ScientifiQ - 3e cycle, Série A

3e cycle | Série A

Science et technologie

UNIVERS TERRE ET ESPACE Serge Gagnier

!

e h p o r t s a t a C Ça

bou g e

!

là-dessous

NOTIONS, ACTIVITÉS ET EXPÉRIENCES

Ma démarche

u q f i i e i sc n t e

Je me pose des questions.

Je pense que…

Ah oui ? Pourquoi ?

J’émets des hypothèses.

Je réalise des expériences.

J’ai découvert que...

Je fais des observations.

Je tire des conclusions.

© 2021, Les Éditions CEC inc. • Reproduction interdite

Je planifie des expériences.

3e cycle | Série A

Science et technologie

S cientifi

UNIVERS TERRE ET ESPACE

Serge Gagnier

© 2021, Les Éditions CEC inc. • Reproduction interdite

! e h p o r t s a t Ca Ça

bou g e

!

là-dessous

9001, boul. Louis-H.-La Fontaine, Anjou (Québec) Canada H1J 2C5 Téléphone : 514-351-6010 • Télécopieur : 514-351-3534

TERRE ET ESPACE Texte original Serge Gagnier Direction de l’édition Amélie Ménard

Rermerciements Les Éditions CEC tiennent à remercier les consultants qui ont contribué au développement de la collection avec leurs commentaires et suggestions :

Direction de la production Danielle Latendresse

Pierre Côté, CS Marguerite-Bourgeoys

Janie Cléroux, CS des Chênes

Direction de la coordination éditoriale Rodolphe Courcy

Mélissa Drolet, CS des Navigateurs

Charge de projet Geneviève Valotaire

Geneviève Labrecque, CS de la Capitale

Consultation scientifique Yannick Bergeron, Collège St-Jean-Vianney

Francine Médane, CS de Montréal

Consultation pédagogique Myriam Boutin, CS des Draveurs David Laplante, CS de Sorel-Tracy Nathalie Lussier, CS de Montréal

Audrey Roy, CS de la Capitale

Annie Jean, CS de la Seigneurie-des-Mille-Îles Cathy Maheux, CS de la Capitale

Table des

e i t r ma è s

Cédric Pichette, Externat Saint-Cœur de Marie Nathalie Trempe Enfin, l’Éditeur remercie l’ensemble des autres enseignantes et enseignants qui l’ont aidé à bien répondre aux réalités et aux pratiques des classes d’aujourd’hui.

Révision linguistique Nicole Blanchette Correction d’épreuves Marie Théorêt Conception et réalisation graphique Marie-Andrée Charette, Kanoca infographie Chantale Richard-Nolin Illustrations Michel Rouleau (p. 8, 12) Rémy Simard

Les

phénomènes naturels et les catastrophes

Sources iconographiques

Istock : p. 2 : arbre cassé © Bibirajh Sivamyinthan ; rue enneigée © Marc Bruxelle. p. 4 : dégâts tornade © clintspencer ; Fertnig ; p_saranya. p. 5 : tornade © Tokarsky ; ouragans © Tramino ; Maryna Patzen. p. 11 : digues © Sjo ; struvictory. p. 14 : tremblement de terre © ArtwayPics. p. 15 : sismographe © blueringmedia. p. 16 : scientifiques © Wavebreakmedia. Glossaire : embâcles © bksrus ; épicentre © Naeblys ; marais © Instants.

Alamy Banque D’Images : p. 15 : élèves sous leur bureau © Issei Kato. p. 17 : sismographe © inga spence.

La Loi sur le droit d’auteur interdit la reproduction d’œuvres sans l’autorisation des titulaires des droits. Or, la photocopie non autorisée – le photocopillage – a pris une ampleur telle que l’édition d’œuvres nouvelles est mise en péril. Nous rappelons donc que toute reproduction, partielle ou totale, du présent ouvrage est interdite sans l’autorisation écrite de l’Éditeur.

