond pas aux contraintes initiales ;7) réalisation d’un premier prototype.

J’apprends le cours1. Une contrainte est une exigence à prendre en compte avant la fabrication de l’objet technique.L’encombrement est la place ou le volume occupé(e) par l’objet technique.Le croquis est un dessin réalisé à la main sur une feuille de papier.Le prototype est fabriqué en petit nombre pour savoir si les consommateurs apprécient l’objet technique.

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2. Croquis d’une tablette numérique, puis schéma coté.

Tablette0,37”

9,4 mm7,31”

185,7 mm

9,5”241,3 mm

Tablette minie

0,28”7,2 mm

5,3”134,7 mm

7,87”200 mm

3. a. La contrainte, liée au besoin, répond à la demande des utilisateurs.b. Pour fabriquer un objet technique, il faut choisir les matériaux les mieux adaptés à la fabrication de l’objet.c. Les trois étapes de la réalisation d’un objet technique sont : la conception, le prototypage et l’industrialisa-tion.

Je me teste4. b.5. a. Faux ; b. Vrai ; c. Vrai.6. a. Vrai ; b. Vrai ; c. Faux.

Je travaille les méthodes7. Calculer la taille réelle d’un objetSoit une échelle de 1/35e, on sait que échelle = dimension sur le dessin / dimension réelle.Donc, L = 18,5 ¥ 35 = 647, 5 cm l = 5,43 ¥ 35 = 190, 05 cm h = 3 ¥ 35 = 105 cm

Je m’entraine8. Les parapluies1. Les objets ont pour fonction : protéger l’utilisateur de la pluie.2. Tableau des fonctions

Fonction principale Protéger l’utilisateur de la pluie

Fonction de contrainte

Esthétique Être aux couleurs de l’arc-en-ciel

Ergonomique La poignée doit être ambidextre

Développement durable

Utiliser des matériaux recyclables

Sécurité Une fois ouvert, le parapluie ne doit pas se refermer sur lui-même

3. Pour répondre à la fonction liée à l’esthétique, la solu-tion retenue est l’utilisation de matériaux de différentes couleurs rappelant celles de l’arc-en-ciel.En ce qui concerne l’ergonomie, le choix d’une poignée recourbée correspond aussi bien à un gaucher qu’à un droitier ; la prise en main est identique.Pour le développement durable : du plastique pour la tenture, du métal pour les armatures et le manche, et ensuite du bois ; tous ses matériaux sont recyclables.

9. Alimentation d’une perceuse1. Pour la première perceuse, la fonction « alimenter en énergie » a été réalisée à l’aide d’un cable électrique. Pour la seconde, à l’aide d’une batterie.2. La solution du cable électrique est principalement utilisée pour des perceuses qui ont besoin de puissance, comme par exemple pour faire un trou dans du béton. En ce qui concerne celle avec la batterie, la mobilité de l’outil est privilégiée avant tout.

Je résous une tâche complexe10. Créer des instruments de musique à partir d’objetsRéponse libre.

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Comment choisir un matériau selon ses propriétés ?1. Tous les échantillons ont le même volume.

2. Acier : 8 010 > Aluminium : 2 700 > PVC : 1 380-1 410 > bois de pin : 368-593 (unité : kg/m3)

3.

Propriété Matériau

Conduit la chaleur

Conduit l’électricité

Est attiré par un aimant

Plastique 0 0 0

Bois 0 0 0

Acier X X X

Aluminium X X 0

4. L’acier est constitué de 98 % au minimum de fer et de 0,02 à 2 %, de carbone. Il peut être enrichi d’autre élément d’addition, le chrome par exemple, pour le rendre inoxy-dable.

5. Si la semelle du fer à repasser est bien en fer, alors le magnet sera aimanté.

6. Les industriels recherchent des matériaux avec des propriétés particulières pour fabriquer des fers à repasser toujours plus performants. Ils recherchent pour les semelles des fers un matériau dur, résistant aux rayures, ayant une bonne glisse et une bonne tenue de chauffe. Actuellement, le fer est utilisé pour la semelle de fers à repasser bas de gamme. Le durilium, le saphir ou l’anodi-lium sont utilisés sur les fers à repasser haut de gamme. Suivant le prix, nous pouvons affirmer qu’un fer à repasser mérite toujours son nom de « fer ».


Comment s’habiller en milieu polaire ?1. Sur le tableau, la température la plus haute est : – 12,2 °C (en janvier). La température la plus basse est : – 89,2 °C (en juillet).On peut faire remarquer aux élèves que les saisons sont inversées dans l’hémisphère sud (hiver en juillet, été en jan-vier) par rapport à l’hémisphère nord (été en juillet, hiver en janvier). Voir activité 4 page 191.

2. La vitesse maximale du vent avoisine 200 km/h.

3. Quatre couches de plumes constituent le plumage du manchot.

4. Pour résister au vent, les manchots se regroupent en masse compacte (on dit qu’ils font la tortue, comme les légionnaires romains le faisaient pour se défendre contre leurs ennemis).

5. Les différentes couches du vêtement jouent un rôle dans la protection contre la pluie et le vent, l’isolation et la diffusion de chaleur, l’élimination de la transpiration. On remarque que les couches d’air jouent le même rôle isolant que dans le plumage du manchot.

6. Pour concevoir des vêtements adaptés, les fonctions d’usage (imperméabilité à la pluie, mais perméabilité à la sueur par exemple) et d’estime (beauté de la coupe, jolie couleur, etc.) doivent être prises en compte.

7. L’enquête sur d’autres animaux vivant aux pôles pourra se faire sur Internet (voir fiche méthode en fin de manuel de l’élève). Les phoques résistent grâce à d’épaisses couches de graisse qui ont le double intérêt d’avoir un rôle d’isolant thermique et de constituer une réserve d’énergie alimentaire.

8. Les expériences avec différents matériaux isolants ou assurant une protection pourront être menées dans des conditions permettant de faire des mesures et des obser-vations précises.

9. Le principe de l’anorak multicouche repose sur des propriétés de différents matériaux associés pour répondre au besoin de se protéger contre les intempéries et contri-buer à l’élaboration d’un vêtement suffisamment léger.On peut rapprocher la problématique de cette activité de celle de la bouteille isotherme (activité 3 p. 48) : l’anorak évite le refroidissement par l’air extérieur.On peut reprendre le schéma de la question 3 de cette acti-vité : sans anorak, l’air froid (1) se réchaufferait en passant sur le voyageur dont l’énergie thermique (2) diminuerait tandis que l’énergie thermique de l’air (3) aurait augmenté. L’analogue de la boisson chaude est le voyageur.

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Ateliers

Histoire de la technologieDu rêve à la réalité

• Le mot « aviation » (du latin avis, qui signifie « oiseau », et du suffixe « atio ») a été employé pour la première fois par Gabriel de La Landelle, en 1863, dans le livre Aviation ou navigation aérienne sans ballon, un ouvrage rendant compte des tentatives d’envol de Jean-Marie Le Bris dans un appareil plus lourd que l’air.Le terme « avion » sera ensuite créé en 1875 par Clément Ader pour désigner sa série d’appareils volants, puis bre-veté par lui.

• Les autres pères sont : Léonard de Vinci, Clément Ader, Otto Lilienthal, frères Wright, Louis Blériot…

• Les nouveaux appareils : consommer moins d’énergie, aller plus haut plus loin (dans l’espace ?).

Actualité technologiqueUn pont imprimé en 3D

• L’imprimante 3D est robotisée, elle progresse au fur et à mesure sur le pont qu’elle vient de construire.

• Elle permet de construire, imprimer, des formes métal-liques très complexes.

