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Thème La planète Terre, l'environnement et l'action humaine

Publié le 9 févr. 2024 Modifié le : 12 févr. 2024

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Le  vendredi 9 février 2024

scénario didactisé, avec plusieurs activités pour aborder les géosciences en cycle 4

Plusieurs activités numériques (tectoglob3D, Google earth, tableurs) intégrées dans ce scénario autour du séisme du Teil

  • Les activités proposées sur le séisme du Teil

    Scénario didactisé, avec plusieurs activités numériques intégrées pour aborder les géosciences en cycle 4

     

    Sommaire :

     Eléments généraux du scénario didactisé géosciences cycle 4

    Les étapes du scénario didactisé géosciences cycle 4

    • Séance 1 : à partir de différentes ressources rechercher par groupes de travail les premiers indices possibles permettant de formuler des hypothèses sur la ou les causes responsables des dégâts observés dans une vidéo, tournée dans le hameau de Mélas, commune du Teil.

    image vidéo dégâts séisme Teil miniature  

    • Séance 2 : Localisation d’un épicentre avec tectoglob3D, et repérage de l‘épicentre sur la carte géologique pour en chercher l’origine

    tectoglob3D cercle des distances - miniature

     

    • Séance 3. Utilisation de Google Earth pour mettre en relation les indices de surface d’un séisme avec les structures géologiques observées sur une carte et les activités humaines

    google earth miniature

     

    • Séance 4. Utilisation de tableurs (source EDUMED) contenant des données de pluviométrie pour rechercher un événement climatique exceptionnel et ainsi aborder la géodynamique externe et les aléas météorologique

    activité tableur miniature

     

    • Séance 5. Expliquer des phénomènes météorologiques et climatiques
    • Séance 6. Modéliser les effets d’un séisme sur des constructions en matériaux différents
    • Séance 7. Notion de risques
    • Séance 8. Synthèse : argumenter à l’oral
    • Autrice

     

     

    Cycle 4 : compétences travaillées et domaine du socle de la cinquième à la troisième

     

    La maîtrise du socle commun de connaissances, de compétences et de culture est évaluée pour chacun des cinq domaines de formation :

    1. Les langages pour penser et communiquer
    2. Les méthodes et les outils pour apprendre
    3. La formation de la personne et du citoyen
    4. Les systèmes naturels et les systèmes techniques
    5. Les représentations du monde et de l'activité humaine

     

    Compétences mobilisées par le scénario proposé :

    Pratiquer des démarches scientifiques

    Proposer une ou des hypothèses pour résoudre un problème ou répondre à une question. Concevoir et mettre en œuvre des expériences ou d’autres stratégies de résolution pour tester cette ou ces hypothèses.

    Interpréter des résultats et en tirer des conclusions.

    1,2,4

    Pratiquer des langages

    - Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes : tableaux, graphiques, diagrammes, dessins, conclusions de recherches, cartes heuristiques, etc.

    - Représenter des données sous différentes formes, passer d’une représentation à une autre et choisir celle qui est adaptée à la situation de travail.

    1,4

    Utiliser des outils numériques

    - Utiliser des logiciels d’acquisition de données, de simulation et des bases de données.

    2

    Adopter un comportement éthique et responsable

    - Identifier les impacts (bénéfices et nuisances) des activités humaines sur l’environnement à différentes échelles.

    - Fonder ses choix de comportement responsable vis-à- vis de sa santé ou de l’environnement sur des arguments scientifiques.

    3,4,5

     

     

    Programmation SVT cycle 4

    3 années de 45h (30 semaines à 1,5h/semaine)

    3 thèmes de durée équivalente, soit 30 semaines de 1,5 h par thème

     

     

    Extrait du BO

    (en vert, les parties traitées dans le scénario proposé)

    Thème 1 : La planète Terre, l’environnement et l’action humaine (30 semaines)

    A) Expliquer quelques phénomènes géologiques à partir du contexte géodynamique global.

    • La Terre dans le système solaire, le globe terrestre, dynamique interne et tectonique des plaques lithosphériques ; séismes, éruptions volcaniques.
    • Ères géologiques

     

    Les exemples locaux ou régionaux ainsi que les faits d’actualité sont à privilégier tout comme l’exploitation de banques de données, de mesures, d’expérimentation et de modélisation.

     

    B) Expliquer quelques phénomènes météorologiques et climatiques.

    • Météorologie ; dynamique des masses d’air et des masses d’eau ; vents et courants océaniques.
    • Différence entre météo et climat ; Les grandes zones climatiques de la Terre et la répartition des faunes et des flores.
    • Les changements climatiques passés (temps géologiques) et actuels (influence des activités humaines sur le climat notamment par l’émission de gaz à effet de serre) ; leurs conséquences sur la répartition des êtres vivants.

