Activité 43: Modélisation du transport des particules par les eaux de ruissellement

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1 Activité 43: Modélisation du transport des particules par les 1. EXTRAITS REFERENTIELS DU BO Partie : Géologie externe : évolution des paysages 2. PLACE DE L ACTIVITE DANS UNE PROGRESSION Chapitre I : Comment expliquer le modelé actuel du paysage étudié? 1. par l altération des roches sous l action de l eau 2. par la formation d un sol et/ou le transport des produits d altération 3. par la mise en place de dépôts sédimentaires Chapitre II : Comment reconstituer des éléments de paysages anciens? Chapitre III : En quoi l action de l Homme dans son environnement peut-elle influer sur l évolution des paysages? PIERRON 2006 Page 1 sur 7

2 3. PRESENTATION DE L ACTIVITE - Objectifs de connaissances Transport des particules ; érosion ; dépôt ; ; eaux courantes - Objectifs méthodologiques et/ou technologiques Utiliser un modèle dans le but de proposer une hypothèse explicative (Raisonner) - Liste du matériel Environnement proposé pour une introduction de l activité (données initiales) - K7 «la terre change en surface : les Vosges granitiques» Réf Echantillons granite sain/granite altéré/arène granitique «ensemble de la roche au sédiment» Réf Par poste de travail : - Arène granitique - Modèle de rivière Réf supports statifs Réf noix doubles Réf pinces en fourche Réf anneaux de supports Réf petites bouteilles plastiques d eau minérale vides et trouées - 2 béchers gradués 600 ml Réf ou autres récipient avec bec verseur d au moins 500 ml - Aquarium en plastique Réf Environnement proposé pour une généralisation des observations réalisées : - Caméra Didacam Réf Vidéoprojecteur (ou à défaut écran télé) PIERRON 2006 Page 2 sur 7

3 - Fiche technique Fabrication des dispositifs pour faire varier le débit d eau : voir par exemple fiche technique de la rivière Point d eau à proximité ou réserve d eau dans un récipient Evacuation d eau à proximité ou bassine/sceau - Intégration pédagogique 1. Dans ce chapitre, deux modelés du paysage local ont été observés (par exemple paysage granitique, paysage calcaire) et on cherche à en expliquer l aspect à travers l un ou l autre mécanisme de l érosion mais aussi par le transport des produits de l érosion par les eaux de ruissellement. 2. Le modèle de rivière utilisé ici fournit à la classe un outil qui permet d approcher des phénomènes (crues, ) ou des résultats de phénomènes (constituants du lit d une rivière en amont/aval, ) observables parfois très ponctuellement ou peu accessibles à l observation. Des hypothèses explicatives peuvent être proposées en rapport avec la vitesse du courant. Des correspondances seront établies avec la réalité, à partir de différentes observations sur le terrain ou de photographies : aspect du lit de ruisseau de montagnes, de rivières de vallées, de fleuves de plaines avec le détail de méandres, voire d estuaires/deltas On fera ainsi la relation entre transport et dépôt des sédiments fluviatiles, et on pourra s interroger sur leur devenir (chapitre suivant). 3. En fonction du nombre de modèles de rivières disponibles, on peut imaginer un TP tournant en intégrant cette activité avec un TP précédent en lien avec l érosion. PIERRON 2006 Page 3 sur 7

4 Fiche élève - 5 e Nom : Prénom : Classe : Date : Evaluation expérimentale de S.V.T. Activité 43: Modélisation du transport des particules par les Vous avez pu observer que le lit des (ruisseau, rivière, fleuve ) montre des morceaux de roches de différentes tailles et formes. Vous avez aussi montré précédemment qu on peut retrouver au bas de certains affleurements des morceaux de roches de même nature, issus de la désagrégation des roches en place dans le soussol. Votre objectif est de rechercher des hypothèses précisant comment ces particules ont pu être transportées par ces en utilisant un modèle de rivière. Pour ceci, vous disposez du matériel suivant : Modèle de rivière - 3 dispositifs permettant de varier le débit d eau - Un récipient avec des produits d érosion récupérés au bas d un affleurement de roches 1.a. Préparez un 1er montage en mettant un petit tas de produits d érosion en haut du modèle et en plaçant le dispositif «faible débit». Que pouvez-vous dire de la taille des particules des produits d érosion. Appelez le professeur lorsque le montage est prêt. 1.b. Versez 1 litre d eau dans le dispositif. Décrivez par une ou deux phrases ce que deviennent les particules issues de l érosion. 2.a. Préparez un nouveau montage en remettant un peu de produits d érosion et en plaçant le dispositif «moyen débit».appelez le professeur lorsque le montage est prêt. 2.b. Versez 1 litre d eau dans le dispositif. Décrivez par une ou deux phrases ce que deviennent les particules issues de l érosion. 3..Faites de même en utilisant le dispositif «débit fort». 4. Comparez les résultats obtenus et proposez une hypothèse expliquant de quoi dépend le transport des particules dans les. 5. On peut aussi modifier l inclinaison du modèle. Que peut-on modéliser en variant cette inclinaison? Proposez une expérimentation qui permette de le faire sous forme d un texte ou d un schéma. PIERRON 2006 Page 4 sur 7

5 FICHE ELEVE CORRIGÉE Activité 43 : Modélisation du transport des particules par les Votre objectif est de rechercher des hypothèses précisant comment ces particules ont pu être transportées par ces en utilisant un modèle de rivière Pour ceci, vous disposez du matériel suivant : - Modèle de rivière - 3 dispositifs permettant de varier le débit d eau - Un récipient avec des produits d érosion récupérés au bas d un affleurement de roches 1. Description des produits d érosion présents au départ : Les produits d érosion sont constitués de morceaux plutôt anguleux de différentes tailles. Résultats observés avec le montage «débit faible» Seules les plus petites particules (sables, ) ont été emportées par l eau. Les plus gros morceaux ont été légèrement dégagés. PIERRON 2006 Page 5 sur 7

6 3. Résultats obtenus avec un débit plus fort : Des particules plus grosses sont emportées. Les gros morceaux sont entièrement dégagés en amont. Plus on va vers l aval, plus les particules emportées sont petites. 4. Comparez les résultats obtenus et proposez une hypothèse expliquant de quoi dépend le transport des particules dans les. Les particules emportées sont d autant plus grosses que le débit est important. Le transport des particules issues de l érosion dans les dépend de la vitesse du courant. 5. On peut aussi modifier l inclinaison du modèle. Que peut-on modéliser en variant cette inclinaison? Proposez une expérimentation qui permette de le faire sous forme d un texte ou d un schéma. L inclinaison du modèle correspond à la pente naturelle des : forte sur les versants des régions montagneuses, moyenne dans les vallées et de plus en plus faible dans les plaines au fur et à mesure qu on se rapproche d un océan ou d une mer. On peut modéliser ces trois zones, avec un même débit d eau (moyen par ex.) : on peut chercher à observer les résultats pour une inclinaison très faible, une inclinaison moyenne et une inclinaison forte du modèle. PIERRON 2006 Page 6 sur 7

7 Fiche professeur- 5 e Activité 43 : Modélisation du transport des particules par les PISTES D EVALUATION pour la compétence : «Utiliser un modèle dans le but de proposer une hypothèse explicative (Raisonner)» CRITERES DE REUSSITE RESULTATS BAREME Tailles des produits d érosion décrites 1 Montages successifs correctement réalisés 3 Résultats obtenus décrits par des phrases 3 Hypothèse explicative formulée 2 Nouvelle expérimentation proposée 1 TOTAL 10 PIERRON 2006 Page 7 sur 7