Questions aux experts

Voilà une réponse beaucoup moins rapide que le vent, mais avec des expériences inédites que j'ai testées à toutes les fenêtres de ma maison... Elle donne suite à une question précédente sur le vent et réutilise le papier de soie qui a fait l'objet de plusieurs échanges sur la liste. Mais c'est un peu limite pour le cycle 2! Je n'ai pas gardé l'expérience avec le four, car ils sont généralement équipés d'un ventilateur pour accélérer la convection.

Qu'est ce que le vent ? Comment se forme-t-il ? remarques préalables : Quelles occasions déclenchent cette question ? En cycle 2, il est intéressant de construire le fait que « le vent est de l'air en mouvement ». vous pourrez à ce propos vous reportez à la contribution que j'ai apportée sur ce site le 12/04/1999, et qui est archivée dans la rubrique technologie sous le titre « air, vent et cerfs-volants ». Je conseillais de faire rechercher aux enfants des solutions pour créer du vent dans la salle de classe en mettant l'air en mouvement en particulier grâce à des objets techniques : gonfleur, pompe, soufflet, ventilateur, sèche-cheveux. Evidemment les enfants curieux (et ils le deviennent rapidement avec ce genre de démarche) ne manquent pas de poser une question du type: « et sur Terre , où se trouve le soufflet ? »....Par ailleurs, le fait de se familiariser pratiquement avec le vent lors d'activités de météo, ou bien des événements exceptionnels comme la « tempête de la fin 99 » déclenchent aussi ce genre de questionnement. L'apport de la littérature de jeunesse : « Les secrets de l'air » édité par les petits débrouillards chez Albin Michel suggère d'illustrer expérimentalement la formation du vent à partir du réfrigérateur. Malheureusement le résultat est hasardeux et pas très convaincant pour des enfants de cet âge. Le N°15 de février 2000 de l'excellente revue pour les 8-12 ans « Science et vie Découvertes » apporte à travers son article « D'où vient le vent ? » de bonnes explications, mais pas d'expériences réalisables avec des enfants de cycle 2. « L'air et le vent » de J.P. Maury dans la collection Echos Hachette apporte des explications sur la formation des vents locaux, tels que brise de Terre ou brise de mer (pour des enfants de cycle 3)

Comment expliquer la formation du vent ? Le vent n'est pas dû à des effets mécaniques, mais à des effets thermiques. L'air chaud monte dans de l'air plus froid. L'air froid descend dans de l'air plus chaud. Pour qu'il y ait vent il faut 2 masses d'air à deux températures. Si localement l'air est chauffé, il monte et l'air froid s'engouffre dans l'espace disponible; l'air se déplace, le vent souffle.

Comment le montrer expérimentalement? Si les enfants se sont familiarisés avec le vent, ils connaissent des moyens pour repérer la direction du vent : girouette bien sûr, mais aussi drapeau et fumée (on voit cela dans tous les manuels). Nous allons utiliser ces 2 moyens, fumée de cigarette et papier léger (papier de soie) pour visualiser les déplacements d'air.

L'air chaud monte ? Approchons uns cigarette d'une plaque chauffante allumée depuis un certain temps, tout en la maintenant à l'extérieur de celle-ci. Si on déplace la cigarette autour de la plaque, on s'aperçoit que la fumée est comme happée au dessus de la plaque.

 

L'air froid descend ? Pour montrer que l'air froid descend, on peut prendre un bac à glaçons assez grand, attendre un peu qu'il refroidisse l'air environnant et souffler de la fumée à hauteur de ce bac à travers une paille. On constate alors que la fumée est entraînée par l'air froid vers le bas.

Visualiser les mouvements d'air à une plus grande échelle : Matériel : une feuille de papier très léger du type papier de soie (commercialisé en librairie par Canson ou bien récupéré dans les boîtes à chaussures). La masse d'air chaud sera une salle bien chauffée, la masse d'air froid sera l'air extérieur, un jour assez froid et sans vent. Ouvrir une fenêtre et attacher en haut votre feuille de papier de soie, on constate qu'elle est soufflée vers l'extérieur. Explication : dès que la fenêtre est ouverte, l'air de la pièce, plus chaud que l'air extérieur, monte dans l'air extérieur plus froid et pousse la feuille vers l'extérieur. Il est intéressant de refaire l'expérience à une fenêtre diamétralement opposée et faire le même constat. En revanche si on suspend la feuille en bas de la fenêtre, on constate qu'elle est soufflée vers l'intérieur. Explication : l'air froid de l'extérieur vient combler le vide laissé par la montée de l'air chaud et pousse la feuille vers l'intérieur.

A l'échelle de la Terre : Toutes les zones sur Terre ne sont pas réchauffées de la même manière. Par exemple, au cours d'une journée ensoleillée il y a de grandes différences de températures entre la mer et la Terre, ce qui créera des brises locales. De même à l'échelle de la planète les différences de température créent des mouvements d'air.

Et en cycle 2 ?... Il me semble qu'on ne peut aborder ce problème que si les enfants se posent réellement la question. Autrement dit, cette question ne peut pas constituer un objectif de cycle 2 mais elle peut, le cas échéant, être traitée. Sur quel mode ? Ce sera plutôt un apport informatif du maître illustré d'expériences sur le mode interactif. A vous, en fonction de votre pratique habituelle de classe d'utiliser les informations et les expériences proposées. Il pourra être utile, à terme, de demander aux élèves de réaliser une synthèse écrite de l'explication, qui sera ensuite discutée collectivement. Bonnes expériences et si vous expérimentez réellement avec vos élèves, je suis intéressée par leurs réactions... Merci.