1 Des phénomènes naturels qui bouleversent notre quotidien....... p. 2 2 Les effets des phénomènes naturels sur les êtres humains et leur environnement................... p. 9 3 Des phénomènes naturels qui causent des catastrophes............ p. 14 4 Les conséquences des changements climatiques sur les catastrophes naturelles.......... p. 18

E n résumé .................................................. p. 22 ScientifiQ, Cahier d’apprentissage, 3e cycle – Série A, Catastrophes ! Ça bouge là-dessous ! © 2021, Les Éditions CEC inc.

9001, boul. Louis-H. Lafontaine Anjou (Québec) H1J 2C5 Tous droits réservés. Il est interdit de reproduire, d’adapter ou de traduire l’ensemble ou toute partie de cet ouvrage sans l’autorisation écrite du propriétaire du copyright. Seules les pages portant la mention « Reproduction autorisée » peuvent être reproduites.

Dépôt légal : 2021 Bibliothèque et Archives nationales du Québec Bibliothèque et Archives Canada ISBN : 978-2-7662-0364-2 ISBN : 978-2-7662-0313-0 (Ensemble de trois fascicules) ISBN : 978-2-7662-0373-4 (Ensemble de trois fascicules, version maZoneCEC, accès 1 an, livraison postale)

Imprimé au Canada 1 2 3 4 5 25

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Le petit glossaire illustré

© 2021, Les Éditions CEC inc. • Reproduction interdite

Shutterstock : CV : tornade © Rasica. Motifs d’atomes © pro500. Pictogrammes © tulpahn. p. 1 : sol © PhilipYb Studio ; éclair © Triff ; tornade © Jennifer Princ. p. 2 : hélicoptère © Toa55 ; volcan © Fotos593 ; avalanche © Lysogor Roman ; éclairs © Svet_Feo. p. 2-11 : maisons inondées © GLFotografie. p. 3 : tornade © Minerva Studio ; ouragan © FotoKina ; ouragan vu de l’espace © Zenobillis. p. 4 : dégâts tornade © Martin Haas ; dégâts ouragan © FotoKina ; Richard Whitcombe ; Netfalls Remy Musser ; Chuck Wagner. p. 5 : carte © stas11 ; tornades © NumenaStudios ; Preston James Garbe ; ouragan © Drew McArthur. p. 7 : matériel expérience © AlenKadr ; OttoPles ; Elizabeth A.Cummings ; stuar. p. 8 : tornade © LeStudio. p. 9 : embâcles © Elmars Rudzitis ; aéroglisseur © Denis Comeau. p. 10 : marais © Awana JF ; marécage © gvictoria ; tourbière © Anda Mikelsone ; lac Saint-Pierre © Pierrette Guertin. p. 11 : inondations © Clarke Colin ; Marc Bruxelle. p. 12 : maquette © psynovec ; main © RossHelen. p. 13 : chalet © karamysh. p. 14 : échelle de Richter © trgrowth. p. 16 : sismographe © Cico. p. 17 : sismo­graphe © Andrey VP. p. 18 : schéma © corbac40 ; champ © Fotokostic ; pot d’échappement © nampix ; poulets © C.Lotongkum. p. 19 : verre © Mariyana M. p. 20 : glaciers © Bernhard Staehli ; Ulannaq Ingemann ; Delpixel ; ours polaire © GTW ; réfugiés © Salvacampillo ; Riccardo Mayer ; Sharad Raval. p. 21 : Terre © Suwan Wanawattanawong ; garçon © SeventyFour ; livres © andreync. Glossaire : charbon © Dagmara ; marécage © DejaVuDesigns ; plaques © Naeblys ; pluie © ND700 ; sismologue © Mila Supinskaya Glashchenko ; tourbière © Anda Mikelsone.

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Salut !

?

Savais-tu que…

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Vivre dans des conditions climatiques extrêmes, tu connais ?

Tornades, inondations, tremblements de terre, etc. Par chance, la vie s’accroche et s’adapte malgré tout. La preuve, quelque 100 000 tremblements de terre secouent notre planète chaque année. Heureusement, ils ne sont pas tous destructeurs !

Météorologue, un métier dans le vent!

Dans la réserve innue de Maliotenam où il est né, Maikan a toujours eu la tête dans les nuages.

Enfant, il observait leurs formes et aimait prédire les fortes précipitations, les orages et les vents violents. Pas surprenant qu’il ait choisi d’étudier les sciences de l’atmosphère à l’université. Aujourd’hui, il travaille comme météorologue pour Environnement Canada.

