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3 Conduire l enfant à s interroger sur les systèmes simples qui constituent les machines, manipuler, faire et refaire, tels sont les objectifs de l exposition «L île aux machines». Si, dans la vie quotidienne, jouer au yoyo, pousser la brouette de papa ou rouler avec le tricycle apparaît pour les enfants comme une évidence, il n en demeure pas moins que ces machines permettent à chacun d entre nous de simplifier toute tâche à effectuer. Ainsi, les enfants découvriront à la fois des machines utilitaires mais aussi plus poétiques en parcourant une île un peu particulière, composée de cocotiers, sable et autres trésors. «L île aux machines» abrite de drôles de machines surdimensionnées qui arrêtent le regard et éveillent la curiosité. Ce voyage propice à de nombreuses aventures, propose à l enfant de comprendre le monde qui l entoure. Pour vous aider dans votre visite, nous vous proposons, dans ce guide enseignant, toutes les informations pratiques pour organiser votre venue ainsi que d autres informations qui vous permettront de mieux comprendre la démarche pédagogique dans laquelle est conçue cette animation. Avant de vous souhaiter une bonne lecture, nous tenons à remercier le Forum départemental des Sciences pour les documents et photographies mis à disposition afin de réaliser cet ouvrage. Sommaire PRESENTATION DE L EXPO POSITION «L ILE AUX MACHINES» DEROULEMENT DE L ANIMATION MATION RELATIONS AVEC LES SAVOIRS, S SAVOIR ETRE ET SAVOIR-FAIRE FAIRE BIBLIOGRAPHIE L ARCHE DES METIERS, INFORMATIONS PRATIQUES UES Des animations adaptées au public scolaire...11

4 Présentation de l exposition «L île aux machines» L exposition propose de faire découvrir aux enfants les systèmes simples qui constituent les machines : - le plan incliné - le levier - la poulie - la vis Comme toute machine, les dispositifs de l exposition permettent d effectuer quelque chose, une tâche en général. Le contexte narratif permet de lier les thèmes entre eux à travers une histoire. C est l univers de l exposition. Il habille le contenu auquel il n est pas forcément lié. Il permet de définir plus finement la forme des manipulations. Il évite aux manipulations d être trop abstraites, et par là donne envie aux enfants de rester à manipuler, car il est alors aisé de se raconter des histoires. Le contexte narratif de notre exposition est l île. Cela contrecarre l aspect «terre à terre» trop souvent associé aux machines. Le surdimensionnement de certaines machines simples, de l environnement de l enfant, donne l impression d une «Alice au pays des mécanismes». Le surdimensionnement permet d arrêter le regard sur des petits objets dont le mécanisme passe inaperçu. Il rejoint notre souci d apporter une dimension plastique aux manipulations. Un scénario en quatre temps Nous invitons les enfants à découvrir les systèmes simples qui constituent les machines à travers quatre actions recherchées pour elles-mêmes. Il s agit de quatre intentions qui définissent des entrées possibles dans l univers des mécanismes : les systèmes qui font tourner, lever, serrer et tirer. Ces catégories recouvrent largement les systèmes simples que nous proposons d aborder. Les quatre îlots Module : Faire tourner Question : Comment faire tourner un objet Objectif : permettre à l enfant de découvrir les systèmes simples qui permettent de faire tourner. 1. L engrenage à deux roues dentées Le dispositif comporte une roue mobile sur un axe en vis-à-vis d une seconde roue dont la position est fixe. Au repos la première roue est décalée. Pour créer un système permettant de faire tourner la seconde roue, l enfant doit placer la première roue en face de la seconde. 2. L engrenage à vis sans fin Idem en remplaçant la première roue par une vis sans fin. La vis et la roue sont toujours en contact. Moteur = vis. Le poisson est ce qui tourne avec la roue.