Mène l’enquêteLe travail d’un(e) designer

• Un designer peut travailler dans de nombreux domaines tels que le graphisme, le numérique, la mode, le trans-port, l’architecture extérieure mais aussi d’intérieur, la publicité, l’urbanisme, le son, etc.Un designer travaille sur les objets et le mobilier se situe dans le domaine du design industriel.

THEME D La planète Terre. Les êtres vivants dans leur environnement p. 184 à 233

SITUER LA TERRE DANS LE SYSTÈME SOLAIRE ET CARACTÉRISER LES CONDITIONS

DE LA VIE TERRESTRE Tableau synoptique


Situer la Terre dans le système solaire Caractériser les conditions de vie sur Terre (tempéra-ture, présence d’eau liquide)


• Le Soleil, les planètes Act. ⑤ : p. 192Quelles sont les conditions qui permettent la vie sur Terre ?


Act. ③ : p. 190À quel type de planète la Terre appartient-elle ? Exercice 8 Je travaille des méthodes, p. 197

• Position de la Terre dans le système solaire Act. ① : p. 188Quelle est la place de la Terre dans le système solaire ?Bilan p. 194

• Histoire de la Terre et développement de la vie Act. ⑥ : p. 193Comment la vie s’est développée sur Terre ? Bilan p. 195 ; Tâche complexe p. 199

Décrire les mouvements de la Terre (rotation sur elle-même et alternance jour-nuit, autour du Soleil et cycle des saisons)• Les mouvements de la Terre sur elle-même et autour du

Soleil• Représentations géométriques de l’espace et des astres

(cercle, sphère)

Act. ④ : p. 191Comment peut-on expliquer les saisons ? Bilan p. 195 ; Exercices 12 p. 198, 7 et QCM p. 196


Act. ② : p. 61Quels sont les mouvements des planètes dans le système solaire ?

Identifier les composantes biologiques et géologiques d’un paysage• Paysages, géologie locale, interactions avec l’environne-

ment et le peuplement

Chap. ⑬ : p. 200-201 Les paysages et les risques naturels

Act. ① : p. 202Quels sont les composants d’un paysage ?Bilan p. 108

Relier certains phénomènes naturels (tempêtes, inondations, tremblements de terre) à des risques pour les populations

Act. ② : p. 203Qu’est-ce qu’un risque naturel ?

Act. ③ : p. 204Quelles activités internes du globe présentent un risque pour les populations ? Bilan p. 208

• Phénomènes géologiques traduisant activité interne de la Terre (volcanisme, tremblements de terres, etc.)

Act. ④ : p. 205Comment mesure-t-on les phénomènes climatiques ?

• Phénomènes traduisant l’activité externe de la Terre : phénomènes météorologiques et climatiques ; évène-ments extrêmes (tempêtes, cyclones, inondations et sécheresses, etc.)

Act. ⑤ : p. 206Comment peut-on prévoir les phénomènes climatiques ?

Act. ⑥ : p. 207Comment expliquer des évènements climatiques extrêmes ? Bilan p. 209 ; Exercices Tâche complexe p. 213

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THEME D La planète Terre. Les êtres vivants dans leur environnement p. 184 à 233

SITUER LA TERRE DANS LE SYSTÈME SOLAIRE ET CARACTÉRISER LES CONDITIONS

DE LA VIE TERRESTRE Tableau synoptique


Situer la Terre dans le système solaire Caractériser les conditions de vie sur Terre (tempéra-ture, présence d’eau liquide)


• Le Soleil, les planètes Act. ⑤ : p. 192Quelles sont les conditions qui permettent la vie sur Terre ?


Act. ③ : p. 190À quel type de planète la Terre appartient-elle ? Exercice 8 Je travaille des méthodes, p. 197

• Position de la Terre dans le système solaire Act. ① : p. 188Quelle est la place de la Terre dans le système solaire ?Bilan p. 194

• Histoire de la Terre et développement de la vie Act. ⑥ : p. 193Comment la vie s’est développée sur Terre ? Bilan p. 195 ; Tâche complexe p. 199

Décrire les mouvements de la Terre (rotation sur elle-même et alternance jour-nuit, autour du Soleil et cycle des saisons)• Les mouvements de la Terre sur elle-même et autour du

Soleil• Représentations géométriques de l’espace et des astres

(cercle, sphère)

Act. ④ : p. 191Comment peut-on expliquer les saisons ? Bilan p. 195 ; Exercices 12 p. 198, 7 et QCM p. 196


Act. ② : p. 61Quels sont les mouvements des planètes dans le système solaire ?

Identifier les composantes biologiques et géologiques d’un paysage• Paysages, géologie locale, interactions avec l’environne-

ment et le peuplement

Chap. ⑬ : p. 200-201 Les paysages et les risques naturels

Act. ① : p. 202Quels sont les composants d’un paysage ?Bilan p. 108

Relier certains phénomènes naturels (tempêtes, inondations, tremblements de terre) à des risques pour les populations

Act. ② : p. 203Qu’est-ce qu’un risque naturel ?

Act. ③ : p. 204Quelles activités internes du globe présentent un risque pour les populations ? Bilan p. 208

• Phénomènes géologiques traduisant activité interne de la Terre (volcanisme, tremblements de terres, etc.)

Act. ④ : p. 205Comment mesure-t-on les phénomènes climatiques ?

• Phénomènes traduisant l’activité externe de la Terre : phénomènes météorologiques et climatiques ; évène-ments extrêmes (tempêtes, cyclones, inondations et sécheresses, etc.)

Act. ⑤ : p. 206Comment peut-on prévoir les phénomènes climatiques ?

Act. ⑥ : p. 207Comment expliquer des évènements climatiques extrêmes ? Bilan p. 209 ; Exercices Tâche complexe p. 213

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Dans le manuelLa place, les mouvements et la nature de la Terre, parmi les planètes du système solaire, sont détaillés tout au long du cycle par l’observation et la modélisation. La descrip-tion précise des mouvements, liée au Thème A, est faite en CM2 et en 6e. De même, les notions de Terre externe (atmosphère et océans) et interne sont détaillées tout au long du cycle. Les échanges énergétiques liés au Thème A sont introduits en 6e.

Ce thème est traité en cohérence avec la progression des outils mathématiques (par exemple, la fiche méthode no 5 Construire un graphique). Si la mise en relation des paysages ou des phénomènes géologiques avec la nature du sous-sol et l’activité interne de la Terre peut être étu-diée dès le CM, les explications géologiques relèvent, quant à elles, de la classe de 6e.

En lien avec l’activité 6 du chapitre 12, signalons l’activité 3 du chapitre 5 La diversité a-t-elle changé au cours du temps ? (p. 84). Cette activité permet d’approfondir le sujet « Histoire de la Terre et dévelop pement de la vie ».

Le projet interdisciplinaire Produire des aliments en milieu aride (p. 12-13) donne l’occasion de faire découvrir aux élèves des conditions particulières de la vie terrestre, et différentes de celles qu’ils connaissent en Europe occi-dentale. Le projet Plus haut, plus loin, plus vite conduit à s’interroger sur « Comment explorer l’espace ? ».

Choix des exemples Les activités permettent de travailler à partir de l’observa-tion et de démarches scientifiques variées (modélisation, expérimentation, etc.). Les élèves travailleront avec l’aide de documents d’actualité (bulletins et cartes météo-rologiques p. 206 ; documents de risques météorolo-giques p. 211 dans l’exercice 10, Je travaille des méthodes).Il est proposé d’étudier une station météorologique (p. 205) et d’exploiter les outils de suivi et de mesures que sont les capteurs (thermomètres, baromètres, etc.).

L’étude d’un risque naturel local (inon dation, glissement de terrain, tremblement de terre, etc.) est complétée par l’exercice 12 (p. 212) qui porte sur le volcanisme en Gua-deloupe.