Précipitations Moment précis du cycle de l’eau. L’eau se condense et tombe au sol.

Les phénomènes naturels et les catastrophes

1

Des

phénomènes naturels qui bouleversent notre

e i n d i o qu t

Tous les jours, la surface de la Terre craque, glisse et se soulève. Parfois, des tourbillons d’eau brassent les océans. Des avalanches, d’importantes masses de neige, se détachent des montagnes et recouvrent des vallées.

Ou encore, des volcans crachent des nuages de cendre !

Des phénomènes naturels impressionnants !

Au Québec, les tremblements de terre et les tornades sont rares.

Les ouragans et les tsunamis ne se rendent jamais jusqu’à nous.

Il y a peu de hautes montagnes où il pourrait y avoir des avalanches et il n’y a pas de volcans.

Au Canada, près de la moitié des feux de forêt sont déclenchés par la foudre. Il s’agit d’une décharge électrique pouvant aller jusqu’à 100 millions de volts !

Elle se forme lorsque l’électricité s’accumule entre des nuages orageux.

2

TERRE ET ESPACE

Par contre, chaque année, des tempêtes nous apportent plusieurs centimètres de pluie, de neige ou de verglas. De plus, avec nos millions de plans d’eau et la fonte des neiges au printemps, il y a souvent de graves inondations.

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Les phénomènes naturels nous fascinent par leur intensité. Ils ont créé nos continents et ils ont contribué à façonner les reliefs de notre paysage.

Ils n’ont pas fini de nous surprendre !

Ouragan ou tornade ?

Tu as sans doute déjà vu des images comme celles-ci dans les médias.

Peux-tu nommer chacun de ces phénomènes météorologiques ?

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1. Décris les deux phénomènes suivants dans tes mots. a) Un ouragan :

b) Une tornade :

On confond souvent l’ouragan et la tornade parce qu’ils génèrent tous les deux des tourbillons violents dans l’atmosphère. Pourtant, ces deux phénomènes météorologiques sont très différents.

Les phénomènes naturels et les catastrophes

3

Une expérience bien pensée !

Uapikun prépare un présentoir sur les tornades pour l’expo-sciences de son école. Il demande à son oncle Maikan de l’aider.

Regarde, Maikan, j’ai tout mon matériel.

Je vais te montrer comment se forme

Super ! Mais est-ce bien ainsi

une tornade !

qu’une tornade se forme ? Tu dois en être certain, pour éviter de faire naître de fausses idées.

Maikan a bien raison... du volcan où on mélange du bicarbonate de soude et du vinaigre.

Même si l’éruption de mousse est spectaculaire, une éruption volcanique n’est pas causée par une réaction chimique. Cela n’aide donc pas à comprendre d’où vient la lave qui jaillit.

6

TERRE ET ESPACE

Zut !

Mon idée vient de tomber à l’eau…

Mais non ! Il suffit de réfléchir à ce qu’est une tornade et de te demander comment ton modèle aide à mieux comprendre ce phénomène.

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Pense, par exemple, à l’expérience

À toi de

jouer!

Fabrique une tornade en bouteille !

Pour expliquer un phénomène, les scientifiques construisent des modèles.

Aide Uapikun à préparer son modèle de tornade pour l’expo-sciences de l’école.

LE MATÉRIEL • deux bouteilles de plastique identiques de 1 ou 2 litres

• du savon à vaisselle

• de l’eau

• du ruban adhésif très résistant

• du colorant alimentaire

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Voici ce que tu dois faire : 2 3

1

Remplis une bouteille d’eau aux

de sa capacité.

2

Ajoute quelques gouttes de colorant alimentaire et de savon à vaisselle.

3

Dépose le goulot de la bouteille vide sur celui de la bouteille d’eau et scelle le tout avec du ruban adhésif résistant. Il faut que ce soit bien étanche !

4

Retourne ton montage pour que la bouteille contenant l’eau soit sur le dessus.

Je fais des observations.

3. Que se passe-t-il ? Est-ce que l’eau coule facilement dans la bouteille du bas ? Pourquoi, selon toi ?

5

En tenant le montage d’une main à la hauteur des goulots, fais un mouvement de rotation avec le poignet pendant quelques secondes.