    Toutes les notions liées aux aléas et aux risques peuvent être abordées à partir des phénomènes liés à la géodynamique externe puis réinvesties dans le domaine de la géodynamique interne ou inversement (ex. : aléas météorologiques ou climatiques, séismes, éruptions volcaniques, pollutions et autres risques technologiques…).

     

    C) Relier les connaissances scientifiques sur les risques naturels (ex. : séismes, cyclones, inondations) ainsi que ceux liés aux activités humaines (pollution de l’air et des mers, réchauffement climatique, montée du niveau des océans…) aux mesures de prévention (quand c’est possible), de protection, d’adaptation, ou d’atténuation.

    • Les phénomènes naturels : risques et enjeux pour l’être humain.
    • Notions d’aléas, de vulnérabilité et de risque en lien avec les phénomènes naturels ; prévisions.

     

    Toutes les notions liées aux aléas et aux risques peuvent être abordées à partir des phénomènes liés à la géodynamique externe puis réinvesties dans le domaine de la géodynamique interne ou inversement (ex. :

    Aléas météorologiques ou climatiques, séismes, éruptions volcaniques, pollutions et autres risques technologiques…).

     

    D) Caractériser quelques-uns des principaux enjeux de l’exploitation d’une ressource naturelle par l’être humain, en lien avec quelques grandes questions de société.

    • L’exploitation de quelques ressources naturelles par l’être humain (eau, sol, pétrole, charbon, bois, ressources minérales, ressources halieutiques…) pour ses besoins en nourriture et ses activités quotidiennes.

    Expliquer les choix en matière de gestion de ressources naturelles à différentes échelles.

    Expliquer comment une activité humaine peut modifier l’organisation et le fonctionnement des écosystèmes en lien avec quelques questions environnementales globales.

    Analyser les impacts engendrés par le rythme, la nature (bénéfices/nuisances), l’importance et la variabilité des actions de l’être humain sur l’environnement.

    • Quelques exemples d’interactions entre les activités humaines et l’environnement, dont l’interaction être humain
    • biodiversité (de l’échelle d’un écosystème local et de sa dynamique jusqu’à celle de la planète).

     

     

     

     

    Proposition de scénario : 8 semaines sur les niveaux cinquième/quatrième

     

     

     

     

    Séance 1 : Formuler des hypothèses sur la ou les causes responsables des dégâts observés dans une vidéo du village du Teil

     

    Compétence

    Pratiquer des langages

     

    Connaissances et capacités associées

    La planète Terre, l’environnement et l’action humaine
    Les phénomènes naturels : risques et enjeux pour l’être humain.

    Notions d’aléas, de vulnérabilité et de risque en lien avec les phénomènes naturels ; prévisions.

     

    Extraire des informations, argumenter, formuler des hypothèses

     

    Objectifs de l’activité et sa place dans la démarche

    Constat à faire : de vieilles bâtisses effondrées dans le hameau de Mélas sur la commune du Teil

     

    Description de l’activité

    Temps estimé : 1,5 heure. Les élèves sont répartis en ateliers (groupe d’élèves) avec une ressource par atelier. Ils doivent rechercher les premiers indices possibles permettant de formuler des hypothèses sur la ou les causes responsables des dégâts observés.
    La synthèse se fait par présentation orale :  un orateur par atelier présente les arguments qu’ils ont identifiés comme une cause probable de cet événement.

    image vidéo dégâts séisme Teil 

    Résultats attendus

    Atelier 1 : des dégâts en surface (maisons anciennes effondrées, route déformée) une origine interne de type tremblement de Terre lié à la tectonique des plaques est la cause la plus probable identifiée

    Atelier 2 : activité humaine : exploitation de roches dans une carrière depuis plusieurs décennies, possibilité de provoquer des séismes si à côté d’une faille déjà existante.

    Atelier 3 : tremblements important, bruit d’explosion. Origine interne ou externe possible ?

    Atelier 4 : les fortes pluies peuvent modifier les contraintes sur les failles qui existent et peuvent déclencher des tremblements de Terre

     

    Hypothèses sur les causes probables de cet événement :

    • Un séisme : lien avec l'activité interne de la Terre
    • L’activité humaine : carrière
    • L’activité externe de la Terre : la météo, pluie

     

    Réflexion sur les axes de recherche à mener pour identifier les causes les plus probables : vérifier les hypothèses par des recherches de données, des expérimentations.

     

    Ressources

    Lien vers le fichier pdf séance 1 contextualisation

    Articles de presse, photos, témoignages.