5 3. L engrenage à crémaillère Le dispositif comporte une crémaillère mobile en vis-à-vis d une roue dont la position est fixe. Au repos la crémaillère est écartée de la roue. Pour créer un système permettant de faire tourner la roue, l enfant doit d abord pousser la crémaillère sur la roue. Moteur = crémaillère. Les ailes de l oiseau sont ce qui tourne avec la roue. 4. Deux poulies reliées par une courroie Deux poulies reliées par une courroie sont placées l une en face de l autre. Module : Lever Questionnement : comment soulever un objet? Objectif : permettre à l enfant de découvrir les systèmes simples qui permettent de lever une charge. 1. La poulie simple Les enfants tirent sur une corde. C est difficile, mais possible de soulever le sac, car la poulie ne fait que changer la direction de l effort. 2. Le «palan» à trois poulies Les enfants tirent sur une corde. C est plus facile de soulever le sac avec ce système à trois poulies. 3. Le plan incliné Les enfants tirent le sac en haut d un plan incliné. C est plus facile pour faire monter l objet d une certaine hauteur, mais il faut plus de temps. L objet glisse facilement sur le plan incliné. 4. Le levier Les enfants appuient sur un levier de type «tapecul» pour soulever le sac fixé dessus à une extrémité. Le levier est maintenu à son emplacement. Sur le bras de levier apparaissent plusieurs marquages pour comparer la force nécessaire selon la distance au pivot. Module : Serrer Questionnement : comment saisir et serrer un objet? Objectif : permettre à l enfant de découvrir les systèmes simples qui permettent de serrer un objet. 1. La rotation d une vis sans fin L enfant place sa noix de coco entre deux mâchoires. Puis, il tourne une vis sans fin pour serrer sa noix de coco dans un étau. 2. La rotation d une roue dentée couplée à une crémaillère L enfant place sa noix de coco sous une presse. Puis, il tourne la roue dentée pour la serrer. 3. Le double levier à pivot externe L enfant place sa noix de coco entre les deux bras du dispositif. Puis, il rapproche les deux bras pour la serrer.

6 4. Le double levier à pivot interne L enfant place sa noix de coco entre les deux mâchoires du dispositif. Puis, il rapproche les deux bras pour la serrer. Module : Tirer Questionnement : comment tirer un objet? Objectif : permettre à l enfant de découvrir les systèmes simples qui permettent de tirer un objet. Un canot est attaché par une corde à un treuil vertical placé en vis-à-vis d une plate forme étroite sur laquelle le canot peut aller et venir. Il est possible de tirer le canot d un côté avec le treuil et de l autre avec une corde libre.

7 Déroulement de l animation Durée totale de l animation : 1h15 Capacité maximale d accueil : 1 classe Une première partie va permettre d introduire le scénario et de donner les consignes pour la suite de la visite. En effet la classe sera divisée en 4 groupes, accompagnés d un adulte, pour aller explorer les différentes îles. Une fois que chaque groupe aura visité les quatre domaines, l animateur invitera tout le monde à se rassembler pour la conclusion. Le rôle des accompagnateurs et des animateurs de L Arche des métiers. En introduction à chaque module, un panneau-texte simple et court invite l enfant à expérimenter. C est la consigne lue par l adulte, elle éveille la curiosité de l enfant et donne des indications. Ces textes lus par l adulte créent ainsi des situations d échanges entre les enfants et leurs accompagnateurs. Relations avec les savoirs, savoir être et savoir-faire Relation avec les savoirs : Il observe, il pose des questions et progresse dans la formulation de ses interrogations vers plus de rationalité. Il apprend à adopter un autre point de vue que le sien propre et sa confrontation avec la pensée logique lui donne le goût du raisonnement. Découvrir les objets Les enfants découvrent les objets techniques usuels (lampe de poche, téléphone, ordinateur...) et comprennent leur usage et leur fonctionnement : à quoi ils servent, comment on les utilise. Ils prennent conscience du caractère dangereux de certains objets. Découvrir les formes et les grandeurs En manipulant des objets variés, les enfants repèrent d abord des propriétés simples (petit/grand ; lourd/léger). Progressivement, ils parviennent à distinguer plusieurs critères, à comparer et à classer selon la forme, la taille, la masse, la contenance. Structuration du langage : Enrichissement du vocabulaire dans un champ lexical précis. Relation avec les savoir être : Respecter les conditions d écoute et la prise de parole, respecter les consignes, être patient, apprendre à travailler en équipe et à respecter ses co-équipiers. Relation avec les savoir-faire : Ecouter, observer émettre une hypothèse, expérimenter, analyser, discuter, comparer, enrichir son vocabulaire, parler de ce que l on sait, parler de ce que l on croit.