4. Que remarques-tu ? Pourquoi cela se produit-il, selon toi ?

Les phénomènes naturels et les catastrophes

7

5. Comment ta tornade embouteillée se compare-t-elle à une vraie tornade ?

8

TERRE ET ESPACE

Force de gravité Phénomène d’attraction entre deux objets. Le plus massif attire celui qui l’est moins.

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Quelques explications C’est la force de gravité qui entraîne l’eau vers le bas. À l’étape 4 de la démarche, la pression de l’air dans la bouteille du bas empêchait l’eau de couler. Une simple rotation du montage à l’étape 5 a facilité l’entrée de l’air dans la bouteille du haut, donc l’eau a pu couler aisément. Ce phénomène est identique au tourbillon qui se forme au fond de ta baignoire quand tu retires le bouchon.

Les

effets

sur les

des

phénomènes naturels

êtres humain

Il y aura un réchauffement

s

et leur

environnement

Un matin du mois de mars, Maikan est inquiet. Depuis quelques jours, il neige sans arrêt. Dans les dernières heures seulement, il est tombé 30 cm de neige ! Si on ajoute à cela les rivières qui dégèlent et la neige qui fond, les cours d’eau vont gonfler... Il faut agir vite pour éviter les inondations. Maikan décide d’appeler la Garde côtière canadienne.

important dans les prochaines heures.

On prévoit qu’il fera au-dessus de 0 degré Celsius au cours des cinq prochains jours.

Les inondations qui nous guettent Au Québec, il y a près de 4 000 rivières. Les terrains au bord des rivières sont très populaires et beaucoup de gens y ont construit leur maison.

Le niveau de l’eau des étangs ou des lacs varie peu avec le changement des saisons, mais celui des rivières augmente beaucoup au printemps.

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Des embâcles à surveiller Lorsque la glace d’un cours d’eau se brise et que des morceaux se dispersent dans toutes les directions sous la pression de l’eau, des embâcles risquent de se produire.

Ils peuvent gravement endommager les piliers des ponts et bloquer l’embouchure des rivières.

Pour éviter que cela se produise, la Garde côtière utilise un aéroglisseur déglaçant ou une embarcation brise‑glace pour briser les embâcles !

Embâcle Accumulation de morceaux de glace qui encombrent un cours d’eau.

Les phénomènes naturels et les catastrophes

9

Marais Milieu humide recouvert d’eau stagnante peu profonde et couvert de plantes.

Marécage Milieu humide parsemé d’arbres.

Les milieux humides, nos alliés…

Heureusement, nos rivières peuvent compter sur des milieux humides précieux comme les marais, les marécages et les tourbières. Ces habitats nous rendent des services indispensables.

1.

Observe les images. Selon toi, de quel milieu humide s’agit-il ?

Un marécage, une tourbière ou un marais ? a)

b)

c)

Tourbière Milieu humide dans lequel des plantes meurent les unes sur les autres.

Les milieux humides sont très étendus et peu profonds, alors ils peuvent limiter les inondations en se remplissant d’eau, au besoin.

?

Savais-tu que…

Le lac Saint-Pierre est un élargissement du fleuve Saint-Laurent, situé entre Sorel-Tracy et Trois-Rivières. Il héberge de nombreux milieux humides qui sont un refuge important pour la faune, notamment les oiseaux migrateurs.

Le lac Saint-Pierre est d’ailleurs une réserve de la biosphère reconnue par l’Organisation des Nations unies pour l’éducation, la science et la culture (UNESCO).

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TERRE ET ESPACE

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Ils abritent des centaines de plantes, de mammifères, d’oiseaux, de poissons et d’amphibiens. De plus, les milieux humides purifient l’eau et limitent l’érosion des berges, c’est-à-dire l’usure et la transformation du sol et des roches.

Qu’est-ce qui fait monter l’eau des océans ?

Après avoir aidé Uapikun, Maikan fait le tour de l’expo-sciences pour voir ce que les autres élèves ont préparé. Il s’arrête devant le présentoir d’un élève qui s’intéresse aux conséquences des changements climatiques sur les catastrophes naturelles.

