Différences entre les pages « Circuit parallèle et en série » et « Continent plastique »

 
 
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{{Tuto Details
 
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|Main_Picture=Circuit_parall_le_et_en_s_rie__lectronique_robin_glauser.jpg
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|Licences=Attribution (CC-BY)
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|Description=Que se passe-t-il si on branche des composants électroniques de différentes façons ?
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|Description=Comprendre le destin des déchets plastiques dans les océans.
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{{Introduction
 
{{Introduction
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|Introduction=On réalise deux circuits au montage différent. C'est à dire :
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|Introduction=Que deviennent les déchets plastiques qui sont rejetés dans l’océan ?
  
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* En série : si les composants se suivent
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Quelle est l’influence des courants marins sur ces débris ?
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* En parallèle : si les composants sont reliés aux mêmes endroits.
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Nous allons réaliser une expérience afin de comprendre le comportement des plastiques soumis aux courants marins.
 
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|Step_Title=Prépare le matériel
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|Step_Content=*2 LED ou petites ampoules
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|Step_Content=*Trouve ta plus grande bassine, ainsi qu'une grande cuillère, spatule ou bâton.
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*Des fils électriques
 
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*Une pile
 
  
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Pour aller plus loin :
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*Déchets plastiques découpés en morceaux, plus ou moins grands. Il est important que ces déchets soient des plastiques différents en nature et en taille. Pour cela, varie les emballages que tu utilises pour faire les déchets.  Exemple : bouteille d'eau, ou de lait, pot de yaourt ou de crème, barquette plastique, film de barquette, paille, etc.
  
−
*Un voltmètre ou multimètre
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*Une passoire sera utile pour récupérer les morceaux de plastiques
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*De l'eau ou un tuyau d'arrosage.
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{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Réaliser la première manipulation
+
|Step_Title=Préparer l'expérience
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|Step_Content=''Le but est d'avoir les 2 LED qui se suivent : elles sont branchées en série''.
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|Step_Content=Remplis la bassine d'eau, presque jusqu'en haut.  
  
−
*Avec les fils électriques, relie la borne + de la pile à l'anode de la première LED (la patte la plus longue, la borne positive)
+
La bassine représentera l’océan dans notre expérience.
−
*Relie la cathode (la petite patte, la borne négative) à l'anode de la seconde LED
 
−
*Relie la cathode de la seconde LED à la borne - de la pile, comme sur ce schéma.
 
  
−
*Observe.
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−
*Refais le même branchement avec tous les composants branchés en série dans le même circuit, et observe.
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Ensuite, verse l'ensemble des morceaux de plastique dans l'eau.
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|Step_Picture_00=Circuit_parall_le_et_en_s_rie_S_rie.png
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|Step_Title=Réaliser la deuxième manipulation
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|Step_Content=''Le but est d'avoir les 2 LED branchées aux mêmes endroits : elles sont en parallèle''.
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|Step_Content=Grâce à la spatule, ou la grande cuillère, crée un courant dans la bassine en faisant des cercles. Pense à aller jusqu'au fond de la bassine avec la cuillère afin de bien entraîner toute l'eau.
  
−
*Avec les fils électriques, relie la borne + aux 2 anodes : les pattes les plus longues des LED doivent être reliées au même fil.
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Crée un tourbillon dans l'eau qui va entraîner les déchets.
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*de même pour les cathodes : elles doivent être reliées par le même fil à la borne - , comme sur ce schéma.
 
  
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*Observe.
 
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*Refais le même branchement avec tous les composants branchés en parallèle dans le même circuit, et observer.
 
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|Step_Title=Pour aller plus loin
 
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|Step_Content=Mesure les différences de tension électrique selon le montage. Pour cela, relie :
 
  
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*la borne rouge (c'est à dire + ou V) du multimètre/voltmètre à l'endroit du circuit d'où arrive le courant ;
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Un fois le courant bien installé enlève la cuillère et observe le comportement des morceaux de plastique.  
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*la borne noire (COM) du multimètre/voltmètre à l'endroit où part le courant.
 
