La fonte des glaces

Lorsque l'on dit que la fonte des glaces fait monter le niveau des océans, de quelles glaces parle-t-on ?

Difficulté

Easy Facile

Durée

1 hour(s) heure(s)

Disciplines scientifiques

Science de la terre

Fonte des glaces, iceberg, banquise, eau, montée des eaux, océan La_fonte_des_glaces_IMG_20200322_165611-min.jpg

• Matériel et outils

Verre

Un verre est un récipient utilisé pour boire de forme tubulaire, dont les parois sont solidaires et hermétiques. Il est destiné à recevoir des liquides. Il est constitué d'une paraison (corps ou contenant du verre), d'une jambe et d'un pied. Le terme désigne aussi, par métonymie, le contenu de ce récipient : on dit qu'on "boit un verre d'eau".

Verre

Assiette

Une assiette est une pièce de vaisselle qui permet de contenir et de servir des mets. Elle peut être en verre, en céramique (faïence, porcelaine, grès), en bois, en mélamine ou en métal. Elle est composée d'un fond plat, appelé ombilic, et de bords inclinés (talus ou descente) généralement bordés par un marli, couronne horizontale ou oblique à contours variés et profil droit ou galbé.

Lors de pique-niques on utilise des assiettes jetables en mousse de polystyrène, en carton ou en matière plastique.

Par métonymie, l'assiette peut désigner son contenu (exemple : une assiette de bouillon).

Assiette

Pate à modeler

L'invention de la pâte à modeler s'inspire de la terre glaise utilisée par les sculpteurs, qui a l'avantage de durcir en séchant. Pour des esquisses, pour l'utilisation par les enfants, ou plus récemment, pour du travail en animation, il convient d'avoir un matériau qui ne durcit pas définitivement, elle a donc naturellement évolué vers des matériaux plus consistants et malléables.

Pate à modeler

Règle

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Au sens matériel, une règle est un instrument de mesure gradué à arêtes rectilignes servant à tracer des traits droits ou à mesurer des longueurs.

Règle

Glaçon

Les propriétés physiques de l'eau font qu'elle est l'une des seules matières qui se dilate en gelant. Ainsi, le volume occupé par un glaçon est plus grand que le volume de la même quantité d'eau à l'état liquide.

Glaçon

Eau

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.

Eau

Livre

Assemblage de feuilles imprimées et réunies en un volume, broché ou relié.

Livre

Étape 1 - Réunis le matériel

• 2 verres
• 2 assiettes
• Eau chaude
• Une règle plate
• 4 glaçons
• Une petite boule de pâte à modeler
• Un livre

L'eau chaude s'obtient soit directement depuis le robinet, soit en faisant chauffer de l'eau grâce à une casserole ou une bouilloire. Attention de ne pas prendre de l'eau trop chaude, entre 35 et 60°C c'est suffisant.

Étape 2 - Dispose les assiettes et les verres

Mets les assiettes côte à côte sur la table, un verre au milieu de chacune d'entre elles.

Étape 3 - Mets la pâte à modeler sur la règle

Fais deux petits boudins de pâte à modeler, dont la longueur est inférieure à la largeur de la règle.

Place le 1er boudin sur la partie numérotée de la règle à 4cm du bord, et le second boudin sur le dessous de la règle à 1cm du même bord.

Étape 4 - Installe la règle en pente

La règle doit être installée comme un toboggan entre le haut du livre et le verre.

La règle est bloquée par le bout de pâte à modeler calé au-dessous et l'extrémité de celle-ci arrive au bord du verre.

Attention, le bout de pâte à modeler supérieur ne doit pas faire toute la largeur de la règle, afin de permettre à l'eau du glaçon de couler le long de la règle par la suite.

Étape 5 - Mets 3 glaçons dans l'autre verre

Dispose 3 glaçons dans l'autre verre.

Étape 6 - Mets un glaçon sur la règle

Le 4ème glaçon est placé sur la règle en pente, calé au-dessus du bout de pâte à modeler.

Récapitulons :

• Le verre 1 contient 3 glaçons ;
• Le verre 2 est pour le moment vide, une règle en pente étant posée sur son bord avec un glaçon placé dessus.

