La ciel à portée de main

dimanche 29 avril 2012
par  Jacques

N°7- LE CIEL A PORTÉE DE MAIN. 50 expériences d’astronomie. 12 maquettes.
P.Causseret - J.L.Fouquet - L.Sarrazin-Vilas - (IUFM) - Belin pour la Sciences - 05/05 - 160 pages

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RÉSUMÉ : Ouvrage destiné à montrer comment à partir d’observations simples et de maquettes pédagogiques, il est possible d’appréhender certains phénomènes et l’univers. Les auteurs rendent hommage au travail du C.L.E.A.

MOTS CLÉ : observations, maquettes, mesures, simulations.

LES AUTEURS : Pierre Causeret : professeur de mathématiques (Dijon) et président de la société astronomique de Bourgogne- Jean Luc Fouquet : professeur de physique (Poitiers)- Liliane Sarrazin-Vilas : professeur de physique (Limoge). Formateurs IUFM.

On l’aura compris, il s’agit d’un ouvrage destiné à la pratique de l’astronomie dans notre enseignement tant dans le primaire que dans le secondaire. L’originalité de l’ouvrage est de proposer une douzaine de maquettes, bien testées par leurs auteurs, et destinées à mettre en pratique les divers thèmes proposés dans l’ouvrage et constituant quelques 50 expériences dont certaines sortent vraiment de l’ordinaire.

Le sommaire nous invite dans cinq domaines d’exploration de l’univers : le ciel la nuit, le ciel le jour, la Lune, le système solaire et l’univers des étoiles et galaxies.

On construit pour commencer une lanterne aux étoiles (I) pour la découverte des constellations, on détermine ensuite à l’aide d’un quadrant (II) la latitude du lieu et on apprend à lire l’heure aux étoiles (III) à l’aide d’une horloge céleste. Après l’inévitable carte du ciel (IV), c’est en somme un mini planétarium (V) qui nous permet de visualiser les constellations en n’importe quel point de la Terre. Le jour on construira une méridienne horizontale, on visualisera la trajectoire du soleil, on trouvera le sud avec sa montre et on abordera la construction de cadrans solaires équatorial (VII) ou vertical à l’aide d’une lanterne aux cadrans, ou encore analemmatique. On pourra encore déterminer la latitude un jour d’équinoxe, ou à partir de relevés d’ombres ou connaître la hauteur du soleil avec un gnomon à fente (VIII) et figurer le soleil sur la carte du ciel (IV). La Lune et ses phases font l’objet de maquettes permettant de noter sa position par rapport au soleil (IX) et de construire un cadran des lunaisons (X) ou de justifier la forme des croissants suivant la latitude du lieu à partir du planisphère (V). Pour les plus grands quelques mesures avec le bâton de Jacob, la mesure du diamètre de la Lune, de la distance Terre Lune (Aristarque) conduit aux phénomènes des éclipses de Lune et occultation du soleil (et non pas éclipses…), et aux phénomènes des marées. La construction d’un cadran du zodiaque (XI) avec ses treize constellations conduit à un planétaire du système solaire où les mouvements particuliers de Vénus avec ses phases, de Mars avec sa rétrogradation et de Jupiter avec ses 4 satellites galiléens peuvent être facilement justifiés. Enfin l’observation du soleil, par projection, et de l’observation de ses tâches conduit à sa rotation différentielle. L’observation du fond de ciel conduit à une réflexion sur les distances et la nature des objets observables (nébuleuses, amas, galaxies) et sur la structure et l’histoire de l’univers dans son ensemble. Quelques informations aussi sur l’heure, le temps et les calendriers. Dans l’approche si difficile des grands nombres, on aurait pu aussi proposer un calcul du nombre de grains de sable qu’il faudrait pour égaler le nombre d’étoiles dans l’univers : il y correspond environ une couche de sable de 1m d’épaisseur répartie uniformément sur toute la surface de la Terre ! [1]

Nul doute que cet ouvrage est bien pensé et qu’il représentera un outil de référence pour nos collègues ou animateurs de Club Astro. Ayant personnellement œuvré dans ce domaine, je regrette malgré tout que les expériences proposées sur la lumière (couleur du ciel), n’abordent pas quelques rudiments de spectrométrie. Il aurait été simple d’ajouter avec les maquettes, un petit réseau 130 tr/mm sur support diapo (Jeulin), et d’évoquer la possibilité de réaliser des spectres thermiques (donc la température et l’âge des étoiles) et des spectres discontinus (donc la composition des étoiles, des nébuleuses) et de conclure par exemple que c’est par la spectrométrie et l’effet Doppler Fizeau (déplacement relatif de la source) que nous savons aujourd’hui que notre univers est dynamique, qu’il a une histoire et que cette histoire est du domaine de la science. Pourquoi aussi, dans les généralités qui sont évoquées en fin d’ouvrage n’avoir pas dit un mot sur la ceinture de Kuiper, le nuage du Oort aux confins du systèmes solaire et sur la découverte récente des exoplanètes (170 découvertes à ce jour) ?

Cela bien sûr n’entache en rien l’excellente initiative de nos collègues, soucieux de rendre ainsi hommage à toute l’équipe du C.LE.A et qui ont eu le mérite de nous présenter le résultat de leur réflexions, truffé de judicieuses remarques, et de nous faire profiter de leurs expériences auprès de nos jeunes en manque de rêve.

Le nbre estimé d’étoiles étant N(10.11 x 10.11 = 10.22)= (soit 1/10 mole environ).
(très grande équation à insérée) (estimation).

2 remarques :

  • La chute d’un objet du haut du mât d’un bateau est délicate car si l’on suppose un mat de grande longueur, la vitesse avec laquelle la pomme est lâchée, et qui est conservée, est plus grande que celle du bas du mât…la pomme tombe donc légèrement en avant du mât !
  • Einstein à seulement trouvé une équivalence entre masse et énergie (p 126).

Jacques cazenove



[1] En prenant des grains moyens (1mm) on pourra estimer à partir d’une cuillère à café la correspondance m=10g=10-2kg >>> n=100 grains et en prenant pour densité d=3. (µ=3000kg/m3) Il s’agit d’estimer la masse M de sable correspondante à un nbre N de grains égal au nbre N d’étoiles. Avec : R=6400Km=6,4.10+6m. 100 milliards d’étoiles par galaxies. 100 milliards de galaxies.


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