Thème Science, climat et société Utilisation du logiciel MINUSC sur internet pour montrer les effets de l’hydrolyse sur l’orthose et la biotite, deux minéraux granitiques 1) Niveau : Seconde/Les enjeux contemporains de la planète/Géosciences et dynamique des paysages/L’érosion, processus et conséquences 2) Connaissances L’érosion affecte la totalité des reliefs terrestres. L’eau est le principal facteur de leur altération (modification physique et chimique des roches) et de leur érosion (ablation et transport des produits de l’altération). L’altération des roches dépend de différents facteurs dont la nature des roches (cohérence, composition), le climat et la présence de végétation. 3) Compétences en jeu pour la seconde Concevoir et mettre en œuvre des stratégies de résolution. Observer, questionner, formuler une hypothèse, en déduire ses conséquences testables ou vérifiables, expérimenter, raisonner avec rigueur, modéliser. Justifier et expliquer une théorie, un raisonnement, une démonstration. Interpréter des résultats et en tirer des conclusions. Utiliser des outils numériques. Utiliser des logiciels d’acquisition, de simulation et de traitement de données. 4) Description de l'activité : Avec Minusc les élèves prennent connaissance des changements de proportion des atomes lors de l’hydrolyse de deux minéraux du granite : Hydrolyse de la biotite en chlorite et hydrolyse de l’orthose en kaolinite. Les effets de l’hydrolyse sont constatés par une augmentation du pourcentage d’hydratation du minéral lors de sa transformation ainsi que par par la disparition d’ions : fe3+ et le K+ pour la biotite, le K+ pour l’orthose.
5) Place de l’activité dans la démarche Les élèves ont constaté les effets de l’érosion sur le paysage avec par exemple un document montrant la diminution de l’altitude des chaines de montagne. Le problème porte sur l’altération du granite en une arène granitique. Les élèves découvrent que, lors de ce processus, les biotites sont chloritisées et l’orthose est transformée en un minéral argileux, la kaolinite. L’hypothèse porte sur le rôle de l’eau dans la transformation des deux minéraux.
6) différenciation de l’activité Les élèves peuvent présenter des degrés de maîtrise informatique très différents. Pour les plus rapides, une activité complémentaire peut consister à expliquer l’accumulation d’oxydes de fer dans l’arène granitique, contrairement à la fuite de potassium, grâce au diagramme de Goldschmidt. On peut aussi imaginer un travail de groupe avec partage des tâches (ce que j’ai choisi en classe) : Chaque binôme complète le tableau de l’onglet formule pour un minéral (biotite, chlorite, orthose, ou kaolinite). Les copies d’écrans sont enregistrées au format image dans un dossier partagé. Les élèves puisent ensuite dans le dossier partagé pour concevoir un document numérique qui compare les tableaux de la biotite et de la chlorite et (ou) de l’orthose et de la kaolinite. La synthèse peut aussi être réalisée sur un pad partagé par la classe pour la comparaison des tableaux et la réponse à l’hypothèse. 7) Cohérence verticale : contenu et savoirs faire Le métamorphisme schiste vert des métagabbros de la plaque lithosphérique océanique et les transformations minéralogiques associées à la subduction sont aussi l’occasion de réutiliser le logiciel Minusc. Ainsi, l’activité réalisée en seconde peut préparer les élèves au cours de spécialité de première spécialité. 8) Outils et logiciels nécessaires : MinUSc 10) Complément scientifique : Les réactions d’hydrolyse et la production d’argiles sur le site de l’ifé Altération du granite - Site de Flamanville (Manche)
Nom de l'Auteur et mail : Yann Maillard |