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Comment monter un projet scolaire sur les couches de la Terre ?
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La planète Terre a une structure interne composée de quatre couches : la croute supérieure, le manteau, le noyau externe et le noyau interne. La croute terrestre est la couche externe et la plus mince, dont une partie est constituée par les continents. La couche suivante est le manteau, la couche la plus épaisse du globe. Quant au noyau, la partie centrale du globe, il est fait de deux parties : le noyau externe liquide, puis le noyau interne solide, aussi appelé graine. Pour bien visualiser cette structure interne de la planète, vous pouvez réaliser une Terre en trois dimensions avec une pâte (argile, à modeler) ou en faire une représentation en deux dimensions avec du papier de couleur.

1. Rassemblez tout le matériel nécessaire.

Pour faire une Terre en trois dimensions, vous pouvez prendre de l’argile à modeler ou fabriquer une pâte qui aura le même usage. Dans un cas comme dans l’autre, vous aurez besoin de colorants : jaune, orange, rouge, marron, vert et bleu. Si votre enfant décide de faire la pâte lui-même, soyez avec lui.

2. Fabriquez votre pâte.

Si vous avez de l’argile ou de la pâte à modeler, vous pouvez passer tout de suite à l’étape suivante. Mélangez tous vos ingrédients (farine, sel, bitartrate de potassium, huile et eau), il ne doit pas y avoir de grumeaux. Mettez cette pâte à cuire à feu doux dans une cocotte et remuez en permanence. Au fil de la cuisson, la pâte s’épaissit naturellement. Quand elle n’adhère plus aux parois, retirez-la du feu et attendez qu’elle refroidisse à température ambiante.

La pâte refroidie, pétrissez-la pendant une à deux minutes.
Si c’est votre enfant qui prépare la pâte, soyez à ses côtés pendant cette cuisson.
Si vous voyez des cristaux de sel dans la pâte, rassurez-vous, c’est normal.

3. Divisez la pâte.

Vous allez devoir faire six boules que vous teinterez. Commencez par en faire deux petites de la taille d’une balle de golf, puis faites-en deux de taille moyenne et enfin, deux grosses. Vous allez devoir les teinter en leur ajoutant, à chacune, un colorant particulier. Pétrissez chaque boule pour que la teinte soit bien homogène.

Les deux petites boules seront, l’une verte et l’autre rouge.
Les deux boules de taille moyenne seront, l’une orange et l’autre marron.
Les deux grosses boules seront, l’une jaune et l’autre bleue.

4. Enroulez la pâte orange autour de la boule rouge.

Vous allez construire un globe terrestre depuis la couche la plus profonde jusqu’à celle de surface. La boule rouge est ici le noyau interne et la pâte orange autour sera le noyau externe. La pâte orange doit être aplatie, puis posée sur la boule rouge de façon à la recouvrir entièrement.
Pour cette étape et les suivantes, veillez à conserver à votre globe la forme la plus sphérique possible.

5. Posez à présent la couche jaune.

Cette dernière représente le manteau et doit comme la couche précédente recouvrir la boule orange. Comme la pâte jaune est plus abondante (le manteau est la couche la plus épaisse du globe), elle va représenter une couche épaisse qui devra être homogène. Modelez toujours de façon à garder la forme sphérique. Appliquez-vous.
Pour cette pâte jaune, le plus simple est de l’étaler au rouleau en une couche homogène, puis de l’appliquer autour du globe commencé. Veillez à bien homogénéiser les raccords.

6. Posez à présent la couche marron.

Comme précédemment, aplatissez la boule marron au rouleau en une couche homogène. Cette couche est très mince, c’est normal, c’est la couche la plus fine du globe. Appliquez cette pâte autour du globe et faites attention aux raccords.

7. Posez à présent la couche bleue.

Comme précédemment, aplatissez la boule bleue en une mince couche homogène : ce seront les océans. Normalement, les océans et les continents font partie de la croute terrestre, mais ici, nous les mettrons à part.
Pour terminer, découpez la pâte verte en morceaux qui ressembleront approximativement aux continents. Appliquez-les aux endroits où ils sont censés être. Appuyez bien (mais pas trop !) pour qu’ils tiennent.