Pour découvrir l’évolution des connais sances sur la Terre et les objets célestes depuis l’Antiquité (notamment sur la forme de la Terre et sa position dans l’univers) jusqu’à nos jours (cf. l’exploration spatiale du système solaire), l’acti-vité inter disciplinaire Comment a-t-on représenté le sys-tème solaire au cours du temps ? (p. 231) est proposée.

ÉclairageSi des observations astronomiques directes (constella-tions, éclipses, observation de Vénus et Jupiter, etc.), des visites de planétarium sont souhaitables, elles ne sont pas toujours possibles dans les conditions scolaires. Les docu-ments proposés dans le manuel constituent un appui exploitable en classe parfaitement adapté au niveau cognitif des élèves de 6e. Il en va de même en ce qui concerne la possibilité de mener des démarches permet-tant d’exploiter des exemples proches de l’école, à partir d’études de terrain et en lien avec l’éducation au dévelop-pement durable. Les documents proposés et les méthodes de guidage suggérées sont aisément trans-posables à d’autres contextes.

Ce thème a la singularité de proposer des activités dans les 3 disciplines : SVT, Physique-Chimie, Technologie. Si l’essentiel est de partir d’observations, l’objectif est de donner du sens à ce qui nous entoure à une échelle d’espace et de temps qui n’est pas simple à appréhender au cycle 3. Il est important, pour aider les élèves à perce-voir ces échelles, de les relativiser à des espaces et des temps qu’ils appréhendent facilement, travail à faire en particulier dans les activités 1 et 6 du chapitre 12.

Bibliographie – SitographieExpériences très simples à faire chez soi, « Les saisons et

les climats », Albin Michel, 2011.Le climat, ma planète et moi http://www.fondation-lamap.

org/fr/climathttp://acces.ens-lyon.fr/evolution/biodiversite/dossiers-the-

matiques/les-trois-domaines-du-vivant/les-grandes-etapes

http://www.cnrs.fr/cnrs-images/sciencesdelaterreaulycee/contenu/astro1.htm

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Pour découvrir l’évolution des connais sances sur la Terre et les objets célestes depuis l’Antiquité (notamment sur la forme de la Terre et sa position dans l’univers) jusqu’à nos jours (cf. l’exploration spatiale du système solaire), l’acti-vité inter disciplinaire Comment a-t-on représenté le sys-tème solaire au cours du temps ? (p. 231) est proposée.

ÉclairageSi des observations astronomiques directes (constella-tions, éclipses, observation de Vénus et Jupiter, etc.), des visites de planétarium sont souhaitables, elles ne sont pas toujours possibles dans les conditions scolaires. Les docu-ments proposés dans le manuel constituent un appui exploitable en classe parfaitement adapté au niveau cognitif des élèves de 6e. Il en va de même en ce qui concerne la possibilité de mener des démarches permet-tant d’exploiter des exemples proches de l’école, à partir d’études de terrain et en lien avec l’éducation au dévelop-pement durable. Les documents proposés et les méthodes de guidage suggérées sont aisément trans-posables à d’autres contextes.

Ce thème a la singularité de proposer des activités dans les 3 disciplines : SVT, Physique-Chimie, Technologie. Si l’essentiel est de partir d’observations, l’objectif est de donner du sens à ce qui nous entoure à une échelle d’espace et de temps qui n’est pas simple à appréhender au cycle 3. Il est important, pour aider les élèves à perce-voir ces échelles, de les relativiser à des espaces et des temps qu’ils appréhendent facilement, travail à faire en particulier dans les activités 1 et 6 du chapitre 12.

Bibliographie – SitographieExpériences très simples à faire chez soi, « Les saisons et

les climats », Albin Michel, 2011.Le climat, ma planète et moi http://www.fondation-lamap.

org/fr/climathttp://acces.ens-lyon.fr/evolution/biodiversite/dossiers-the-

matiques/les-trois-domaines-du-vivant/les-grandes-etapes

http://www.cnrs.fr/cnrs-images/sciencesdelaterreaulycee/contenu/astro1.htm

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IDENTIFIER DES ENJEUX LIÉS À L’ENVIRONNEMENT

Tableau synoptique


Répartition des êtres vivants et peuplement des milieux Chap. ⑭ : p. 214-215 L’environnement et les êtres vivants

Décrire un milieu de vie dans ses diverses composantes• Interactions des organismes vivants entre eux et avec leur

environnement

Act. ① : p. 216Comment caractériser un milieu de vie ?Bilan p. 222

Relier le peuplement d’un milieu et les conditions de vie• Modification du peuplement en fonction des conditions

physicochimiques du milieu et des saisons• Écosystèmes (milieu de vie avec ses caractéristiques et son

peuplement) ; conséquences de la modification d’un facteur physique ou biologique sur l’écosystème.

• La biodiversité, un réseau dynamique

Act. ② : p. 217Comment expliquer la répartition des êtres vivants dans l’environne-ment ?

Act. ③ : p. 218 Comment les êtres vivants s’adaptent-ils aux variations des conditions de vie ? Bilan p. 222 ; QCM 5 et 6 p. 224Exercice 11 p. 226 La balane s’adapte aux changements du milieu de vie ; Tâche complexe Au fil de l’eau p. 227

Identifier la nature des interactions entre les êtres vivants et leur importance dans le peuplement des milieux

Chap. ⑧ : p. 120 La matière chez les vivants

Act. ② : p. 123Quels sont les besoins des animaux ?

Chap. ⑭ : p. 214 L’environnement et les êtres vivants

Act. ④ : p. 219 Comment l’être humain perturbe-t-il l’environnement ?Exercice 12 p. 226 L’effet d’une pollution lumineuse

Identifier quelques impacts humains dans un environnement (aménagements, impact technologique, etc.)• Aménagements de l’espace par les humains et contraintes

naturelles, impacts technologiques positifs et négatifs sur l’environnement

Act. ⑤ : p. 220Comment l’être humain protège-t-il le peuplement d’un milieu ?QCM 7 p. 224

Suivre et décrire le devenir de quelques matériaux de l’environnement proche

Act. ⑥ : p. 221Comment exploiter la ressource en eau ?Exercice 8 p. 224 Vrai ou Faux

Relier les besoins de l’être humain, l’exploitation des ressources naturelles et les impacts à prévoir et gérer (risques, rejets, valorisations, épuisements des stocks)


Act. ④ : p. 49Comment alimenter un chantier en électricité ?Exercices 11 et 12 p. 56

• Exploitation raisonnée et utilisation des ressources (eau, pétrole, charbon, minerais, biodiversité, sols, bois, roches à des fins de construction, etc.)

Chap. ⑩ : p. 154-155

Act. ① : p. 156Où trouver la matière première pour fabriquer un objet technique ?

Dans le manuel

L’identification des enjeux liés à l’environ nement est à construire tout au long du cycle 3, notamment à partir d’observations du milieu proche, de sorties scolaires et/ou de projets citoyens mobilisant les élèves. En 6e, l’utili-sation de documents élargit le point de vue de l’élève et les méthodes se diversifient (mesures effectuées sur le terrain, construction et exploitation de graphiques).

En plus du chapitre 14, spécifiquement consacré à l’envi-ronnement et aux êtres vivants, on trouve dans le manuel d’autres ressources, notamment sur le thème de l’utilisa-tion des matériaux, tant dans le Thème A que dans le Thème C, mais aussi bien sûr dans le Thème B, notam-ment dans le chapitre 8, où la notion de producteurs primaire et secondaire est construite.

