Questions aux experts

Bonjour Marie,

Je vais essayer de vous donner quelques pistes induites par les questions suivantes :

- C'est quoi une saison ? Autrement dit, s'il n'y en avait pas, qu'est-ce que cela changerait ?

- Puisque l'on dit qu'il y a quatre saisons en France, qu'est-ce qui les différencie ? (écarts de température, pluie ou neige, jours plus ou moins longs, avec incidence sur la végétation, les cultures, et certains animaux).

- Pourquoi fait-il froid en hiver et chaud en été ? Réponse très probable des enfants - et de bon nombre d'adultes ! - : « c'est quand la Terre est plus loin du Soleil qu'il fait froid, et quand elle en est plus près qu'il fait chaud » (En fait, c'est parce que l'axe de la Terre est incliné et qu'il reste toujours parallèle à lui-même tandis que notre planète gravite autour du Soleil. Il en résulte que la « pente » des rayons solaires que nous recevons varie au fil des jours : très « inclinés » en hiver, ils se « redressent » jusqu'en été et « s'inclinent » à nouveau jusqu'en hiver : cela a une incidence sur les températures mais aussi sur la durée des jours et des nuits).
Il va donc falloir amener vos élèves à découvrir que les effets des saisons peuvent être obtenus avec une Terre restant (à peu près) à même distance du Soleil durant son périple autour du Soleil. Deux pistes s'offrent à vous : un trajet idéal, très « La main à la pâte », et un raccourci se résumant aux manips avec la mappemonde:

Les élèves découvrent d'abord la trajectoire du Soleil dans notre ciel, puis son évolution au fil des jours (plus basse en hiver qu'en été) : cela à l'aide d'un simple bâton mis au soleil, dont ils tracent l'ombre à plusieurs reprises au cours d'une journée, puis en refaisant l'expérience, aux mêmes heures, 15 jours après environ. (Vous trouverez tous les détails nécessaires, ainsi que pour les expériences suivantes, sur le site La main à la pâte, à la rubrique « Projet Eratosthène », ou encore dans l'ouvrage Mesurer la Terre est un jeu d'enfant, éd. Le Pommier).
Une manip à laide d'une lampe électrique éclairant le bâton sur sa feuille de tracés d'ombre permet ensuite de simuler la trajectoire du Soleil et de la faire évoluer.
La manip suivante consiste à éclairer un bâtonnet sur un ballon mis en rotation (sur lui-même), la lampe-Soleil restant fixe cette fois : on retrouve l'évolution de l'ombre durant la journée.
Enfin, un « mini-bâton » ou mieux, une petite vis, est fixée sur une mappemonde (sur la France) que l'on fait graviter autour d'une lampe-Soleil (ampoule sur pied) : on voit l'ombre de la vis s'allonger plus ou moins en fonction de la position de la mappemonde par rapport à la lampe (ombre longue en « hiver », courte en « été » et moyenne au « printemps » et en « automne »).
Une autre manip avec la mappemonde permet de voir pourquoi en France il fait plus froid en hiver et plus chaud en été. On éclaire la France en interposant entre la mappemonde et une lampe-torche un cache de bristol percé d'un trou d'environ 2 cm de diamètre : la petite tache lumineuse va être pâle et allongée quand la mappemonde sera en position « hiver », et au contraire presque ronde et brillante en position « été » (pour plus de détails voir l'ouvrage L'Astronomie est un jeu d'enfant, éd. Le Pommier.).
On peut également faire mesurer, à l'aide de deux lacets, sur une mappemonde éclairée par une lampe, la différence de longueur entre le jour et la nuit pour une saison donnée. Faire aussi constater que le pôle Nord reste dans le jour pendant six mois, tandis que le pôle Sud reste plongé dans la nuit, et inversement. A cette occasion, les élèves s'aperçoivent que les saisons sont inversées dans les deux hémisphères (voir L'Astronomie est un jeu d'enfant).

Pour d'autres manips, je vous conseille également l'ouvrage Les Saisons et les Mouvements de la Terre, chez Belin.

Bien amicalement,

Mireille Hibon-Hartmann