8. Coupez votre globe en deux avec du fil dentaire.

Posez votre miniplanète sur une planche à découper en sorte que les pôles soient à droite et à gauche. Posez un fil dentaire tendu sur ce qui est supposé être l’Équateur, puis appuyez pour couper le globe en deux.
Les deux moitiés doivent présenter un plan de coupe le plus net possible afin de bien voir les différentes couches de la Terre.

9. Donnez leurs noms aux différentes couches.

Préparez quatre étiquettes sur lesquelles vous écrirez sur la moitié de la longueur : croute, manteau, noyau externe et noyau interne. Pliez les bandes en leur milieu et placez-les au sommet des cure-dents, comme un petit drapeau, en les collant. Plantez les cure-dents dans les bonnes couches.
Comme vous avez deux moitiés de globe, vous en prenez une pour exposer les couches internes et vous placez l’autre dans l’autre sens pour montrer les océans et les continents. Comme cela, vous avez les visions interne et externe du globe.

10. Donnez des détails.

Vous pouvez préparer une petite feuille indicative que vous placerez à côté de votre globe. Vous pouvez y indiquer, l’épaisseur des couches, leurs compositions, leurs températures moyennes, leurs densités… Vous pouvez faire une fiche générale ou plusieurs fiches pour chacune des couches.

La croute terrestre a ceci de particulier qu’il en existe de deux types : la croute continentale et la croute océanique. Cela se verra très bien sur l’une ou l’autre des moitiés de votre globe : la croute est moins épaisse au niveau des océans.
Le manteau représente environ 84 % du volume total de la Terre. Le manteau est considéré comme solide, mais se comporte comme un fluide à plus ou moins forte viscosité. Ce sont les mouvements d’origine thermique dans ce manteau qui expliquent la dérive des plaques.
Le noyau externe est, pense-t-on, liquide et composé à 80 % de fer. Comme il est lourd, il a une grande inertie, ce qui fait qu’il tourne plus vite que le globe dans son entier : c’est ce qui crée le champ magnétique terrestre.
Le noyau interne est majoritairement composé de fer et de nickel (« nife »), mais l’on y trouve des éléments plus rares comme de l’or, de l’argent et du platine. Cette partie qu’on appelle aussi la graine est très dense, la pression y est très forte : le noyau est solide.

11. Rassemblez tout le matériel nécessaire.

Le principe est le même que le modèle en pâte, à la différence près que celui-ci est en deux dimensions seulement, sous la forme de disques de couleur.

La taille de votre travail aura la taille que vous désirez lui donner en fonction de son usage.
L’avantage d’utiliser un compas est que vous aurez des cercles parfaits et à la taille que vous voulez.
Si vous n’avez pas de compas sous la main, vous pouvez prendre des objets circulaires dont vous utiliserez le contour.
Si vous voulez quelque chose de plus fini, prenez du papier présentant une certaine texture.

12. Tracez 5 cercles, un pour chaque couche.

Tracez quatre cercles de tailles différentes, un sur chacune des feuilles de couleur. Le noyau interne sera tracé sur la feuille blanche, le noyau interne sera en bleu, le manteau, en orange et la croute terrestre sera représentée en marron. Tracez avec votre compas des cercles qui ont à peu près les dimensions suivantes :

pour le noyau interne, faites un cercle d’un diamètre de 5 cm ;
pour le noyau externe, faites un cercle d’un diamètre de 10 cm ;
pour le manteau inférieur, faites un cercle d’un diamètre de 18 cm ;
pour le manteau supérieur, faites un cercle d’un diamètre de 20 cm ;
pour la croute terrestre, faites un cercle d’un diamètre de 22 cm ;
ces diamètres peuvent être changés, le tout étant que les rapports entre ces dimensions restent les mêmes. Le manteau est la couche la plus épaisse et la croute terrestre, la plus mince.

13. Découpez chacun des cercles et empilez-les.

Une fois les cercles correctement tracés, prenez une paire de ciseaux et découpez consciencieusement selon le trait. Il n’est pas toujours facile de découper en arrondi, faites de votre mieux. Ensuite, empilez-les, le cercle le plus grand en premier, puis les autres par ordre décroissant de diamètre. Les cercles doivent être concentriques.

Placez d’abord le cercle marron de la croute terrestre, puis posez sur ce premier cercle celui orange du manteau, puis le cercle bleu du noyau externe, enfin, le cercle blanc du noyau interne.
Les cercles, bien centrés, seront collés au fur et à mesure avec de la colle en tube.