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Ce thème se prête particulièrement bien à une approche interdisciplinaire, y compris en dehors des disciplines scientifiques et de la technologie : géographie, français, etc. Le projet interdisciplinaire La découverte et l’explora-tion d’une épave sous-marine (p. 10-11) propose d’étudier un environnement particulier. L’activité interdisciplinaire Comment nettoyer les eaux usées ? (p. 229) guide pas à pas les élèves.

Choix des exemples En l’absence de sortie possible, les données fournies dans le manuel sont aisément utilisables en substitution. Si une sortie est réalisée, en particulier dans la cour du collège, les méthodes proposées sont aisément transposables aux divers contextes locaux. Les exemples choisis se rap-portent principalement à la faune et à la flore européenne, dont le comportement varie en fonction des saisons, mais aussi en fonction des conditions d’éclairement et d’im-mersion (alternance des marées hautes et basses). Les enquêtes de terrain présentent divers appareils de mesure : thermomètre, hygro mètre, luxmètre.

Les recherches documentaires portent sur l’environne-ment proche mais aussi englobent différentes échelles d’espace et de temps, permettant de poursuivre l’éduca-tion au développement durable. Les lois pour préserver la loutre d’Europe sont un bon exemple de ce que les êtres humains entreprennent pour lutter efficacement contre la diminution de la biodiversité. La mesure de la qualité de l’air montre les effets néfastes de la circulation automobile en ville.

ÉclairageLe thème des enjeux liés à l’environnement est très vaste : respect de la diversité, tant du monde vivant que des objets et ressources naturelles ; recyclage des déchets ; mise en œuvre de projets pour améliorer les conditions de vie. Pour développer le sens de l’observation des élèves, accroitre leur sens des respon sabilités, nul besoin d’entre-prendre des chantiers gigantesques. De petites choses modestes ont parfois un impact beaucoup plus grand. Fabriquer un pluviomètre, s’intéresser à un métier précis et enquêter sur lui (Atelier p. 233) sont aussi des façons de motiver les élèves pour leur donner le gout de com-prendre les différentes facettes de l’environnement.

Les notions d’environnement, de milieux de vie, de condi-tions de vie se construisent à partir d’observations de terrain ou en réalisant un élevage. Ce chapitre montre les conséquences des activités humaines sur l’environne-ment et permet ainsi d’évoquer des questions sociétales vives sur le développement durable et le réchauff ement climatique. C’est l’occasion d’encourager les démarches d’investigation, des jeux de rôle, des débats, pour aiguiser l’esprit critique des élèves.

Bibliographie – SitographieLacroix G., Le Grand livre de la biodiversité, CNRS

éditions, 2005.Blandin P., Biodiversité. L’avenir du vivant, « Bibliothèque

sciences », Albin-Michel, 2011.Je suis écomobile <http://www.fondation-lamap.org/fr/

je-suis-ecomobile>http://www.toutsurlenvironnement.fr/http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/

environnement/1097.html

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CHAPITRE 12 La Terre dans le système solaire p. 186-199

Présentation du chapitreCe chapitre a pour objectifs de situer la Terre dans le système solaire et d’identifier les enjeux des questions environne-mentales d’actualité sur notre planète.La première activité permet de localiser la place de la Terre dans l’univers, puis dans la Voie lactée et, plus précisément, dans le système solaire.La deuxième activité présente les sondes spatiales capables de nous donner des informations sur les objets célestes.La troisième activité renseigne sur la taille et la composition des planètes de notre système solaire.La quatrième activité explique l’origine des saisons sur Terre.Les activités 5 et 6 précisent les conditions qui ont permis à la vie d’apparaitre puis d’évoluer.

Avant de commencerQCM1 b.QCM2 b.QCM3 c.

Activité 1 Quelle est la place de la Terre dans le système solaire ?1. Il y a 8 planètes dans le système solaire.

2. La Terre est 1 million de fois plus petite que le système solaire.

3.0 1 2 3

MarsTerreVénus

MercureSoleil

4. On ne peut pas placer Jupiter sur cet axe car elle est trop éloignée (il faudrait plus de 77 cm).

5. La Terre est une planète parmi 7 autres dans le système solaire, qui n’est lui-même qu’une toute petite partie de l’Univers. Elle occupe la 3e place en partant du Soleil.

Activité 2 Comment explore‑t‑on l’espace aujourd’hui ?1. La sonde Rosetta sert à étudier une comète (et larguer le robot Philae).

2. Le robot Philae sert à analyser sous différents aspects la comète et à chercher des indices de l’origine de la vie sur Terre.

3. Les outils utilisés par Philae pour faire les analyses sont une foreuse, un spectromètre et des caméras.

4. Les informations récoltées sont transmises vers la Terre avec l’antenne de télécommunication.

5. Aujourd’hui, nous explorons l’espace avec des navettes spatiales et des véhicules spatiaux pour des vols privés (tourisme spatial).

Activité 3 À quel type de planète la Terre appartient‑elle ?1. La Terre est qualifiée de planète tellurique car elle est constituée de roche solide composée principalement de fer et de silicates. Jupiter est qualifié de planète gazeuse car elle est constituée de gaz d’hydrogène et d’hélium.

2. Il est possible de classer les planètes du système solaire en deux ensembles : les planètes faites de roches et celles faites de gaz.

3. Les planètes géantes sont les planètes gazeuses. Or la Terre est une planète rocheuse, donc elle n’est pas géante.

Activité 4 Comment peut‑on expliquer les saisons ?1. Position 1 : 22 décembre / position 2 : 21 mars / position 3 : 21 juin / position 4 : 23 septembre.

2. Le jour de la fête de la musique, qui est le 21 juin, la Terre est dans la position 3.

3. New York est dans l’hémisphère nord et Santiago du Chili dans l’hémisphère sud.

4. Le jour de la fête de la musique, le jour est plus long que la nuit à New York, qui est dans l’hémisphère nord, et reste éclairé par le Soleil plus de la moitié de la journée.

5. Ce même jour, la nuit est plus longue que le jour à Santiago du Chili qui est dans l’hémisphère sud.

6. Pour Jordan, la fête de la musique a lieu au printemps, et, d’après le schéma, à une période où la journée est plus longue que le reste de l’année. Au contraire, pour Valen-tina, la fête de la musique a lieu lorsque les jours sont très courts et elle assistera très certainement à des concerts de nuit.

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Activité 5 Quelles sont les conditions qui permettent la vie sur Terre ?1. Globalement, la température de surface des planètes baisse plus elles sont éloignées du Soleil, sauf pour Mer-cure.

2. Les êtres vivants sont composés majoritairement d’eau liquide. C’est pourquoi l’eau liquide est importante pour eux.

3. La couche d’ozone dans l’atmosphère favorise le déve-loppement de la vie sur Terre car elle protège la Terre des UV qui sont mortels à trop forte dose.

4. La distance de la Terre par rapport au Soleil et son atmosphère permettent une température de surface sur Terre de 15 °C. Ainsi, l’eau est majoritairement liquide sur Terre, ce qui a permis l’apparition de la vie sur Terre.

Activité 6 Comment la vie s’est‑elle développée sur Terre ?1. Le dioxygène a commencé à être présent dans l’atmos-phère terrestre il y a 2,3 milliards d’années.

2. Pour produire du dioxygène, les cyanobactéries ont besoin d’eau, de sels minéraux, de dioxyde de carbone et de lumière solaire.

3. Quand les cyanobactéries, premières formes de vie, sont apparues, l’atmosphère terrestre ne contenait ni dioxygène, ni ozone.

4. La vie en milieu aérien est apparue il y a 480 millions d’années car, auparavant, il n’y avait pas de dioxygène atmosphérique et pas d’ozone.

5.Dans les cadres verts :- 3,7 Ga : apparition de formes de vie.- 480 mA : premières formes de vie terrestre.Dans les cadres bleus :- 2,3 Ga : apparition de dioxygène dans l’atmosphère.- 1Ga : apparition d’ozone dans l’atmosphère.

