Sur les pas d’Ératosthène : mesurer la circonférence terrestre avec un bâton !

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Sur les pas d’Ératosthène : mesurer la circonférence terrestre avec un bâton !

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Le projet collaboratif Sur les pas d’Ératosthène a conduit depuis l'an 2 000 des milliers d'élèves de 8 à 14 ans à mesurer le tour de la Terre depuis leur classe, simplement en observant l'ombre d'un bâton vertical (gnomon) au midi solaire. Chaque année, des écoles de nombreux pays s'associent pour reproduire les observations du savant grec Ératosthène qui, il y a plus de 2 200 ans, fut le premier à proposer une méthode simple et originale pour mesurer la taille de notre planète.

En participant à ce projet, les élèves apprennent à observer les variations des ombres au cours de la journée et de l’année, le mouvement du Soleil dans le ciel, et construisent leurs propres instruments de mesure sous la forme d’un gnomon. En mesurant son ombre au midi solaire, et en échangeant leurs résultats avec d'autres classes via Internet situées sous d’autres latitudes, ils peuvent à leur tour calculer la taille de la Terre.

Présentation du projet collaboratif « Sur les pas d’Eratosthène » pour mesurer la taille de la Terre depuis sa classe 

 

Un projet interdisciplinaire

À travers ce projet, les élèves abordent de nombreuses disciplines, souvent de manière expérimentale et concrète, leur permettant d'acquérir des connaissances très variées :

L'histoire et la géographie : à travers l'Égypte ancienne pour situer Ératosthène en son temps et en son lieu, et en conduisant les élèves à se repérer eux-mêmes et leurs correspondants sur le globe terrestre.
L'astronomie : en mettant en évidence la trajectoire apparente du Soleil durant la journée et son évolution au fil des saisons.
La physique : avec l’étude de la lumière et de l'ombre, et la réalisation d’expériences sur le terrain et de simulations pour reproduire ce qui a été observé.
La technologie : en réalisant et en ajustant les instruments de mesure (gnomons, fils à plomb, niveaux à bulle, équerres...).
Les mathématiques : en particulier la géométrie car il est question de droites parallèles, d'angles, de triangles, de cercles, d'égalité d'angles, de rapports de longueur...
La langue orale et écrite : inhérente à la démarche expérimentale selon les principes de La main à la pâte, les élèves émettent des hypothèses, proposent des expériences, formulent des observations puis énoncent des conclusions, soit par oral, soit par écrit dans un cahier d'expériences que chacun tient à jour.
Les techniques de l'information et de la communication : par l’usage d'Internet, les élèves font des recherches documentaires, correspondent avec d'autres classes pour échanger des résultats de mesures et de calculs.
Les arts plastiques : ce projet permet à chacun de manifester ses talents créatifs (dessins inspirés de l'histoire d'Ératosthène, bandes dessinées, maquettes illustrant des expériences, jeux de calligraphie autour des hiéroglyphes et de l'alphabet grec...).

 

Un itinéraire modulable

Le projet se compose de cinq séquences d’activités, mais sa réalisation peut être adaptée en fonction de multiples contingences : l'âge, le niveau et la motivation des élèves, l'importance du groupe, le temps disponible à consacrer à ce projet, sans oublier les caprices de la météo… 

Ainsi, des raccourcis sont possibles mais le « parcours minimal » est jalonné de cinq étapes :

  1. mettre en évidence conjointement la courbure de la surface terrestre et le parallélisme des rayons solaires ;
  2. observer l'évolution de l'ombre d'un bâton et en déduire la trajectoire du Soleil ;
  3. découvrir le moment du midi solaire (c'est le moment où l'ombre est la plus courte) ;
  4. utiliser un gnomon pour en déduire l'angle des rayons solaires avec la verticale ;
  5. utiliser les relevés d'un correspondant et localiser les deux classes partenaires sur une carte terrestre pour évaluer la longueur du méridien terrestre.

Les cinq séquences d’activités du projet 

Découvrir les observations d'Ératosthène et tenter de les reproduire 
Réaliser et utiliser des gnomons
Découvrir le midi solaire
Mesurer l'angle entre les rayons solaires et la verticale
Mesurer la taille de la Terre

 

Comment participer ?

Vous êtes enseignant et souhaitez faire participer les élèves de votre classe au projet collaboratif Sur les pas d’Ératosthène ? Envoyez votre message à :

Eratosthene[at]fondation-lamap.org

Les échanges de relevés de mesures entre classes s’effectuant sur différentes plateformes sur Internet (en fonction de la localisation des participants), vous serez guidé pour procéder à votre inscription sur l’une des plateformes.