14. Mettez leurs noms aux couches.

Collez cet ensemble sur une feuille cartonnée plus grande. Préparez quatre étiquettes sur lesquelles vous aurez respectivement inscrit les noms des couches : croute, manteau, noyau externe, noyau interne. Vous pouvez aussi préparer des étiquettes un peu plus grandes sur lesquelles vous indiquerez certaines caractéristiques de ces couches, comme sa composition minéralogique, sa température moyenne, son épaisseur…
Essayez de présenter ces faits de façon à ce qu’en les lisant ceux qui les apprennent posent des questions et engagent une discussion.

15. Rassemblez tout le matériel nécessaire.

Le but est d’utiliser une boule de polystyrène dont vous retirerez un quart afin de bien voir les différentes couches internes de la planète. La découpe de la boule doit se faire sous la supervision des parents.
Ces fournitures sont très faciles à rassembler, soit vous les avez déjà soit vous pourrez les acheter près de chez vous.

16. Tracez les deux hémisphères.

Vous devez tracer la limite entre les deux hémisphères nord et sud, puis celle entre l’hémisphère est et ouest. Vous allez découper un quart de l’hémisphère nord. Le traçage des deux lignes n’a pas besoin d’être précis, mais si vous l’êtes, alors vous aurez une magnifique Terre. Veillez à ce que ces lignes se coupent bien à angle droit.

Posez une règle verticalement à côté de la boule et repérez la graduation du milieu de la boule.
Placez un crayon au niveau de cette graduation et perpendiculairement à la boule.
Ne bougez plus votre crayon et demandez à un ami de faire tourner la boule pour tracer la ligne de délimitation.
Lorsque la balle est de retour au point de départ, faites-la tourner verticalement.
Quand vous aurez fini, vous devez avoir deux lignes qui se coupent en partageant la boule en quatre quartiers égaux.

17. Découpez la boule de polystyrène.

Vous avez donc partagé la partie supérieure de la boule en quatre quartiers, il vous faut maintenant en extraire un en le découpant avec un couteau denté. Si vous faites faire cette découpe à un enfant, soyez vigilant.

Tournez la boule de façon à avoir devant vous un de ces traits qui part en quelque sorte du pôle Nord.
Plantez la pointe du couteau sur le pôle et par des mouvements de va-et-vient, découpez le long du trait jusqu’à l’équateur, matérialisé par la ligne faite dans l’autre sens.
Découpez l’autre côté du quartier en partant toujours du pôle.
Découpez enfin selon la ligne horizontale afin de détacher le quartier. Allez bien jusqu’au centre de la boule.
Ajustez la découpe jusqu’à ce que le quartier se détache proprement.

18. Dessinez et peignez les continents et les océans.

Avant de peindre les couches internes, dessinez les contours des continents, puis peignez-les en vert. Laissez un peu sécher pour que cela ne bave pas, puis peignez tout le reste en bleu (océans).

À moins que vous n’en ayez l’usage, vous pouvez jeter la partie enlevée.
Avant de vous attaquer aux couches internes, laissez bien sécher votre globe.

19. Tracez les couches de la Terre.

Tracez avec un crayon les limites des couches. Au cœur de la boule, faites un petit cercle pour le noyau interne. Faites un cercle un peu plus grand (environ un quart de l’épaisseur de la boule). Tracez ensuite une très fine couche à la surface du globe, ce sera la croute terrestre. Ce qui restera sera le manteau dont l’épaisseur est la plus grande.

Les limites étant tracées, il ne vous reste plus qu’à mettre en évidence les couches en les colorant.
Le noyau interne sera coloré en jaune, le noyau externe en orange, le manteau en deux nuances de rouge, une pour le manteau inférieur et l’autre pour le manteau supérieur et la croute terrestre en marron.

20. Identifiez chaque couche terrestre.

Récupérez vos cure-dents, puis préparez de petites bandes de papier, éventuellement de couleur, sur la moitié desquelles vous mettrez les noms de couches. Pliez les bandes en leur milieu et placez-les au sommet des cure-dents, comme un petit drapeau, en les collant. Plantez les cure-dents dans les bonnes couches. Disposez-les lisiblement.
Sinon, vous pouvez coller les étiquettes directement sur les couches visibles.