modéliser la formation d'un cône volcanique

Cette activité peut être envisagée en quatrième, au niveau de la partie du programme consacrée aux volcans, afin de construire la notion suivante : "Les matériaux émis au cours d'une éruption volcanique constituent l'édifice volcanique".

 

Les élèves ayant observé les manifestations de différentes éruptions volcaniques, il est intéressant de leur demander d'imaginer comment s'est formé le cône du volcan. En effet, cette modélisation de la formation du cône volcanique peut prendre tout son sens pour les élèves en regard de leurs représentations initiales.

1. Représentations initiales des élèves.

2. Modélisation.

3. Exploitation du modèle.

1. Représentations initiales des élèves :

Dans de nombreux cas, les élèves imaginent que le volcan s'est formé à partir d'une montagne préexistante ou d'un amoncellement de pierres emportées par le vent.

Pour d'autres élèves, l'édifice volcanique résulte de la collision entre deux plaques, ou de la lave sort du volcan, mais le lien entre formation de l' édifice volcanique et émission de matériaux par le volcan n'est pas établi.

Quelques élèves imaginent que la formation de l'édifice volcanique résulte de la poussée du magma souterrain, des matériaux étant projetés verticalement au-dessus du cratère et ne retombant pas. Enfin, certains élèves pensent que l'édifice volcanique s'est formé progressivement, notamment au cours du refroidissement de coulées de lave successives.

2. Le modèle :

Le modèle est très simple et peu onéreux :

- une paille coudée.

- un pot de yaourt vide.

- un couvercle de boîte de camembert en carton.

- de la semoule fine de blé dur.

Pour des raisons évidentes d'hygiène, la même paille ne peut pas être utilisée par plusieurs élèves.

Le pot de yaourt est percé afin d'y introduire la paille. Un trou est réalisé au milieu du couvercle (diamètre : 5 mm). Le pot est rempli de semoule fine. Il suffit de souffler dans la paille pour faire sortir la semoule par le trou du couvercle. Un cône de semoule se forme alors.

Le pot de yaourt peut être remplacé par un rouleau de papier toilette vide fermé à une extrémité par du gros scotch et le couvercle par un carton plus grand (diamètre : 1 cm); dans ce cas, penser à mettre une marque sur la paille de façon à la placer bien au milieu du tube. Alors que le montage réalisé avec le pot de yaourt peut être proposé à des groupes de 2 élèves, celui-ci permet une plus grande visibilité et est envisageable pour des groupes de 4 élèves.

3. Exploitation du modèle :

Pour permettre aux élèves de faire le lien entre le modèle et la réalité, projeter en parallèle une petite vidéo de la formation du cône de semoule (voir ci-contre)  et  une vidéo de la formation d'un vrai cône volcanique s'avère très efficace.

 

Ci-dessous un  lien pour voir un extrait vidéo de la formation de nouveaux cratères sur le volcan de la Réunion :

http://tf1.lci.fr/infos/sciences/0,,3374519,00-deux-nouveaux-crateres-sur-le-volcan-de-la-reunion-.html

En schématisant le montage du modèle, on demandera aux élèves d'expliquer ce que représentent  en réalité la semoule, le carton, le tube (ou le pot de yaourt), le cône de semoule et l'orifice du carton. Une critique du modèle est envisageable (notion d'échelle non respectée, propriétés de la lave non prises en compte).

Enfin, chacun peut confronter sa représentation initiale avec le modèle proposé.

La mise en commun des représentations initiales et des conclusions individuelles permettra alors de dégager le lien entre l'émission de matériaux au cours d'une éruption et la construction du cône volcanique.