  
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Par exemple, pour vérifier une pile, on branche la borne V à la borne + de la pile et COM au -. Pour une LED, on reliera l'anode à la borne V et la cathode à la COM
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Qu'observes-tu ?
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{{Notes
 
{{Notes
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|Observations=On constate que les LED ne fonctionnent pas si elles sont branchés en série. Dans un circuit en parallèle, tous les composants fonctionnent normalement.
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|Observations=Certains déchets coulent aussitôt mis dans l'eau. D'autres flottent et d'autres encore restent entre deux eaux.
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|Explanations=Dans un circuit en série, chaque composant utilise une partie de la tension électrique, un peu comme si les composants se « partageaient » l’électricité. Donc plus il y a de composants dans le circuit, moins chaque composant reçoit d’électricité pour fonctionner. Certains composants ont besoin d’une tension minimale pour fonctionner, comme les LED. Si les autres composants consomment trop d’électricité, il n’en reste plus suffisamment pour les LED, et elles ne s’allument pas.
 
  
 +
Au fond de la bassine le courant rassemble en un tas tous les déchets qui ont coulé.
  
−
Lorsqu'un circuit est branché en parallèle, la tension est la même dans les 2 parties : les composants fonctionnent avec la même tension et ont un fonctionnement normal.
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En surface, les déchets se rassemblent pour ne former qu'une seule surface au centre de la bassine.
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|Deepen=Plus on branche de composants en série, plus la tension qui alimente chacun des composants est faible. Les LED ne s'allument pas ou peu. Les LED ont besoin d'une tension minimale à leur borne : si elles reçoivent une tension inférieure, elles ne s'allument pas du tout.
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|Avertissement=*Les morceaux de plastique ne doivent pas être trop gros par rapport à la bassine : il est nécessaire d'adapter les morceaux de plastique (découper des petits morceaux pour une petite bassine). Plus les morceaux sont petits plus l'expérience se rapprochent de la réalité.
  
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Ces observations illustrent les lois de la tension. En série, la loi d’additivité de la tension s’applique, tandis qu’en parallèle, c’est la loi d’unicité de la tension qui s’applique. Cela se traduit ainsi :
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*dans un branchement en série, la tension du générateur (ici la pile) est égale à la somme des tensions des dipôles (chaque composant),
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*La cuillère ou la spatule doit atteindre le fond de la bassine, sinon elle ne pourra pas créer de courant.
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*dans un branchement en dérivation (c’est à dire en parallèle), la tension du générateur est identique à celle des dipôles.
 
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|Applications=On trouve des applications de montages en série ou en parallèle dans de nombreux domaines. Par exemple, brancher deux interrupteurs en série crée un système de va-et-vient. Interdit aujourd'hui, le système d'interrupteurs en va-et-vient fut très utilisé dans la construction. Autre exemple : dans les éclairages, on branche les lumières en parallèle afin de ne pas diviser la tension de la source entre toutes les lampes, pour obtenir un éclairage aussi puissant pour chaque lampe.
 
  
 
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|Related=*[http://ancien.wikidebrouillard.org/index.php?title=Animation_sur_les_r%C3%A9sistances Animation sur les résistances]
 
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*[http://ancien.wikidebrouillard.org/index.php?title=Squishy_circuits Squichy circuits]
 
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|Objectives=* Comparer l’intensité électrique dans un circuit en parallèle et en série.
 
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* Comprendre l’influence du type de montage sur la tension électrique et le fonctionnement des composants.
 
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* Conclure sur l’intérêt des deux types de montage en fonction des applications.
 
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|Animation=Cette expérience peut être réalisée avec un groupe ayant déjà vu les notions de bases sur le circuit électrique (fonctionnement et rôle du générateur, des dipôles, circuit ouvert ou fermé, court-circuit), qu’elle viendra compléter. On peut la proposer de différentes façons. Par exemple l’animateur peut réaliser avant le début de l’animation un circuit en série et un autre en parallèle avec quelques composants, et demander aux participants de reproduire des circuits similaires en utilisant une liste plus longue de composants, puis d’observer et d’analyser les résultats observés. L’animateur peut aussi mettre à disposition tous les composants et matériels et proposer aux participants de réaliser différents types de montage, sans leur proposer de circuit en exemple. Si le groupe a du mal à imaginer différents modes de branchement, l’animateur pourra alors les guider en s’appuyant sur les circuits déjà réalisés.
 