Si nous avons tous ces éléments alors nous pouvons continuer !

Étape 7 - Remplis d'eau chaude les verres

Remplis d'eau chaude les deux verres, jusqu'à ras-bord.

Attention de ne pas prendre de l'eau trop chaude! D'une part pour que l'expérience fonctionne, mais aussi pour ne pas te brûler.

Il est important de remplir vraiment jusqu'à ras-bord.

Étape 8 - Attends 20-30 minutes

A ton avis, quel verre débordera en premier ? Celui rempli de 3 glaçons, ou l'autre ?

Attends que tous les glaçons aient complètement fondu pour avoir la réponse.

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Les glaçons ont fondu au niveau des deux verres. Le premier verre, qui contient les trois glaçons, ne déborde pas, alors que le deuxième déborde.

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

• Ne pas avoir rempli jusqu'à ras-bord les deux verres
• Si l'eau est trop chaude (entre 80 et 100°C) alors les glaçons fondent trop vite, nous ne pourrons pas observer la fonte progressive des trois glaçons disposés dans le verre
• Si l'on prend des trop petits glaçons. Si jamais tu n'as pas de gros glaçons à disposition, il vaut mieux augmenter les quantités : quatre glaçons dans le premier verre et deux sur la règle.

Explications

Dans le premier verre, au départ, c'est l'ensemble glaçon + eau qui place le niveau à ras-bord. Or le niveau de l'eau ne doit pas augmenter lorsque la glace fond.

Dans le deuxième verre, l'eau est à ras-bord et le glaçon qui fond sur la règle ajoute de l'eau liquide à l'eau déjà présente dans le verre, ce qui le fait déborder. Donc, même si nous n'avons mis qu'un seul glaçon sur la règle, l'eau rajoutée au fur et à mesure fait déborder le verre.

Plus d'explications

Cette expérience matérialise la fonte des glaces, les glaçons dans le verre représentant la banquise ou les icebergs, et le glaçon sur la règle représentant la glace qui se trouve sur les continents, c'est-à-dire la calotte glaciaire et les glaciers de montagne.

Applications : dans la vie de tous les jours

As-tu déjà entendu parler de la montée des eaux ?

Le niveau des océans augmente un peu chaque année, venant grignoter les plages et les littoraux. Certaines personnes relient cette montée des eaux à la fonte de la banquise mais en réalité, comme l'expérience le montre, la fonte de la glace déjà dans l'eau ne fait pas monter le niveau de l'eau.

La banquise est une étendue de mer gelée, elle se forme lorsque la surface de la mer gèle durant l'hiver polaire. Lorsque le temps se réchauffe, la banquise fond (en partie), mais cette fonte ne produit pas de hausse du niveau de l'eau car, comme dans le premier verre de l'expérience, la banquise est déjà dans l'eau.

Les icebergs sont des morceaux de glaciers (de l'eau douce sous forme de glace qui s'accumule sur les continents lorsqu'il neige) qui se sont détachés sous l'effet du vent ou du réchauffement et sont tombés dans la mer.

C'est la fonte de la calotte glaciaire (glace sur un continent) et des glaciers de montagne qui provoque une augmentation du niveau de la mer. Car, comme dans le second verre de l'expérience, c'est la fonte de la glace non contenue dans la mer qui rajoute de l'eau, et provoque une montée du niveau de la mer.

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

• Manipuler 2 états de l'eau : le solide et le liquide
• Introduire la poussée d'Archimède
• Comprendre la montée du niveau des océans
• Introduire le réchauffement climatique

Pistes pour animer l'expérience

Il est possible de rajouter une histoire à cette expérience, avec des personnages tels que Kader l'ours polaire et Martin le pingouin, tous deux habitant en Arctique et en Antarctique. Ils cherchent à comprendre pourquoi l'eau monte chaque année.

Sources et ressources

Lien "C'est pas sorcier - L'eau ça glace" : https://www.youtube.com/watch?v=u7DmuGIAm_o

Lien Futura-sciences sur la montée des eaux : https://www.futura-sciences.com/planete/questions-reponses/mer-niveau-mer-oceans-monte-945/

Dernière modification 29/09/2020 par user:Maud M..

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