     

    Séance 2 : Localisation d’un épicentre avec tectoglob3D, et repérage de l‘épicentre sur la carte géologique pour en chercher l’origine

     

    Compétences (BO)

    Utiliser des outils numériques

     

    Connaissances et capacités associées

    La Terre dans le système solaire, le globe terrestre, dynamique interne et tectonique des plaques lithosphériques ; séismes, éruptions volcaniques.
    Les exemples locaux ou régionaux ainsi que les faits d’actualité sont à privilégier tout comme l’exploitation de banques de données, de mesures, d’expérimentation et de modélisation.
    Les paysages qui m’entourent, composantes géologiques et biologiques d’un paysage

    Les phénomènes naturels : risques et enjeux pour l’être humain.

     

     

     

    Objectifs de l’activité et sa place dans la démarche

    Comprendre comment retrouver l’épicentre d’un séisme à partir de différents enregistrements sismographes.

    Définir ce qu’on appelle séisme. Mettre en relation l’activité sismique de la Terre avec les dégâts apparents en surface.

    Utiliser des outils numériques : logiciel tectoglob3D et fichier sismo.

     

     

    Description de l’activité

    Durée 1h30. Utilisation de tectoglob3D pour charger les données sismiques de trois stations ayant enregistré le séisme du Teil, dans le but retrouver l’épicentre du séisme par intersection des cercles de distance entourant chaque station.
    La localisation de l’épicentre est ensuite comparée aux coordonnées GPS de la ville du Teil.

    tectoglob3D cercle des distances 

     

    L’ouverture de la carte géologique de la France métropolitaine permet ensuite de mettre en relation l’épicentre avec les accidents géologiques observables sur la carte géologique.

    Tectoglob3D carte geol épicentre 

     

    Ressources

     

    ens seisme Le teil

     

     

     

    Séance 3. Utilisation de Google Earth pour mettre en relation les indices de surface d’un séisme avec les structures géologiques observées sur une carte et les activités humaines

     

     

    Compétences (BO)

    Utiliser des outils numériques

     

    Connaissances et capacités associées

    Objectifs de l’activité et sa place dans la démarche

    Mettre en relation les indices de rupture en surface avec les structures géologiques observées sur une carte géologique

     

    Description de l’activité

    Activité 1h30. Avec google earth, ouvrir un fichier kmz pour prendre connaissance de photos de terrain et repérer des zones de rupture. On se rend ainsi compte que tous les indices de rupture en surface correspondent à un ensemble de failles préexistantes au séisme de 2019.

    Un lien peut être fait entre l’activité sismique et les failles et l’existence d’indices de terrains (cassures, fractures) à proximité de failles

    google earth indice 3

     

    Ressources

    https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/seisme-Le-Teil-novembre-2019.xml

    Fichier Google Earth : Les fichiers sont zippés pour être téléchargés, il faut les extraire ensuite sur l'ordinateur pour pouvoir les ouvrir avec google earth

    Fichier contenant les indices
    Fond de carte géologique dans google earth

     

     

    Séance 4. Utilisation de tableurs (source EDUMED) contenant des données de pluviométrie pour rechercher un événement climatique exceptionnel et ainsi aborder la géodynamique externe et les aléas météorologique

     

    Compétences (BO)

    Utiliser des outils numériques

     

    Connaissances et capacités associées

    Météorologie ; dynamique des masses d’air et des masses d’eau.
    Les phénomènes naturels : risques et enjeux pour l’être humain.
    Notions d’aléas, de vulnérabilité et de risque en lien avec les phénomènes naturels ; prévisions.

    Objectifs de l’activité et sa place dans la démarche

    Réaliser des graphiques de la pluviométrie en fonction du temps (de septembre à novembre) dans la région du Teil pour tester l’hypothèse de l’effet de fortes pluies sur l’activation de failles et mettre en évidence le fait qu’il n’y a pas eu d’événement exceptionnel en 2019 : les mêmes épisodes pluvieux sont repérés à la même période chaque année.

     

    Description de l’activité

    Activité 1h30.

    Des fichiers différents contenant les données brutes obtenues sur 3 années précédant le séisme, sont fournies par binôme. Ils doivent sélectionner les colonnes des dates et de pluviométrie, choisir le bon type de diagramme (nuage de points) et compléter les éléments de communication nécessaires : titre et légendes.

     

    activité tableur pluviométrie

     

    Ressources

    Le fichier donnes_meteo.zip contient les tableurs récupérés pour les années 2017, 2018, 2019, 2020, et 2022.

    EDUMED : site source des données présentes dans les tableurs fournis. La station est celle de Montélimar.

    http://edumed.unice.fr/data-center/meteo/archives_meteo.php

     

     

     

    Séance 5. Expliquer des phénomènes météorologiques et climatiques

     

    Compétences (BO)

    Utiliser des outils numériques

     

    Connaissances et capacités associées

    Météorologie ; dynamique des masses d’air et des masses d’eau.