  
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L’animateur peut aussi proposer l’expérience sous la forme d’un défi, et le présenter avec une petite histoire. Par exemple en présentant un montage en série avec une introduction comme : « Vous êtes enfermé dans un placard, dans le noir (comme Harry Potter !). En tâtonnant, vous avez trouvé des composants électroniques dans une vieille boîte de jeu (appartenant à votre cousin Dudley). Vous avez réalisé un circuit pour pouvoir vous éclairer et lire vos livres (de magie), mais comme vous pouvez le voir, les ampoules ne brillent que faiblement. Essayez de refaire un montage qui permette d’obtenir plus de lumière avec les mêmes ampoules ! »
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*Il faut tourner toujours dans le même sens pour créer un courant.
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|Notes=[https://fr.vikidia.org/wiki/Circuit_électrique Plus d’informations sur Vikidia, l’encyclopédie des enfants]
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|Explanations=En tournant la cuillère dans un sens, on crée un tourbillon ou vortex, l'eau se déplace en tournant autour d'un axe. L'eau, en tournant, va entraîner les morceaux de plastique en son centre. 
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|Deepen=Pourquoi certains plastiques flottent et d'autres non ? 
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Cela dépend de la densité du plastique : pour un même volume de plastique et d'eau, certains morceaux vont être plus ou moins lourds (par rapport à l'eau) selon leur composition. Les morceaux les plus denses iront au fond de la bassine, et les moins denses restent en surface.
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|Applications=Du fait de la rotation de la Terre, les courants marins créent des tourbillons dans les océans, que l’on appelle aussi vortex ou gyres océaniques.
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Ces courants vont avoir tendance à regrouper, rassembler les déchets plastiques flottants, sur de très grandes surfaces au milieu des océans.
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Il existe plusieurs zones différentes d'accumulation des déchets dans nos océans. La plus grande se situe dans l'Océan Pacifique Nord, et recouvre 3 millions de km2, soit la taille de 6 fois la France !
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On les appelle "continents plastiques" ou "7éme continent" en raison de leurs grandes tailles.
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Ces continents plastiques sont constitués de millions de déchets, parfois grands : les macroplastiques, dont la taille est supérieur à 5mm, mais aussi les microplastiques dont la taille est inférieur à 5mm. Ils s'accumulent sur une hauteur de 30m sous la surface. Ces plastiques ne vont pas disparaître, mais se fragmenter en particules de plus en plus fines, et ainsi se confondre avec la nourriture des oiseaux et des animaux marins.
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En les ingérant les animaux n'arrivent pas à digérer ces plastiques et finissent par en mourir.
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Ainsi, quand à notre tour nous consommons des poissons, des crustacés et des fruits de mer, nous consommons aussi des microparticules de plastique.
  
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[http://physique-chimie-college.fr/cours-4eme-electricite/loi-de-la-tension-electrique-dans-un-circuit-en-serie/ Les notions vues au collège et quelques exercices]
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Nous consommons du plastique tous les jours, car il est très pratique et peu coûteux, mais nous rejetons aussi un grand nombre de déchets dans l’environnement, dont la durée de vie est de plusieurs centaines d’années en ce qui concerne les plastiques. 80% des déchets présents dans la mer proviennent de la terre.
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La pluie, le vent, et les cours d’eau vont acheminer ces déchets sauvages jusqu’à la mer où ils vont s’accumuler au niveau des vortex des océans de manière durable.
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Si nous souhaitons réduire cette pollution, il est nécessaire de réduire notre utilisation du plastique afin de limiter les rejets dans l’environnement. Des alternatives existent pour réduire nos achats de matières plastiques, les réutiliser et les recycler afin de limiter les rejets dans la nature.
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|Related=[[La planète bleue]]: Quelle est la part des océans sur la Terre ?
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[[Vortex]]
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|Objectives=Observer le comportement des plastiques soumis à des courants dans l’eau
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Comprendre le concept des continents plastiques
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|Animation=Vous pouvez adapter la taille des déchets plastiques en fonction de la taille de votre bassine. Plus vous couperez les plastiques en petits morceaux, plus votre bassine semblera grande.
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Il est pratique d'avoir accès à un tuyau d'arrosage pour remplir la bassine.
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|Notes=Expédition 7éme continent, jeu interactif en ligne sur le plastique dans nos vies: http://explique7econtinent.com/
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Jamy, sujet court sur le 7éme continent: https://www.youtube.com/watch?v=gnqc37adZFQ
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Thalassa sur la pollution plastique: https://www.youtube.com/watch?v=K1jIbhuKTrE
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Version du 5 juin 2020 à 11:44

Comprendre le destin des déchets plastiques dans les océans.