8 Bibliographie Un espace lecture est situé dans l exposition. Des livres sont à votre disposition pour satisfaire la curiosité des enfants, vous informer et vous aider à préparer votre visite ou la prolonger... Avec les enfants Les mécanismes : principes et fonctionnement ARDLEY NEIL : Les machines. - BORDAS JEUNESSE (LE PETIT CHERCHEUR), Un livre d'expériences faciles à réaliser pour répondre aux questions concernant le fonctionnement des machines : grues, engrenages, courroies, leviers... BUTLER DAPHNÉ, MAWET DENIS-PAUL : Pourquoi les roues tournent-elles? - GAMMA JEUNESSE (PETIT CURIEUX), La roue dans ses multiples applications, dans la vie quotidienne ou dans l entreprise. Quelques photos illustrent des rouages en action. EVENO BERTRAND : Mega expériences. - NATHAN (L'ENCYCLOPEDIE VIVANTE), Des expériences pour découvrir et comprendre comment fonctionnent les objets et les machines qui nous entourent, ainsi que les grands principes scientifiques. LAFFERTY PETER, STREETER CLIVE : Force et mouvement. - GALLIMARD (PASSION DES SCIENCES), Plans inclinés, vis d Archimède, leviers et pivots, autant de machines anciennes ou récentes, à voir en situation, grâce aux nombreuses photos qui font l intérêt du livre : quelques pages en particulier pour le plaisir de feuilleter et découvrir les multiples applications des mécanismes. MARCHAND PIERRE, COSTA DE BEAUREGARD DIANE, SAIRIGNE CATHERINE DE : Des machines et robots. - GALLIMARD JEUNESSE (LES RACINES DU SAVOIR), Pour le plaisir des yeux, mi-album, mi-documentaire, un livre à toucher et à manipuler, des premiers mécanismes aux robots les plus évolués : les leviers, les poulies, les moulins, les horloges, les automates, les calculatrices, les machines-outils... RUSH CAROLINE, GORDON MIKE : Les leviers. - GAMMA JEUNESSE (JE DECOUVRE LES SCIENCES), Des expériences simples et illustrées pour décliner le fonctionnement des leviers : déplacer un objet, soulever un poids lourd, découvrir les leviers couramment utilisés dans la vie courante (ciseaux, casse-noix, brouette, tapecul...), autant d aspects développés ici. RUSH CAROLINE, GORDON MIKE : Les pentes. - GAMMA JEUNESSE (JE DECOUVRE LES SCIENCES), Pourquoi les Egyptiens avaient-ils besoin de plans inclinés pour construire les pyramides? Quelles sont les pentes utilisées à la maison?... Autant de thèmes abordés ici, illustrés de quelques expériences. RUSH CAROLINE, GORDON MIKE : Les poulies. - GAMMA JEUNESSE (JE DECOUVRE LES SCIENCES), Les poulies : des mécanismes pour hisser des lourdes charges (dans un déménagement par exemple), ou pour faciliter le levage dans de multiples occasions : les stores, l ascenseur dans la maison, les grues sur le chantier... RUSH CAROLINE, GORDON MIKE : Les roues et les engrenages. - GAMMA JEUNESSE (JE DECOUVRE LES SCIENCES), Depuis l antiquité, des roues simples aux engrenages plus complexes sont expérimentés pour le transport et le déplacement d objets lourds. Quelques expériences sont aussi déclinées...