Exercices

J’apprends le cours1. Planètes de la plus proche à la plus éloignée du Soleil :Mercure – Vénus – Terre – Mars – Jupiter – Saturne – Ura-nus – Neptune.

2. – La Terre est une planète du système solaire.– La Terre est une planète tellurique.– La 3e proposition est exacte.

3. Les conditions permettant le développement de la vie sont la présence d’eau liquide, la température moyenne de surface de 15 °C, la présence d’une couche d’ozone et d’une atmosphère riche en dioxygène.

Je me teste4. c5. b, d et e6. b7. c

Je travaille les méthodes8. Lire un graphique et construire un tableauClassement des planètes par ordre croissant selon leur diamètre.

Planète Diamètre des planètes en milliers de km

Mercure 4,8

Mars 6,8

Vénus 12,1

Terre 12,8

Neptune 49,1

Uranus 50,5

Saturne 114,6

Jupiter 138,8

9. Identifier un type de planèteL’exoplanète HD 219134b est, comme la Terre, composée principalement de fer et de silicates. C’est donc une pla-nète tellurique.

10. Mercure et VénusLa température de surface est plus importante sur Vénus que sur Mercure car Vénus possède une atmosphère très riche en CO2. Or le CO2 est un gaz à effet de serre. Il permet d’augmenter la température de surface de Vénus.

11. Les saisons pour les pingouins et les manchots1. La nuit est plus longue que le jour en France car l’axe de la Terre est incliné.2. Les pingouins vivent dans la nuit polaire ; le Soleil ne se lève pas.3. Les manchots vivent dans le jour polaire ; le Soleil ne se couche pas.

Je résous une tâche complexe12. L’expérience de MillerL’hypothèse d’Oparin est que les conditions sur Terre il y a 4 milliards d’année étaient favorables au développe-ment de la vie. Miller a testé cette hypothèse expérimen-talement en mélangeant de l’eau, du méthane, de l’am-moniac et du dihydrogène à de l’eau salée sous l’action de la chaleur et de décharges électriques simulant le tonnerre. Ainsi, ce sont formés des acides aminés qui sont des molécules constitutives du vivant. De fait, l’expé-rience de Miller confirme l’hypothèse d’Oparin sur l’ori-gine de la vie sur Terre.

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CHAPITRE 13 Les paysages et les risques naturels p. 200-213

Présentation du chapitreL’étude des paysages est abordée en début de chapitre, puis quelques phénomènes géologiques, liés à l’activité interne et externe de la Terre, sont présentés à travers le prisme des risques naturels.Ce chapitre permet une première approche des phénomènes climatiques. L’étude de différents paramètres de l’atmos-phère permet aux scientifiques de prévoir le temps et d’expliquer l’apparition d’évènements climatiques extrêmes. Ces phénomènes présentent un risque pour les populations.La première activité permet d’identifier des liens entre la nature des roches, les conditions environnementales et les êtres vivants qui vivent dans un paysage donné. L’objectif est de comprendre l’existence de différents paysages.La seconde activité est une première approche de la notion de risque naturel, sa définition et les moyens pour les populations de s’en préserver.La troisième activité est l’occasion pour les élèves de découvrir les risques liés à l’activité interne du globe en France.La quatrième présente une station météorologique afin de mettre en évidence les différentes grandeurs mesurées dans la prévision des climats.La cinquième activité est directement en lien avec la précédente ; elle amène les élèves à relier les cartes météorolo-giques aux paramètres mesurés de l’atmosphère.Enfin, la dernière activité souligne, à travers un exemple précis, l’intérêt de la prévision d’évènements climatiques extrêmes dans la protection des populations.

Avant de commencerQCM 1 a.QCM 2 a.QCM 3 b.

Activité 1 Quelles sont les composantes d’un paysage ?1.

Paysage des Causses Paysage de Sologne

Éléments biologiques

Éléments géologiques

Éléments biologiques

Éléments géologiques

chêne pubescent,graminées, buis, genévrier

calcaire chêne pédonculé,charme, érable, noisetier, bouleau

argile

2. La température moyenne annuelle dans les Causses est un peu plus importante qu’en Sologne.Les précipitations annuelles sont plus importantes dans les Causses qu’en Sologne.

3. La nature du sol, les précipitations et la température sont les paramètres de l’environnement qui expliquent l’aspect différent des deux paysages.

4. Un paysage correspond à l’ensemble des composantes biologiques et géologiques d’un environnement.

Activité 2 Qu’est‑ce qu’un risque naturel ?1.

Risques liés à l’activité interne de la Terre

Risques liés à l’activité externe de la Terre

Mouvements de terrainTremblements de terreÉruptions volcaniques

TempêtesCyclonesInondationsIncendies de forêtsAvalanches

2. La ville présente une plus grande vulnérabilité qu’un champ.

3. Les PPRN permettent d’avertir les populations d’un danger. Ils permettent d’élaborer des stratégies d’aména-gement du territoire afin de limiter les risques pour les populations.

4. Exemple de l’inondation :L’aléa correspond à des pluies intenses sur un territoire entrainant des crues.La vulnérabilité correspond aux populations vivant sur ce territoire et aux aménagements effectués sur ce territoire.Les mesures à prendre sont d’avertir les individus du danger afin qu’ils se mettent à l’abri en cas de fortes pluies, ainsi que de proposer un plan d’aménagement du territoire prenant en compte ces risques pour éviter notamment des constructions dans des zones suscep-tibles d’être inondées (proches d’un cours d’eau par exemple).

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Activité 3 Quelles activités internes du globe présentent un risque pour les populations ?1. Les zones de montagnes en métropole (Pyrénées, Alpes) ainsi que la Guadeloupe et la Martinique sont des régions présentant un risque sismique moyen ou fort. La Guadeloupe, la Martinique et la Réunion présentent un risque lié à un volcan actif.

2. L’activité interne de la Terre entraine un risque pour les populations qui doivent trouver des moyens de se proté-ger.

3. Pour diminuer les risques sismiques et volcaniques en France, il faut aménager les territoires à risques et édu-quer les populations qui se trouvent sur les territoires concernés.

4. Il est possible de construire des bâtiments en respec-tant la règlementation parasismique. Il faut également prendre connaissance des PPRN pour aménager le terri-toire.

Activité 4 Quelles sont les grandeurs physiques mesurées par les météorologues ?1.

Grandeur mesurée Instrument de mesure du climat

Unité

La vitesse du vent Anémomètre km/h

La pression atmosphérique

Baromètre hPa

L’humidité Hygromètre %

La température Thermomètre °C

2. Les conditions météorologiques, comme le vent, influent sur la température ressentie.

3. La température ressentie inférieure à la température mesurée. Cela confirme l’influence des conditions météo-rologiques sur la température ressentie.

4. La vitesse du vent explique que la température ressen-tie soit plus basse que la température mesurée. Dans les conditions de la question 3, une bouteille d’eau laissée à l’extérieur ne va pas geler.

Activité 5 Comment prévoir les phénomènes climatiques ?1. La pression régnant dans un anticyclone est plus haute que la pression de référence.

2. La pression régnant dans une dépression est plus basse que la pression de référence.

3. Une haute pression entraine une prévision de temps ensoleillé, tandis qu’une basse pression annonce un temps couvert et pluvieux.

4. Les météorologues utilisent différents paramètres de l’atmosphère, tels que la pression atmosphérique pour prédire le temps.

Activité 6 Comment expliquer des évènements climatiques extrêmes ?1. Une inondation correspond au recouvrement de ter-rain par de l’eau qui ne s’infiltre pas dans le sol. Une inon-dation est la conséquence d’une crue.