Auteur avatarArnould PERRIER | Dernière modification 5/06/2020 par Claire Cantin

Continent plastique Materiel.jpg
Difficulté
Facile
Durée
30 minute(s)
Disciplines scientifiques
Science de la terre
Comprendre le destin des déchets plastiques dans les océans.
Difficulté
Facile
Durée
30 minute(s)
Disciplines scientifiques
Science de la terre
<languages />
Licence : Attribution (CC-BY)

Introduction

Que deviennent les déchets plastiques qui sont rejetés dans l’océan ?

Quelle est l’influence des courants marins sur ces débris ?

Nous allons réaliser une expérience afin de comprendre le comportement des plastiques soumis aux courants marins.
Bassine
Item-Bassine 180px-Bassine.JPG
Une bassine est un récipient ouvert et plus large que haut, pouvant comporter des poignées. Elles sont généralement en tôle galvanisée ou en matière plastique.

La bassine est un accessoire ménager très prisé dans les pays en voie de développement, où elle trouve de multiples usages, principalement alimentaire et pour le linge. Elle sert ainsi de récipient pour collecter et nettoyer de la nourriture (coquillages, légumes, etc.) ; elle permet de transporter le linge sale entre le domicile et le lavoir, avant de le ramener pour le faire sécher.

Le principal lieu de production des bassines est l'Asie du sud-est.
Cuillère
Item-Cuillère 250px-Cuillere.jpg
Une cuillère est un couvert de table ou de cuisine en acier inoxydable. Elle est constituée d'une partie creuse et concave appelée "cuilleron" reliée à un manche.
Morceaux de plastique transparent
Item-Morceaux de plastique transparent images.jpg
Plastique semi rigide type feuille de plastifieuse
Eau
Item-Eau t l chargement.jpeg
L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.
Passoire
Item-Passoire passoire.jpg
Une passoire, ou égouttoir, est un ustensile de cuisine permettant d'égoutter des aliments (par exemple : des pâtes, des asperges, etc.) selon le principe de la filtration mécanique.

Étape 1 - Réunir le matériel

  • Trouve ta plus grande bassine, ainsi qu'une grande cuillère, spatule ou bâton.
  • Déchets plastiques découpés en morceaux, plus ou moins grands. Il est important que ces déchets soient des plastiques différents en nature et en taille. Pour cela, varie les emballages que tu utilises pour faire les déchets. Exemple : bouteille d'eau, ou de lait, pot de yaourt ou de crème, barquette plastique, film de barquette, paille, etc.
  • Une passoire sera utile pour récupérer les morceaux de plastiques
  • De l'eau ou un tuyau d'arrosage.
Continent plastique Materiel.jpg
Continent plastique dechets plastiques.jpg



Étape 2 - Préparer l'expérience

Remplis la bassine d'eau, presque jusqu'en haut.

La bassine représentera l’océan dans notre expérience.


Ensuite, verse l'ensemble des morceaux de plastique dans l'eau.

Continent plastique Bassine pleine.jpg
Continent plastique Ajout d chets.jpg



Étape 3 - Réaliser la manipulation

Grâce à la spatule, ou la grande cuillère, crée un courant dans la bassine en faisant des cercles. Pense à aller jusqu'au fond de la bassine avec la cuillère afin de bien entraîner toute l'eau.

Crée un tourbillon dans l'eau qui va entraîner les déchets.


Un fois le courant bien installé enlève la cuillère et observe le comportement des morceaux de plastique.

Qu'observes-tu ?

Continent plastique brassage dechets plastiques.jpg
Continent plastique repos plastiques.jpg



Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Certains déchets coulent aussitôt mis dans l'eau. D'autres flottent et d'autres encore restent entre deux eaux.

