30 min.
Physique-chimie
Troisième
La Lune est un bateau de la flotte de Louis XIV qui a coulé au large de Toulon en 1664. Cette séance s’appuie sur la mission d’exploration sous-marine menée par l’Institut français de Recherches pour l’exploitation de la mer (Ifremer) et le Département des recherches archéologiques subaquatiques et sous-marines en 2012, qui a abouti à la reconstitution de son épave en 3D. Elle met les élèves dans la situation des scientifiques qui ont découvert l’épave la première fois. Les élèves ont pour mission de déterminer la profondeur de l’épave à partir d’un oscillogramme d’enregistrement du signal sonore du sonar et la relation vitesse, distance et temps. Ils découvrent également l’histoire de La Lune, jusqu’à son naufrage et à sa redécouverte.
Auteur : Isabelle Chèné, Collège Romain Blache, Saint-Cyr-sur-Mer, Philippe Mancini, Collège Louis Clément, Saint-Mandrier, François Bonny, Collège L’Herminier, La-Seyne-sur-Mer
Mots-clés :
sonar (instrument) / oscilloscope / transmission de signal / archéologie subaquatique / missionocean3d
Simulation
20 minEn groupe – S’exercer
Activité de l’élève
Le principe de fonctionnement du sonar bathymétrique est illustré par une animation en 3D que les élèves sont invités à visionner. Ils doivent dans un deuxième temps déterminer la profondeur de l’épave, en utilisant les informations données dans la vidéo.
Consigne
Dans l’animation « Quand Ariane plonge sur La Lune », cliquez sur l’écran « Calcul de la profondeur ». Regardez la simulation et déterminez la profondeur de l’épave. Pour cela, vous déterminerez la durée mise par le signal pour faire un aller-retour à l’aide de l’oscillogramme, et vous utiliserez la relation de la vitesse pour calculer la profondeur.
Quand Ariane plonge sur La Lune
Une animation 3D qui vous met aux manettes d’un navire d’exploration océanographique pour découvrir et comprendre le fonctionnement du sonar…
RESSOURCES COMPLÉMENTAIRES
Quand Ariane plonge sur La Lune
Quand Ariane plonge sur La Lune
Rôle de l’enseignant
Apporter l’aide nécessaire à la lecture de l’oscillogramme et à la réalisation du calcul.
À la fin de ce moment, mise en commun des calculs des élèves et correction.
Conseil à l’enseignant
La réponse attendue est : 90 m (ou 0,09 km).
Aider les élèves qui vont bloquer sur la mesure du temps (il faut diviser par deux la valeur obtenue grâce à l’oscilloscope).
Découverte
10 minEn classe entière – Apprendre
Activité de l’élève
Après avoir repéré l’anomalie grâce au sonar bathymétrique et déterminé sa profondeur, il est temps pour les élèves de découvrir de quelle épave ils ont fait la découverte : celle de La Lune. Ils prennent alors connaissance du contexte historique du naufrage de ce navire et de la découverte de son épave.
Consigne
Visionnez la vidéo « En plongée vers La Lune » et prenez des notes.
TÉLÉCHARGEZ LA VIDÉO
Quand Ariane plonge sur La Lune
Rôle de l’enseignant
Mettre à disposition la vidéo et s’assurer de sa compréhension.
Conseil à l’enseignant
Télécharger la vidéo en amont et la mettre à disposition des élèves.
S’ils la visionnent individuellement, ils peuvent utiliser leurs propres écouteurs.
Conclusion
La valeur de la vitesse du signal sonore est de 340 m/s dans l’air et de 1480 m/s dans l’eau. Un signal sonore peut être caractérisé par une fréquence qui se mesure en Hz. Échelle de fréquences : infrason (0 à 20hz), son audible (20 à 20000Hz), ultrason (au-delà de 20000 Hz).