9 Machines en action, machines à rêver ANNO MITSUMASA, KIMURA YOKO : Comment la terre est devenue ronde. - L'ECOLE DES LOISIRS, Poulies, cabestans, engrenages s égrènent le long des pages, retraçant ici la longue histoire des hommes et leurs représentations du monde au fil du temps. Un album, parcouru d enluminures aux tons ocres, tout en finesse où fond et forme se conjuguent harmonieusement. BANKS KATE, HALLENSLEBEN GEORG : Une nuit au chantier. - GALLIMARD-JEUNESSE, Tous les soirs, Papa vient embrasser Alex avant de coiffer son casque de chantier, car il travaille la nuit. Un soir, il apporte un casque pour Alex et ils partent ensemble à la rencontre d'autres travailleurs de la nuit du chantier de construction. BARTON BYRON : Sur le chantier. - ECOLE DES LOISIRS, Une journée de chantier où les hommes se mettent au travail en démolissant un immeuble, en creusant une route, en chargeant un camion ou en déchargeant des gravats... Un album pour voir des machines en pleine action. CHOUX NATHALIE : Les machines de Monsieur Albert. - MANGO JEUNESSE, Tout le monde a des soucis, certains ont recours à Monsieur Albert. Celui-ci construit des machines : des machines à câlins, des machines à faire les lits... Bientôt les gens n'ont plus rien à faire et à penser. Un jour un enfant se met à sangloter, aucune machine ne peut arrêter ses larmes... DOREMUS GAËTAN : Plus tard. - ROUERGUE (JEUNESSE), Gustave est un doux rêveur. Seule sa maman le rappelle à la réalité en disant "tu vas être en retard à l'école". Il part avec son cartable et son imagination sur le chemin de l'école en imaginant des inventions modernes et d'autres qui lui permettraient d'être à l'heure. Un album facétieux. DOUZOU OLIVIER : Yoyo l ascenseur. - ROUERGUE (JEUNESSE), L ascenseur, une machine qui sert à monter et descendre des charges? Pas seulement...! Il s agit ici de Yoyo, un ascenseur dont on ne voit pas les rouages ou les engrenages et qui permet de rêver... un album plein de fantaisie! MUNARI BRUNO, MONTALANT NATHALIE : Les machines de Munari. - CERA-NRS, L'auteur a imaginé et dessiné des machines ludiques et délirantes pour un usage futile voire inutile : humour, fantaisie et poésie. OUBRERIE CLEMENT, BOILEVE MARIANNE : La machine à rien. - HACHETTE JEUNESSE, Une machine, est-ce que ça sert toujours à quelque chose? Le professeur Dupontski avait un gros défaut : il ne concevait que des machines déjà inventées par d'autres depuis belle lurette! Et voilà qu'un matin son visage s'illumine : il se met à dessiner les plans très compliqués d'une machine révolutionnaire : la machine à rien. Beaucoup de dérision et d humour dans cet album... POIZAT CHLOE : Machines. - ROUERGUE (JEUNESSE), Images-machines avec les détails de chaque machine et un texte surréaliste, composé de mots inventés à partir d'un vocabulaire poético-technique. Chaque machine raconte sa propre histoire toujours un peu grinçante. Un album plein d humour pour les plus grands. Pour les plus grands Pour aller plus loin GALLUZZI PAOLO : Les ingénieurs de la Renaissance : de Brunelleschi à Léonard de Vinci. - CITE DES SCIENCES ET DE L'INDUSTRIE-LA VILLETTE, 1995.épuisé Ce livre, lié à l'exposition consacrée aux ingénieurs de la Renaissance, présente les réalisations techniques les plus marquantes de quelques artistes - ingénieurs qui ont précédé Léonard de Vinci. Il met ainsi en lumière un phénomène culturel d'importance : la "renaissance des machines".

10 JACOMY BRUNO : Une histoire des techniques. - SEUIL (POINTS), L évolution de nos sociétés est largement conditionnée par les techniques. Après un bref panorama synthétique, l ouvrage aborde chaque période de l histoire des techniques chronologiquement, s appuyant sur une personnalité ou un objet marquants, de l antiquité (la noria, le moulin à eau) jusqu'à une époque contemporaine (la civilisation industrielle). Un document de réflexion, accessible. JANICOT ANNIE, CHEVEL JEAN : J'imagine que j'fais comme ça. - CDDP DES ARDENNES, 1995 (26 mn) Ce film (vidéo VHS) rend compte des étapes essentielles de la démarche technologique : essais, expériences, tâtonnements, erreurs sont ici mis en œuvre au sein de projets artistiques. Cinq séquences de classe montrent l'environnement technologique installé à l'école maternelle et les diverses réalisations artistiques. Un document pour les animateurs ou enseignants. LAMARCHE HELENE : Le Léonard des enfants petits et grands. - MUSEE DES BEAUX-ARTS DE MONTREAL, 1987.épuisé Guide de l'exposition "Léonard de Vinci, ingénieur et architecte" (Musée des beaux-arts de Montréal), une occasion de découvrir la richesse des techniques de l époque. LAURIER PHILIPPE : Les machines de construction : de l'antiquité à nos jours. - PRESSES DE L'ECOLE NATIONALE DES PONTS ET CHAUSSEES, L'histoire des outils et des machines de construction est le reflet de l histoire humaine. Les grandes périodes historiques sont ici présentées avec leurs découvertes techniques, avec des figures marquantes tel Archimède, Léonard de Vinci ou Clément Ader. MACAULAY DAVID : Comment ça marche? - LAROUSSE, Le professeur Mammouth décline les mécanismes qui permettent aux enfants d'aborder les lois du mouvement et des forces... avec les plans inclinés, leviers, roues, engrenages, et leurs applications dans la vie et l environnement quotidiens, ceci par l intermédiaire de dessins et de schémas non dénués d humour. Un ouvrage destiné aux plus grands, et aux adultes. Mécaniques. - FRANCS ET FRANCHES CAMARADES (JEUNES ANNEES : ). Deux étapes sont ici découvertes : le principe (la pesanteur, le mouvement, les systèmes à réaction, la mesure de la force), puis la réalisation souvent collective et pratique d objets (nécessitant un matériel spécifique), concrétisation grandeur nature du mécanisme. Pour les grands... Opération levier. - OFFICE NATIONAL DU FILM DU CANADA (UNE MINUTE DE SCIENCES SVP), 2000 (1 mn 14) Cette séquence de film explique par le biais d animations simples comment un levier peut transformer un petit effort en une grande force. ORSATELLI JEAN : Les moulins : les moulins à vent, les moulins à eau. - JEANNE LAFFITTE, 1987.épuisé Les moulins à vent et les moulins à eau décrits avec de nombreux schémas, une façon de découvrir les mécanismes mis en œuvre. La roue contre la friction. - OFFICE NATIONAL DU FILM DU CANADA (UNE MINUTE DE SCIENCES SVP), 1998 (1 mn 14) Cette séquence de film expose à l'aide d'archives, d'animation et d'une narration, comment, grâce à l'invention du roulement à bille, on a réinventé la roue.