Je me pose des questions.

Comment expliques‑tu que le niveau des océans monte avec les changements climatiques ?

C’est parce que les icebergs fondent !

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Tu crois ? Regarde bien.

Je mets des glaçons dans un verre d’eau froide. Je vais ensuite ajouter

L’eau va

de l’eau jusqu’à ras bord. Selon toi,

déborder ?

que se passera-t-il quand les glaçons auront fondu ?

Je fais des observations.

À toi de jouer ! Réalise l’expérience en classe avec un verre, des glaçons et de l’eau froide.

2. Que constates-tu par rapport au niveau d’eau initial dans le verre ?

Pourquoi, selon toi ?

Les phénomènes naturels et les catastrophes

19

En

é s u é m r

Les phénomènes naturels et les catastrophes 4

6

2

5

1

9

3 10 8 7 11 12 13

Vertical 1

Partie d’un sismographe sur lequel est tracée l’onde sismique.

2

Phénomène naturel qui se déclenche en montagne.

9

Scientifique qui étudie les séismes.

3

Elle cause beaucoup de feux de forêt.

4

Gaz qui contribue à l’effet de serre.

5

Phénomène naturel qui touche les gens qui habitent près d’un cours d’eau.

11 Combustible

6

Accumulation de morceaux de glace qui encombrent un cours d’eau.

12 Nom

7

Saison pendant laquelle il y a les plus grandes inondations.

13

8

22

Horizontal

Ville où a eu lieu un grave séisme en 2011.

TERRE ET ESPACE

10 Phénomène

météorologique qui se produit dans l’océan Indien. fossile qu’on utilise comme carburant dans une voiture. du scientifique qui a inventé l’échelle de mesure des séismes.

Forme typique d’une tornade.

14 Les

marais, les tourbières et les marécages sont des milieux __________.

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14

Le petit

e r i s s a o l illustré g

Combustible fossile Combustible contenant du carbone qui est enfoui dans le sol.

Marécage Milieu humide parsemé d’arbres.

Embâcle Accumulation de morceaux de glace qui encombrent un cours d’eau.

Plaques tectoniques Grands morceaux de la croûte terrestre qui se déplacent.

Épicentre Lieu sur la surface de la Terre qui est directement au-dessus du point où se produit le tremblement de terre.

Précipitations Moment précis du cycle de l’eau. L’eau se condense et tombe au sol.

Force de gravité Phénomène d’attraction entre deux objets. Le plus massif attire celui qui l’est moins.

Sismologue Scientifique qui étudie les tremblements de terre.

Marais Milieu humide recouvert d’eau stagnante peu profonde et couvert de plantes.

Tourbière Milieu humide dans lequel des plantes meurent les unes sur les autres.

La toute nouvelle collection ScientifiQ propose une formule unique par fascicule pour enseigner la science et la technologie.

Choix de 6 fascicu les par cycle pour abor der les 3 univ ers

Chaque fascicule plonge l’élève au cœur d’une démarche scientifique stimulante et propose : des concepts scientifiques en lien avec l’actualité et le quotidien des élèves ; des thèmes passionnants qui invitent à la découverte de métiers ; un contenu riche et abondamment illustré ; des activités variées, ludiques et originales ; des expériences faciles à réaliser en classe ; un résumé des connaissances acquises ; un glossaire illustré.

Chaque fascicule est accompagné d’un vaste volet numérique varié et dynamique !

Sur maZoneCEC, accédez aux fascicules et aux guides en format numérique ainsi qu’à de nombreux enrichissements dont : le corrigé complet de chaque fascicule ; des informations supplémentaires dans le cahier numérique (Clic +) ; du matériel reproductible dont des activités complémentaires, des fiches d’accompagnement pour les expériences, des évaluations et des grilles d’observations ; des exercices interactifs autocorrectifs ; des quiz au TNI pour un apprentissage dynamique en classe ; des animations en 2D et en 3D pour simplifier la compréhension de notions scientifiques ; des hyperliens pour aller encore plus loin dans les apprentissages.

Pour cha que 2 vidéos d fascicule, ’expérien ces réalisées p a r Yannick B ergeron