    Les phénomènes naturels : risques et enjeux pour l’être humain.

    Notions d’aléas, de vulnérabilité et de risque en lien avec les phénomènes naturels ; prévisions.

     

    Objectifs de l’activité et sa place dans la démarche

    Réaliser des graphiques de différents paramètres météos : température, humidité, pluviométrie, vent, afin de les comparer. On constate ainsi que la pluviométrie est globalement plus faible mais avec des pics de précipitations plus forts. Les températures sont plus élevées. L’humidité plus importante. Cela permet de travailler sur les caractéristiques de la météo.

     

    Description de l’activité

    Activité 1h30.
    Des fichiers différents contenant les données brutes obtenues sur cinq années sont fournies. Chaque binôme travaille sur un seul paramètre météo sur une année. Il faut prévoir une mise en commun des résultats.

     

    Ressources

    Le fichier donnes_meteo.zip contient les tableurs récupérés pour les années 2017, 2018, 2019, 2020, et 2022.

    EDUMED : site source des données présentes dans les tableurs fournis. La station est celle de Montélimar.

    http://edumed.unice.fr/data-center/meteo/archives_meteo.php

     

     

    Séance 6. Modéliser les effets d’un séisme sur des constructions en matériaux différents

     

    Possibilité de créer une table vibrante

     

    Capteurs piézo, ordinateur, table, logiciel audacity.

    Différents matériaux de construction possible : bois, pierre, polystyrène, briques….

    Créer des séismes avec un choc, enregistrer les vibrations obtenues avec les capteurs piézo, observer les dégâts sur les constructions

    Établir une relation entre amplitude du séisme, gravité des dégâts observés en fonction des matériaux de construction choisis (et sol si testé)

     

     Ressources

    Document pdf : Séance 7 risques associés

    https://www.pedagogie.ac-aix-marseille.fr/jcms/c_10402420/fr/fabrication-table-vibrante

    https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/?p=3837

     

     

     

     

     

    Séance 7. Notion de risques

     

    1h30 Saisir des informations, raisonner

     

    Partir de la carte de la région (papier et numérique). Identifier les éléments pouvant être affectés par un séisme : Localiser les centrales nucléaires et les barrages.

    Proposer des ressources sur le fonctionnement des centrales nucléaires et des barrages et les risques associés à des dégâts liés à un séisme.

    Le risque est la possibilité de la survenance d’un événement d’origine naturelle ou anthropique.

    Il existe en lien

    • d’une part à la présence d’un événement, qui est la manifestation d’un phénomène naturel ou anthropique : C’est l’aléa ;
    • d’autre part à l’existence de personnes et de biens pouvant être impactés : C’est l’enjeu

    Lors d’un séisme, les effets ressentis dépendent :

    • De la magnitude du séisme. Cette magnitude dépend elle-même de l’énergie libérée lors de la rupture de la faille, donc de l’énergie accumulée par la roche avant sa rupture.
    • De la distance entre le foyer du séisme (lieu de la rupture) et la position de l’observateur. Plus cette distance augmente moins l’intensité du séisme enregistré ou ressenti est forte.

     

    Ressources

    https://adrasec08.fr/la-securite-civile/prevention-des-risques/

     

    Séance 8. Synthèse : argumenter à l’oral

     

    1h30 Argumenter Communiquer à l’oral

     

    Reprendre les différentes hypothèses de départs, confronter les résultats obtenus lors des différentes activités avec les données scientifiques sur l’origine de ce tremblement de terre. Proposer une présentation orale sous forme de synthèse argumentée.

     

    Production sous format audio possible avec le site : https://www.mon-oral.net/

     

    Pour le professeur : S’inscrire gratuitement puis CRÉER UNE ACTIVITÉ : titre et consigne. Un lien est généré et peut être envoyer tous les élèves 

     

    Tous les audios seront stockés sur le site. La correction peut être proposée à l’oral : un QR code est généré pour chaque élève et peut être distribué.

     

    Pour l’élève : il clique sur le lien et ensuite sur « enregistrer » à partir d’un téléphone, d’une tablette, d’un ordinateur avec micro

     

    Critères de réussite : peuvent être construits avec les élèves 

    Audibilité : je parle assez fort, j'articule, je module ma voix,

    Complétude et justesse : je présente les différentes hypothèses et j'argumente sur leur validité

     

    Autrice

    Laure Bartolomei

    Mail professionnel : prénom.nom@ac-aix-marseille.fr (avec laure-carole.bartolomei)