Au fond de la bassine le courant rassemble en un tas tous les déchets qui ont coulé.

En surface, les déchets se rassemblent pour ne former qu'une seule surface au centre de la bassine.

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

  • Les morceaux de plastique ne doivent pas être trop gros par rapport à la bassine : il est nécessaire d'adapter les morceaux de plastique (découper des petits morceaux pour une petite bassine). Plus les morceaux sont petits plus l'expérience se rapprochent de la réalité.


  • La cuillère ou la spatule doit atteindre le fond de la bassine, sinon elle ne pourra pas créer de courant.


  • Il faut tourner toujours dans le même sens pour créer un courant.

Explications

En tournant la cuillère dans un sens, on crée un tourbillon ou vortex, l'eau se déplace en tournant autour d'un axe. L'eau, en tournant, va entraîner les morceaux de plastique en son centre.


Plus d'explications

Pourquoi certains plastiques flottent et d'autres non ?

Cela dépend de la densité du plastique : pour un même volume de plastique et d'eau, certains morceaux vont être plus ou moins lourds (par rapport à l'eau) selon leur composition. Les morceaux les plus denses iront au fond de la bassine, et les moins denses restent en surface.

Applications : dans la vie de tous les jours

Du fait de la rotation de la Terre, les courants marins créent des tourbillons dans les océans, que l’on appelle aussi vortex ou gyres océaniques.

Ces courants vont avoir tendance à regrouper, rassembler les déchets plastiques flottants, sur de très grandes surfaces au milieu des océans.

Il existe plusieurs zones différentes d'accumulation des déchets dans nos océans. La plus grande se situe dans l'Océan Pacifique Nord, et recouvre 3 millions de km2, soit la taille de 6 fois la France !

On les appelle "continents plastiques" ou "7éme continent" en raison de leurs grandes tailles.

Ces continents plastiques sont constitués de millions de déchets, parfois grands : les macroplastiques, dont la taille est supérieur à 5mm, mais aussi les microplastiques dont la taille est inférieur à 5mm. Ils s'accumulent sur une hauteur de 30m sous la surface. Ces plastiques ne vont pas disparaître, mais se fragmenter en particules de plus en plus fines, et ainsi se confondre avec la nourriture des oiseaux et des animaux marins.

En les ingérant les animaux n'arrivent pas à digérer ces plastiques et finissent par en mourir.

Ainsi, quand à notre tour nous consommons des poissons, des crustacés et des fruits de mer, nous consommons aussi des microparticules de plastique.


Nous consommons du plastique tous les jours, car il est très pratique et peu coûteux, mais nous rejetons aussi un grand nombre de déchets dans l’environnement, dont la durée de vie est de plusieurs centaines d’années en ce qui concerne les plastiques. 80% des déchets présents dans la mer proviennent de la terre.

La pluie, le vent, et les cours d’eau vont acheminer ces déchets sauvages jusqu’à la mer où ils vont s’accumuler au niveau des vortex des océans de manière durable.

Si nous souhaitons réduire cette pollution, il est nécessaire de réduire notre utilisation du plastique afin de limiter les rejets dans l’environnement. Des alternatives existent pour réduire nos achats de matières plastiques, les réutiliser et les recycler afin de limiter les rejets dans la nature.

Vous aimerez aussi

La planète bleue: Quelle est la part des océans sur la Terre ?

Vortex

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

Observer le comportement des plastiques soumis à des courants dans l’eau

Comprendre le concept des continents plastiques

Pistes pour animer l'expérience

Vous pouvez adapter la taille des déchets plastiques en fonction de la taille de votre bassine. Plus vous couperez les plastiques en petits morceaux, plus votre bassine semblera grande.

Il est pratique d'avoir accès à un tuyau d'arrosage pour remplir la bassine.

Sources et ressources

Expédition 7éme continent, jeu interactif en ligne sur le plastique dans nos vies: http://explique7econtinent.com/

Jamy, sujet court sur le 7éme continent: https://www.youtube.com/watch?v=gnqc37adZFQ

Thalassa sur la pollution plastique: https://www.youtube.com/watch?v=K1jIbhuKTrE


Dernière modification 5/06/2020 par user:Claire Cantin.

Commentaires

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