Volcans d'auvergne Fiche enseignant - Cycle 3 Objectifs - Reconnaître deux types de volcanisme sur les trois types existants - Comprendre leur formation - Aborder la notion de risques et de dangers pour la population - Découvrir quelques notions d'histoire des sciences Connaissances et attitudes - Montrer que la Terre présente des phénomènes dynamiques internes. - Utiliser le langage scientifique - Observer, questionner et formuler une hypothèse Durée : 1 heure par classe. La classe est divisée en deux groupes et fera 2 activités en alternance. Lieu : salle d animation et salle d'histoire des sciences (entresol espace Lavoisier). Encadrement : avec animateur Matériel : un document par enfant préalablement photocopié par l enseignant ou un document pour la classe avec des élèves chargés de prendre les notes. Déroulement des activités Activité avec l'animateur (30 min pas de fiche élève) I Deux types de volcanisme : effusif et explosif Nous allons faire deux expériences. Expérience 1 : mise en évidence du volcanisme de type effusif. Dans une boîte en plastique avec un couvercle troué seront mélangés : du bicarbonate, de l eau, de la peinture rouge et du vinaigre. L eau et la peinture rouge représentent la lave. La réaction chimique entre le vinaigre et le bicarbonate produit des gaz qui propulsent l eau colorée hors de la boîte. Lors d une éruption effusive, les gaz s échappent facilement sous forme de bulles. Celles-ci explosent et entraînent ainsi des fragments dans les airs. Ces fragments sont des scories, des
bombes et des cendres qui en retombant fabriquent un cône par accumulation. Dégazée, la lave fluide s écoule sans difficulté puis refroidit rapidement. C est une éruption de type effusif : caractérisée par la formation d un cône de scories et des coulées de lave. Une fois solidifiée, une lave se transforme en roche volcanique. Des échantillons de basalte (pour les plus liquides) et de trachy-andésite (pour les laves plus visqueuses) seront présentés au groupe. Expérience 2 : mise en évidence du volcanisme de type explosif. Dans une boîte en plastique avec un couvercle non-troué seront mélangés : du bicarbonate et du vinaigre. Les gaz produits par l action du vinaigre sur le bicarbonate ne peuvent pas s échapper et le bouchon explose sous l effet de la pression. Lors d une éruption de type explosif, la lave qui est visqueuse ne s écoule pas et reste sur place. Il se crée un bouchon de lave qui obstrue la sortie. Les gaz ne peuvent pas s échapper et poussent la lave ; lentement, ils construisent le dôme. Ce dernier peut s effondrer et permet ainsi aux gaz de s échapper en produisant de violentes explosions. Ces dernières pulvérisent tout ou une partie du dôme. C est une éruption de type explosif, caractérisée par la formation d un dôme et des coulées pyroclastiques (voir II). Une fois solidifiée, une lave se transforme en roche volcanique. Un échantillon de trachytes (laves pâteuses) sera présenté au groupe. II Le puy de Dôme : volcanisme de type explosif. Les coulées pyroclastiques du volcanisme explosif Une nuée ardente est un nuage de gaz transportant des masses considérables de débris de lave (de la cendre aux blocs). C est une coulée pyroclastique. Elles sont produites uniquement par le volcanisme explosif (température 900 C et vitesse : 500 km/h maximum). a) Une modélisation analogique (modèle réduit) du phénomène de nuées ardentes sera effectuée dans une cuve à eau. On pourra observer le mécanisme de leur mise en place et leurs conséquences sur le milieu. Dans une cuve remplie d eau, on localisera symboliquement la ville de Clermont-Ferrand et le puy de Dôme. Cette cuve est munie d un réservoir dans lequel on ajoutera du talc. Mélangées, les particules de talc sont mises en suspension dans l eau du réservoir. Ce dernier, ouvert brusquement, libérera le mélange dense de talc. Il se propagera alors «en avalanche» au fond de la cuve, comme les nuées ardentes. b) Discussion autour des risques et les dangers du volcanisme On partira de la question suivante : lequel des deux types de volcanisme est le plus dangereux? Voici quelques éléments de réponse : le volcanisme explosif est plus dangereux que le volcanisme effusif car : -les nuées ardentes se propagent plus rapidement que les coulées de laves. -on ne peut les freiner ou les dévier, contrairement aux coulées de lave.