2. Les inondations ont pour origine des précipitations exceptionnelles durant un laps de temps court.

3. Les inondations peuvent provoquer des dégâts maté-riels importants, et parfois le décès des personnes vic-times de l’inondation.

4. Prévoir les phénomènes climatiques extrêmes permet de limiter les dégâts et de prévenir les populations du danger, ce qui peut sauver des vies.

5. Un risque correspond à la corrélation entre un aléa et la vulnérabilité d’un lieu. Les dégâts observés dans le sud-est de la France, liés à l’inondation d’octobre 2015, s’ex-pliquent par une forte urbanisation qui empêche l’infiltra-tion de l’eau dans le sol (vulnérabilité). Les fortes pluies de la nuit du 4 au 5 octobre sont l’aléa climatique. Il est possible de se prémunir de ce type de risque en prati-quant une urbanisation raisonnée en lien avec les PPRN.

Exercices

J’apprends le cours1. Paysage : vue d‘ensemble d’un milieu.Séisme : libération d’énergie à la surface de la Terre pro-voquant des secousses du sol (= tremblements de terre).Thermomètre : instrument de mesure de la température.

2. Les deux paramètres nécessaires pour calculer un risque sont l’aléa et la vulnérabilité.

3. Plans de Prévention des Risques Naturels

4.




TempêteCyclonesInondationsIncendies de forêtsAvalanches

5. a. Il est nécessaire d’aménager le territoire en prenant en compte les risques naturels afin de limiter les dégâts sur les biens et de protéger les populations.

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3. Une haute pression entraine une prévision de temps ensoleillé, tandis qu’une basse pression annonce un temps couvert et pluvieux.

4. Les météorologues utilisent différents paramètres de l’atmosphère, tels que la pression atmosphérique pour prédire le temps.

Activité 6 Comment expliquer des évènements climatiques extrêmes ?1. Une inondation correspond au recouvrement de ter-rain par de l’eau qui ne s’infiltre pas dans le sol. Une inon-dation est la conséquence d’une crue.

2. Les inondations ont pour origine des précipitations exceptionnelles durant un laps de temps court.

3. Les inondations peuvent provoquer des dégâts maté-riels importants, et parfois le décès des personnes vic-times de l’inondation.

4. Prévoir les phénomènes climatiques extrêmes permet de limiter les dégâts et de prévenir les populations du danger, ce qui peut sauver des vies.

5. Un risque correspond à la corrélation entre un aléa et la vulnérabilité d’un lieu. Les dégâts observés dans le sud-est de la France, liés à l’inondation d’octobre 2015, s’ex-pliquent par une forte urbanisation qui empêche l’infiltra-tion de l’eau dans le sol (vulnérabilité). Les fortes pluies de la nuit du 4 au 5 octobre sont l’aléa climatique. Il est possible de se prémunir de ce type de risque en prati-quant une urbanisation raisonnée en lien avec les PPRN.

Exercices

J’apprends le cours1. Paysage : vue d‘ensemble d’un milieu.Séisme : libération d’énergie à la surface de la Terre pro-voquant des secousses du sol (= tremblements de terre).Thermomètre : instrument de mesure de la température.

2. Les deux paramètres nécessaires pour calculer un risque sont l’aléa et la vulnérabilité.

3. Plans de Prévention des Risques Naturels

4.




TempêteCyclonesInondationsIncendies de forêtsAvalanches

5. a. Il est nécessaire d’aménager le territoire en prenant en compte les risques naturels afin de limiter les dégâts sur les biens et de protéger les populations.

b. Un évènement climatique extrême est un évènement qui témoigne de l’activité externe du globe et qui pré-sente un risque pour les populations.

Je me teste6. b7. a et c8. c9. a et b

Je travaille les méthodes10. Extraire l’information utile d’un documentLes risques naturels signalés par Météo-France sont des pluies et des inondations dans le sud-ouest et des risques liés à la neige et au verglas dans l’est de la France.

Je m’entraine11. Deux paysages1. Le beau temps indique que les photos ont été prises pendant un anticyclone.2. Au Pays basque : les flysch, les végétaux ; à Fontaine-bleau : du grès, les végétaux.3. Les différences entre les deux paysages s’expliquent par la nature différente des roches du sous-sol mai aussi par les précipitations annuelles moyennes et la tempéra-ture moyenne plus élevée au Pays basque qu’à Fontaine-bleau.

12. Le volcanisme en Guadeloupe1. Un risque naturel est la corrélation entre un phéno-mène naturel dangereux (aléa) et les personnes et biens pouvant être touchés par un danger (vulnérabilité).2. Les communes les plus vulnérables sont Saint-Claude et Courbeyre ; les moins vulnérables sont Capesterre-Belle-Eau, Trois Rivières et Vieux-Fort.3. La carte des aléas volcaniques en Guadeloupe est un bon moyen de prévenir les populations face aux risques volcaniques. Elle peut notamment permettre la mise en place d’un PPRN et servir à avertir d’un éventuel danger.

Je résous une tâche complexe13. La tempête XynthiaLe document 1 nous présente la force des vents sur la France dans la nuit du 27 au 28 février. On observe une vitesse du vent d’au moins 75 km/h sur la côte Atlantique. Dans le même temps, on constate sur le document 2 une chute brutale de la pression atmosphérique le 28 février. Ces facteurs combinés expliquent l’origine de la tempête Xynthia. Une chute de la pression atmosphérique entraine des pluies ; les vents forts expliquent la tempête.Les photos satellites et le texte montrent des dégâts importants sur la côte Atlantique, avec des inondations localisées au plus près des vents violents (La Faute-sur-Mer, L’Aiguillon-sur-Mer). La tempête a provoqué des dégâts matériels majeurs (1,5 milliard d’euros) et a fait des victimes.

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CHAPITRE 14 L’environnement et les êtres vivants p. 214-227

Présentation du chapitreCe chapitre a pour objectif d’explorer les conditions de vie des êtres vivants dans l’environnement et d’évaluer l’impact des actions humaines sur ces conditions de vie.La première activité permet de comprendre quels paramètres physicochimiques déterminent les conditions de vie dans un milieu.L’investigation de la deuxième activité permet d’observer et de comprendre que la répartition des êtres vivants dans l’environnement est liée aux exigences de vie de chaque espèce.L’activité 3 aborde l’adaptation des êtres vivants aux variations des conditions de vie selon les saisons.L’activité 4 montre la pollution de l’environnement liée aux activités humaines.L’activité 5 met en avant les lois protectrices de certaines espèces vivantes menacées par les activités humaines.

Avant de commencerQCM1 a.QCM2 b.QCM3 b.

Activité 1 Comment caractériser un milieu de vie ?1. Les éléments observés dans la cour du collège sont : des arbres, de l’herbe, un panier de basket, le ciel (air), des nuages, un oiseau, un cloporte, du bitume sur le sol.

2.

Êtres vivants Composants minéraux

Constructions humaines

OiseauCloporteArbresHerbe

NuageAir

Panier de basketBitume recouvrant le sol

3. Milieu 1 : température de 21,5 °C, humidité de 40 % et luminosité de 10 000 lux.Milieu 2 : température de 15,2 °C, humidité de 70 % et luminosité de 600 lux.

4. Le milieu 2 est localisé à l’ombre des arbres, c’est pour-quoi il y fait sombre, plus froid et humide.Le milieu 1 est localisé en haut des arbres : c’est lumineux, plus chaud et sec.

5. Un milieu de vie dans l’environnement se caractérise par des paramètres physiques et chimiques tels que : température, humidité, éclairement.

