La Terre, l'enfer... et le volcanisme dans le système solaire

Pierre Thomas

ENS Lyon - Laboratoire de Géologie de Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

27/06/2012

Résumé

Deux interventions en classes de primaire et de collège à propos du volcanisme : structure de la Terre, fusion, magma et volcanisme dans le système solaire.


Les circonstances des interventions

Ces deux conférences ont été faites, à la demande des équipes pédagogiques locales, dans deux établissements de la région Rhône-Alpes : dans un CM1-CM2 d'une école primaire de la Duchère, dans le 9ème arrondissement de Lyon, et dans un collège du Chambon-Feugerolles (banlieue stéphanoise). Dans les deux cas, ces conférences clôturaient un travail de plusieurs semaines pendant lesquelles les élèves avaient travaillé avec leurs professeurs, et avec l'aide de Charles-Henri Eyraud, de l'équipe ACCES (ENS Lyon).

Au primaire, les élèves avaient étudié les différents types de volcans (volcans rouges et volcans gris…) et avaient monté toute une série de petites expériences illustrant le volcanisme. Ils avaient travaillé pendant 4 semaines avec leur professeur (S. Verney) les notions, non évidentes, de pression, de changement d'état (fusion et ébullition)… Cette conférence a eu lieu la veille de la fin du premier trimestre, en présence des parents, de la directrice de l'école et de l'adjoint au maire du 9ème arrondissement de Lyon.

Au collège, les élèves de quatrième avaient étudié, avec leurs professeurs de SVT (B. Mondon) et de mathématiques (M. Cauchois), le volcanisme sur les planètes et satellites du système solaire, en collaboration avec l'Observatoire de Lyon, et avaient fait des maquettes de différents volcans du système solaire (Olympus Mons sur Mars, volcans d'Io…).

Dans les deux cas les films présentés ont été tourné par des "non-professionnels", dans les conditions d'une vraie classe (sans éclairage particulier, tournage discret pour ne pas gêner…). La prise de son de la conférence CM1-CM2 a été ratée, mais le son demeure compréhensible. Excusez-nous !

Le volcanisme est l'un des phénomènes géologiques les plus spectaculaires. Tous les élèves, qu'ils soient à l'école primaire ou au collège en ont entendu parler. Il est officiellement au programme en collège. Souvent les professeurs des écoles en parlent. Par contre, l'origine du volcanisme est implicitement hors programme au collège, et c'est encore plus vrai au primaire. De la lave sort, on étudie comment, un point c'est tout. L'origine du volcanisme ne pose pas de problème pour une immense majorité des professeurs des écoles, et peut-être même pour certains professeurs de collège, puisque pour beaucoup la Terre est liquide à l'intérieur, pleine de lave appelée magma . Il suffit alors d'un trou ou d'une cassure pour que ce magma sorte. Le programme officiel de collège ne dit-il d'ailleurs pas « Les volcans actifs sont alignés […] le long de grandes cassures […]  ». Il est vrai qu'on n'a la preuve que le manteau est solide que depuis… 1893 ! Et quand on ajoute à ce silence de l'Éducation nationale les images des livres, de la télévision…, cette notion d'une Terre pleine de lave à l'intérieur est implicite, voire évidente pour la totalité des élèves. Et on peut même ajouter que certains élèves croyants y placent l'Enfer. Ne pas expliquer en détail l'origine complexe d'un phénomène est une chose ; n'en rien dire, ce qui laisse implicitement une idée fausse dans l'esprit des élèves (voire la renforce) en est une autre. Que l'Éducation nationale ne fasse rien pour extirper cette notion de Terre magmatique et de feu central m'a toujours profondément surpris.

Quand on m'a demandé de faire ces conférences pour terminer ces deux cycles de travail sur le volcanisme, j"ai tout de suite répondu « oui »... mais à la condition de tenter d'expliquer la fusion à l'origine du volcanisme, de tenter d'expliquer le pourquoi des choses. C'était un défi : comment expliquer la fusion du manteau par décompression adiabatique ou par hydratation à des CM1-CM2 ou à des élève de 4ème, de sorte qu'un pourcentage non négligeable des élèves le comprennent à peu près et en retiennent quelque chose ? Comment faire pour que la grande majorité des élèves, à défaut d'avoir compris en détail la physique qui se cache derrière le volcanisme, soit convaincue qu'il n'y a ni océan de lave ni enfer sous nos pieds ?

Voici, présenté ci-dessous, le résultat de cette double tentative.

Les interventions

Les vidéos des interventions sont proposées ainsi que des fichiers pdf regroupant les illustrations pour une consultation simultanée ou hors ligne. Un format "en ligne" synchronisant vidéo et diapos est aussi accessible.

Comment les pierres racontent la Terre (41min, accessible à des élèves de CM1-CM2, 15 décembre 2011)

Version en ligne synchronisée ici.

Disponible au téléchargement, le pdf Comment les pierres racontent la Terre .

Quelques repères :

  • 00min00s : introduction
  • 02min12s : l'intérieur de la Terre est solide
  • 07min35s : une Terre chaude mais solide
  • 12min07s : fusion par décompression
  • 24min53s : ça bouge... la convection
  • 28min12s : fusion partielle et différenciation
  • 37min07s : quelques questions des élèves.

Le volcanisme dans le système solaire (1h02min, accessible à des élèves de 4ème, 15 mars 2011)

Version en ligne synchronisée ici.

Disponible au téléchargement, le pdf Le volcanisme dans le système solaire .

Quelques repères :

  • 0h00min00s : introduction
  • 0h00min39s : la Terre, volcanisme actif
  • 0h11min32s : la Lune, volcanisme éteint depuis longtemps, 3 Ga
  • 0h22min07s : Mars, volcanisme éteint depuis "peu", 200 Ma
  • 0h28min46s : Vénus, volcanisme actif
  • 0h35min11s : durée du volcanisme et taille des corps telluriques
  • 0h39min45s : Io, satellite de Jupiter, volcanisme actif sur un petit corps
  • 0h48min17s : Io et Jupiter : effet de marée, chauffage et volcanisme
  • 0h53min15s : Encelade, satellite de Saturne, volcanisme aqueux actif, sels et effet de marée