Peut-on prévoir une éruption? Les volcanologues ont à leur disposition des instruments et des techniques pour essayer de les prévoir. L'objectif est de pouvoir prévenir la population et de permettre l'évacuation. Compléments scientifiques Les laves des volcans effusifs deviennent soit des basaltes (pour les plus liquides) soit des trachyandésites (pour les laves plus visqueuses). Les laves des volcans explosifs deviennent des trachytes (laves pâteuses). Nom de la roche Basalte Trachy-andésite Trachyte Couleur Couleur foncée Gris foncé Gris très clair Densité Dense (lourde par rapport aux autres) Dense Légère Présence de bulles Sans bulle Bulleuse Sans bulle Aspect des cristaux Cristaux verts de petite taille Petits cristaux brillants et transparents Quelques cristaux visibles : cristaux noirs et cristaux transparents et brillants Volcanisme Effusif Effusif Explosif Activité en autonomie (30 min fiche élève) I - Bureau d'henri Lecoq Les réponses pour la fiche-élève sont en italique. 1- Observer la carte présentée dans le bureau, que représente-t-elle? C'est une carte géologique du Puy-de-Dôme. Elle est à l'échelle : 1/40 000. Cette carte a été faite par Henri Lecoq en 1831. Elle a été publiée dans un atlas géologique en 24 grandes feuilles pliées. Ces feuilles mises côte à côte forment l'atlas. Un atlas est un ensemble ordonné constitué principalement de cartes. 2- Chercher la légende, à quoi correspondent les couleurs? Les couleurs correspondent aux différentes natures du sous-sol, par exemple, le trachyte (roche volcanique) est représenté en vert foncé. 3- Que collectait-il en même temps qu'il faisait la cartographie? Il collectait des échantillons de roches et de minéraux qu'il rangeait dans des caisses en bois avec le paysage correspondant et la localisation de ces roches et minéraux. 4- En complément de la carte et des échantillons, il faisait aussi des dessins et des coupes stratigraphiques. Une coupe stratigraphique est une section de terrain où apparaissent les différentes couches qui le composent avec leur nature et leur épaisseur.
Qui a fait en premier des coupes stratigraphiques (panneau Histoire des collections, oeuvres géologiques)? C'est Antoine Laurent de Lavoisier. II La collection de Lavoisier 5- Quels sont les points communs entre Lavoisier et Lecoq? a- Ils ont tous les deux participé à un atlas géologique : celui du Puy-de-Dôme pour Lecoq, en 1861 et celui de minéralogie de la France pour Lavoisier en 1778. c- Ils ont tous les deux fait des collections de roches et minéraux. L'atlas minéralogique de France a été initié par Jean-Etienne Guettard. Ce dernier est connu en Auvergne pour avoir, le premier, en 1751-52, émis l'hypothèse que les monts d'auvergne étaient des volcans éteints. 6- Dans quel type de contenant est conservée une partie de la collection de Lavoisier? Une partie est conservée dans des bocaux en verre. 994 échantillons sont conservés en bocaux et plus de 2000 sont conservés hors bocaux. Pour aller plus loin Diaporama «Petite histoire d'un volcan gris». Vous trouverez un fichier pdf «Petite histoire d un volcan gris» qui retrace en image la formation du puy de Dôme. Une version powerpoint animée existe ; pour la recevoir, merci de contacter le service des publics par mail : publics.lecoq@ville-clermont-ferrand.fr Animation où l'on peut faire varier les paramètres des laves et voir les différents types d'éruption (exemple du puy de Dôme : lave visqueuse et peu de gaz). http://www.cite-sciences.fr/francais/ala_cite/evenements/quand-la-terregronde/volcans/eruptions-volcaniques.html Atlas géologique du Puy de Dôme (Henri Lecoq, 1861) en ligne http://www.hstl.crhst.cnrs.fr/i-corpus/histmap/cartesgeologiquesfrance/mapslist.php#puy %20DE%20D%C3%94ME - planche 1 : légende - planche 6 : tableau d'assemblage. - planche 7 : couverture avec échelle. - planche 10 : Clermont-Ferrand - planche 16 : Beaumont - Aubière Pour d'autres séquences en classe : édition Retz, 15 séquences de sciences au CM1.
Volcans d'auvergne Fiche élève - Cycle 3 Entresol du muséum 1- Observer la carte présentée dans le bureau d'henri Lecoq, que représente-t-elle?. Cette carte a été faite par Henri Lecoq en 1861. Elle est à l'échelle : 1/40 000. Elle a été publiée dans un atlas géologique en 24 grandes feuilles. 2- Chercher la légende, à quoi correspondent les couleurs? Les couleurs correspondent aux différentes natures : a. des plantes b. du sous-sol. c. du relief 3- Observe les caisses en bois au pied du bureau, que collectait-il en même temps qu'il faisait la cartographie?. 4- En complément de la carte et des échantillons, il faisait aussi des dessins et des coupes stratigraphiques*. Qui a fait, en premier, des coupes stratigraphiques* (panneau Histoire des collections, oeuvres géologiques)?. 5 - Quels sont les points communs de Lavoisier et Lecoq? a- Ils ont tous les deux participé à un atlas géologique : celui du Puy-de-Dôme pour Lecoq, en 1861 et celui de minéralogie de la France pour Lavoisier en 1778. b- Ils ont vécu au même siècle. c-ils ont tous les deux fait des collections de roches et minéraux. L'atlas minéralogique de France a été initié par Jean-Etienne Guettard. Ce dernier est connu en Auvergne pour avoir le premier (en 1752) émis l'hypothèse que les monts d'auvergne étaient des volcans éteints. 6 - Dans quel type de contenant est conservée une partie de la collection de Lavoisier?. *coupe stratigraphique : Section de terrain où apparaissent les différentes couches qui le composent avec leurs natures et leurs épaisseurs.