Activité 2 Comment expliquer la répartition des êtres vivants dans l’environnement ?1. Le pyrrhocore est localisé du coté ensoleillé du tronc alors que le lichen est localisé du coté ombragé. Le pyrrhocore préfère la lumière, la chaleur et la séche-resse. Le lichen préfère l’ombre, le frais et l’humidité.

2. Les mesures des caractéristiques physiques et chimiques des milieux de vie du pyrrhocore et du lichen révèlent que, du côté ombragé du tronc, la température est de 20 °C, la luminosité de 20 000 lux et l’humidité de 50 %. Du coté ensoleillé, la température est de 25 °C, la lumino-sité de 70 000 lux et l’humidité de 30 %.

3. Les êtres vivants se répartissent dans l’environnement selon leurs exigences de vie et les conditions du milieu.

Activité 3 Comment les êtres vivants s’adaptent‑ils aux variations des conditions de vie ?1. Sous un climat tempéré, en été, il fait, sec et l’éclaire-ment est important. En hiver, il fait froid, humide et l’éclai-rement est faible.

2. En hiver, le renard mange des mammifères ainsi que des fruits et des graines. En été, il mange aussi des oiseaux et des insectes.

3. Le renard s’adapte aux variations des conditions de vie au fil des saisons en changeant son alimentation.

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Activité 4 Comment l’être humain perturbe‑t‑il l’environnement ?1. Indice de pollution : 20. Très faible.

2. Ozone. Dioxyde d’Azote et Particules.

3. La qualité de l’air change en ville selon les conditions météorologiques : température, vent, nuages, humidité.

4. Les troncs de bouleaux sont plus sombres en ville qu’à la campagne à cause de la pollution.

5. Les activités humaines polluent l’environnement ce qui perturbe les êtres vivants.

Activité 5 Comment l’être humain protège‑t‑il le peuplement d’un milieu ?1. De 1900 à 1980, les loutres ont disparu de 30 départe-ments et sont devenues peu nombreuses dans plus de 50 départements. Inversement, de 1980 à 2012, leur nombre s’est accru dans une dizaine de départements supplémentaires.

2. Les causes de la diminution importante des loutres depuis le xixe siècle sont la chasse ainsi que la pollution des cours d’eau liée à l’agriculture intensive et aux déchets d’usine.

3. Depuis 1981, la loi protectrice des loutres interdit en France de les tuer ; c’est pourquoi elles se développent dans de nouveaux départements.

4. C’est aussi en diminuant le rejet de déchets polluants dans l’environnement que l’Homme peut protéger davan-tage le peuplement des milieux de vie.

Activité 6 Comment exploiter la ressource en eau ?1. L’eau est récupérée dans des cours d’eau, des nappes phréatiques, dans la mer ou grâce à des capteurs de brouillard. L’eau de mer doit subir un dessalement en usine pour être transformée en eau douce. Les eaux douces brutes vont dans des usines de désinfection et production d’eau potable.

2. Lacs de barrage ou châteaux d’eau sont des solutions pour stocker l’eau.

3. Les eaux usées en ville sont récupé-rées dans une usine de traitement avant d’être rejetées dans le milieu naturel.

4. Pour que l’eau soit accessible pour tous, un bon système de distribution est nécessaire.

Exercices

J’apprends le cours1. Pour définir les mots suivants, il convient de se référer au manuel de l’élève (rubrique vocabulaire).Environnement : p. 216.Milieu de vie : p. 216.Pollution : p. 219.

2. Mise en relation de l’appareil et ce qui permet de mesu-rer :Lumière – luxmètreHumidité – hygromètreTempérature – thermomètre

3. Dans un milieu de vie protégé, les êtres vivants sont plus nombreux et variés que dans un milieu de vie per-turbé.

4. L’être humain peut dégrader l’environnement en pro-duisant de la pollution (circulation automobile bruyante et productrice de particules toxiques) ou au contraire améliorer les conditions de vie en luttant contre l’intro-duction de substances nuisibles ou en interdisant la chasse (loi sur la protection des loutres).

Je me teste5. c. Le régime alimentaire du renard est composé d’ali-ments qui varient au cours des saisons.

6. a. La répartition des êtres vivants dans un milieu dépend des conditions de température, humidité, lumi-nosité.

7. b. Pour protéger un milieu de vie, l’être humain peut faire respecter une loi d’espèce menacée.

8. a. Faux (en ce qui concerne l’eau douce) ; b. Faux (les eaux usées peuvent être récupérées et subir un traite-ment) ; c. Vrai (dans certaines régions du globe).

Je travaille des méthodes9. Construire un graphiqueExercice d’application : graphique donnant la hauteur de l’eau pour chaque heure de la journée construit à partir des données de l’indicateur des marées (marégramme).

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10. Réaliser un dessin d’observationLittorine à marée basse

À marée basse, le corps de l’animal est rétracté dans sa coquille.

Opercule fermé (non visible)

RocherCoquille

Littorine à marée haute

À marée haute, le corps de l’animal est sorti de la coquille.

Rocher

Coquille

TêteTentacule

Je m’entraine11. La balane s’adapte aux changements du milieu de vie1. À marée haute, l’eau, le milieu de vie de la balane est aqueux et comporte de la nourriture sous forme d’orga-nismes microscopiques en suspension dans l’eau. À marée basse, le milieu de vie est constitué d’air.

2. La balane résiste au choc des vagues à marée haute car elle est solidement fixée au rocher.

3. La balane résiste au dessèchement à marée basse car elle se referme en capturant un peu d’eau.

12. L’effet d’une pollution lumineuse1. Au niveau de la zone de l’arbre éclairée par le réverbère pendant la nuit, on observe que les feuilles sont encore présentes sur l’arbre. Par contre, les feuilles sont tombées dans les zones non éclairées.2. Pour tester l’hypothèse « un éclairement continu retarde la chute des feuilles en automne », il faudrait pla-cer une source de lumière nocturne dans un arbre situé en zone obscure et observer ce qu’il se passe dans la zone éclairée.

Je résous une tâche complexe13. Au fil de l’eauOn cherche à montrer que la répartition des poissons osseux le long des cours d’eau est un indicateur de l’envi-ronnement. Certaines espèces ont besoin de vivre dans un milieu très oxygéné (truite, ombre), tandis que d’autres se plaisent dans un milieu moins oxygéné (barbeau, brème). La température a un effet sur la concentration de l’eau en dioxygène ; plus elle est élevée et plus sa concentration en dioxygène est faible. Des usines qui rejettent de l’eau chaude dans un cours d’eau peuvent faire baisser la concentration en dioxy-gène, ce qui éliminera les poissons ayant de forts besoin en dioxygène et favorisera ceux qui ont de faibles besoins.

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Comment nettoyer les eaux usées ?1. Les dégrilleurs servent à arrêter les gros objets.

2. Les huiles surnagent car elles sont moins denses que l’eau.

3. Ce sont les bactéries, des microorganismes, qui se nourrissent des impuretés présentes dans l’eau.

4. La matière organique produite par les bactéries peut être épandue (versée en la dispersant) sur les champs car c’est un engrais.

5. Les dégrilleurs jouent le rôle d’un filtre.

6. À plusieurs reprises, la technique de la décantation est utilisée : dans le document 2, pour récupérer les huiles qui surnagent et le sable qui est au fond de la cuve ; dans le document 3, où l’eau se trouve au contraire en surface et les particules solides au fond.

7. Les bactéries transforment la matière minérale (en générale dissoute dans l’eau) en matière organique récu-pérable au fond des bacs.

8.

Eaux usées

Eaux épurées

Dégrilleurs Dessablage et

déshuilage

Décantation

Décantation Traitement biologique

Boues d’épandage

Remarque : certains pays ont commencé à interdire l’épan-dage car les boues contiennent beaucoup de métaux lourds, de médicaments (rejetés dans les urines), etc.