11 L Arche des Métiers, informations pratiques Des animations adaptées au public scolaire L Arche des Métiers a pour vocation de faire découvrir et de rendre accessible à tous, la culture scientifique, technique et industrielle en Ardèche. Une démarche pédagogique de projet : chaque animation est conçue sous forme de séquentiel tenant compte de l âge et du rythme de l élève, du niveau scolaire concerné dans une démarche d expérimentation active. Chaque séance est construite en amont avec l enseignant et dure environ 1h30 sachant qu il est possible de participer à plusieurs séances sur une même journée. Conçus et adaptés aux différents niveaux scolaires, les contenus des animations sont validés en amont par les partenaires de l Education Nationale de L Arche des Métiers. L Arche des Métiers, Un espace dédié à la Culture Scientifique, technique et Industrielle Centre de Culture Scientifique, Technique et Industrielle en Rhône-Alpes, L Arche des Métiers a pour vocation de faire découvrir et de rendre accessible à tous, cette culture en Ardèche. Ce lieu sensibilise prioritairement le jeune public aux sciences et aux évolutions technologiques et les initie à la démarche scientifique par des observations, des expérimentations et des réalisations techniques. Toute l année, L Arche des Métiers propose des animations thématiques en lien avec son espace muséographique permanent Le génie industriel des Boutières, image des industries ardéchoises. Plusieurs fois par an, elle propose aussi des animations en lien avec des expositions temporaires qui proviennent de la Cité des sciences et de l industrie, du réseau des CCSTI régional et national et autres L Arche des Métiers a également des actions scolaires sur l ensemble du département comme la coordination de la Fête de la science et les Exposciences.

12 Logistique d organisation Plan d Accès : Horaires et dates d ouverture Les horaires sont aménageables lors de la réservation, contactez nous le plus tôt possible afin d organiser au mieux votre visite. Fermeture annuelle en janvier. Tarifs par enfant (Enseignants et accompagnateurs gratuits) Forfait demi-journée 3.5 / élève qui comprend : - 1 animation - Le guide enseignant thématique - La mise à disposition d une salle pour pique-niquer Forfait journée 5 / élève qui comprend : - 2 animations - Les guides enseignants thématiques - La mise à disposition d une salle pour pique-niquer Au Cheylard suivre la direction centre ville. En car, se garer sur le parking de la Guinguette (à proximité du pont de l Hôtel de Ville) et prendre l accès piéton par la vieille ville. Bon à savoir Dans le cadre des sorties «patrimoine ardéchois», vous pouvez bénéficier d une aide du Conseil général de l Ardèche pour une prise en charge des transports. Le formulaire de demande de subvention est disponible sur le site internet de l Inspection Académique d Ardèche «Sorties patrimoine» Pour plus d informations, contacter : Franck VlLLAIN, Médiateur scientifique. Tel : L Arche des Métiers Place des tanneurs, LE CHEYLARD

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