Comment a-t-on représenté le système solaire au cours du temps ?1. Géocentrique signifie : centré sur la Terre (Gê signifie la Terre en Grec ancien). Dans l’antiquité les savants pen-saient que la Terre était immobile au centre de l’univers et que les astres tournaient autour. Cette représentation fut ensuite remise en cause.

2. Héliocentrique signifie : centré sur le Soleil (Hélios est le Soleil dans la Grèce antique). Dans le modèle héliocen-trique, les planètes tournent autour du Soleil.

3. L’instrument perfectionné par Galilée est la lunette astronomique. Grâce à cet instrument, Galilée observa les astres avec davantage de précision et découvrit l’exis-tence de satellites de Jupiter.

4. En classe, dans un modèle géocentrique, la pomme (symbolisant la Terre) reste immobile et les élèves déplacent la torche électrique (symbolisant le Soleil) autour de la pomme selon une trajectoire circulaire.

5. Dans un modèle héliocentrique, la torche électrique reste immobile et la pomme tourne autour.En toute rigueur on ne voit la différence entre les deux sys-tèmes qu’en ayant un système à trois corps : c’est lorsqu’on essaie de simuler le système géocentrique avec deux pla-nètes que l’on s’aperçoit qu’il ne traduit pas la réalité. Tant qu’on ne s’intéresse qu’au Soleil et à la Terre il est tout aussi exact de dire que la Terre tourne autour du Soleil que de dire que le Soleil tourne autour de la Terre. Le but est ici d’explici-ter ce qu’on appelle « géocentrique » et ce qu’on appelle « héliocentrique ».

6. À l’époque de Galilée, les planètes connues étaient Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne (cf. doc. 3). Mercure, Vénus et Jupiter étaient connues depuis l’Anti-quité (cf. doc. 1).

7. Pour élaborer une frise chronologique à partir des docu-ments réunis, les repères suivants peuvent être utilisés.Antiquité : représentation géocentrique de l’univers ; 3e siècle après J-C : système de Ptolémée (prévision des mouvements des astres et des éclipses) ; Moyen Âge : remise en cause du modèle géocentrique ; 1201-1274 : système mixte de Nasir ad-Din at-Tusi ; 1543 : système héliocentrique de Nicolas Copernic ; xvie siècle : confirma-tion du modèle héliocentrique par Galilée ; xxie siècle : modèle héliocentrique toujours valide.

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Ateliers

Histoire des sciencesLe système solaire contient-il 8 ou 9 planètes ?Au départ de la Terre, la sonde New Horizons avait une masse de 478 kg.Le 27 juin 2016, New Horizons se situait à 34,79 années-lumière de la Terre (35,8 années-lumière du soleil). Pour suivre sa position : http://pluto.jhuapl.edu/Mission/Where-is-New-Horizons/index.php

Actualité scientifiqueLa protection de la biodiversitéUn individu conscient des valeurs de la diversité biolo-gique est un individu qui comprend l’importance de préserver son environnement et les êtres vivants qui y vivent. C’est pourquoi il adopte une démarche respon-sable dans ces actions.

Les actions qu’il est possible de mener : trier les déchets, économiser l’énergie (éteindre la lumière en sortant d’une pièce, prendre des douches plutôt que des bains), réaliser une exposition dans le collège…

À la maisonFabriquer un pluviomètreLa construction du pluviomètre peut être réalisée lors d’une sortie. Les élèves pourront relever régulièrement les mesures, les reporter dans un tableau et plus tard dans l’année construire un graphique à partir de ces données.

Mène l’enquêteLe travail d’un géologueLe sismologue travaille sur les séismes, le paléontologue sur les fossiles et le climatologue sur les climats.Il existe d’autres spécialités parmi celles-ci : géochimiste, géophysicien, glaciologue, hydrogéologue, océano-graphe, pétrologue…

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Classification des végétaux

Végétaux verts Tiges Feuillesdéveloppées Feuilles

en frondesGraines

Cônes

Fleurs, fruits

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Classification des végétaux

Végétaux verts Tiges Feuillesdéveloppées Feuilles

en frondesGraines

Cônes

Fleurs, fruits

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Classification des animaux

Yeux et bouche

4 doigts

Poils

Carapaces

Plumes

La mâchoires’ouvre largement

Gésier

Squelette interne

Squelette cartilagineux

Squelette osseux

Nageoires

Squelette externe, pattes articulées

Antennes

6 pattes, 1 paired’antennes

8 pattes

Nombreuses pattes, 1 paired’antennes

2 pairesd’antennes

4 membres

Coquille

Squelette dans la peau (test)

Corps annelé

Cellules urticantes

Coquille externe en deux parties

Coquille enroulée,2 paires de tentacules sur la tête

Coquille cachée,tentacules autour de la bouche

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Classification des animaux

Yeux et bouche

4 doigts

Poils

Carapaces

Plumes

La mâchoires’ouvre largement

Gésier

Squelette interne

Squelette cartilagineux

Squelette osseux

Nageoires

Squelette externe, pattes articulées

Antennes

6 pattes, 1 paired’antennes

8 pattes

Nombreuses pattes, 1 paired’antennes

2 pairesd’antennes

4 membres

Coquille

Squelette dans la peau (test)

Corps annelé

Cellules urticantes

Coquille externe en deux parties

Coquille enroulée,2 paires de tentacules sur la tête

Coquille cachée,tentacules autour de la bouche

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Patrons de boites pour construire des groupes emboités

10

5

4

3

LÉGENDE

Bords de 2 cm :

6 x 8 cm

Plumes ; 4 doigts ; Poils ; Carapaces ;La mâchoire s’ouvre largement.

1

Bords de 0,5 cm :

25 x 34 cm

Yeux et bouche ; Végétaux verts.

11

8 x 8,5 cm

Gésier ; 6 pattes , 1 paire d’antennes ;Nombreuses pattes , 1 paire d’antennes ;2 paires d’antennes ; Squelette dans la peau ;Corps annelé ; Cellules urticantes.

2

9,5 x 19 cm

4 membres ; Antennes ; Feuilles en fronde ;Graines.

3

7 x 9 cm

Nageoires.

4

11 x 23 cm

Squelette osseux.

5

7,5 x 11 cm

Squelette cartilagineux.

6

12 x 27,5 cm

Squelette interne ; Squelette externe ;Coquille.

7

10 x 10,5 cm

8 pattes.

8

18 x 26 cm

Feuilles développées.

9

24,5 x 27 cm

Tiges.

10

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Patrons de boîtes pour construire des groupes emboîtés

10

5

4

3

LÉGENDE

Bords de 2 cm :

6 x 8 cm

Plumes ; 4 doigts ; Poils ; Carapaces ;La mâchoire s’ouvre largement.

1

Bords de 0,5 cm :

25 x 34 cm

Yeux et bouche ; Végétaux verts.

11

8 x 8,5 cm

Gésier ; 6 pattes , 1 paire d’antennes ;Nombreuses pattes , 1 paire d’antennes ;2 paires d’antennes ; Squelette dans la peau ;Corps annelé ; Cellules urticantes.

2

9,5 x 19 cm

4 membres ; Antennes ; Feuilles en fronde ;Graines.

3

7 x 9 cm

Nageoires.

4

11 x 23 cm

Squelette osseux.

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7,5 x 11 cm

Squelette cartilagineux.

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12 x 27,5 cm

Squelette interne ; Squelette externe ;Coquille.

7

10 x 10,5 cm

8 pattes.

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18 x 26 cm

Feuilles développées.

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Tiges.

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Achevé d’imprimer en juillet 2016 par

Éditions Magnard – No d’éditeur Dépôt légal : juillet 2016

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livre du professeur sciences6e et...

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