Impact Sciences - Guide - Thème 2

GUIDE DE L’ENSEIGNANT(E)

IMPACT

SCIENCES

GUIDE DE L'ENSEIGNANT(E)

IMPACT

SCIENCES

Auteurs

Frédéric Baudoin

Soumaya Chobba

Danny Nonnweiler

Fabio Rolland

la plateforme d’apprentissage en ligne pour les élèves et les enseignant(e)s

La plateforme vous donne, par exemple*, accès à :

1.du matériel de cours complémentaire, 2.un manuel numérique, 3.des exercices et des évaluations en ligne, 4.un apercu des progrès et des résultats de vos élèves, 5.et bien plus encore…

Vous trouverez de plus amples renseignements concernant l’accès à iDiddit sur : www.vanin.be/fr/ididdit

*En fonction de la méthode

Ce support pédagogique fait partie de la collection Impact Sciences des Éditions VAN IN. Nos supports pédagogiques sont développés dans le but que chaque élève puisse s’identi er et se sentir à l’aise avec les images et les textes utilisés. En cas de remarques, vous pouvez contacter les Éditions VAN IN.

Nos supports pédagogiques à destination des élèves peuvent être mis à disposition en version numérique via NumaBib, le service destiné aux élèves ayant des di cultés de lecture ou d’écriture. Vous pouvez en faire la demande sur www.numabib.be

IMPACT SCIENCES 1

Pour l’élève –un livre-cahier ou un manuel –des exercices numériques via

Pour l’enseignant(e) –un guide de l’enseignant(e) – un accès professeur via au manuel numérique, aux compléments et aux exercices numériques

Auteurs : Frédéric Baudoin, Soumaya Chobba, Danny Nonnweiler et Fabio Rolland

Couverture : Nor production

Mise en page : Nord Compo - Softwin

Dessins : CPIG

Remerciements : Athénée Royal de Bruxelles II (laboratoire pour les vidéos), Léonore De Schryver et Séverine Duchenne (Centre de Planning Familial et de Consultations Familiales et Conjugales Infor Famille Brabant Wallon), Dr Fabienne Godin (cabinet vétérinaire Vet’Attitude)

Crédits : page 12 carte © Parc naturel Hautes Fagnes-Eifel ; page 29 décomposeurs et page 40 vidéo © Réjouisciences – Université de Liège – Quentin Bolland ; page 61 © Science Photo Library/QA International ; page 72 © Par Hans Erren ; page 75 © Science Photo Library/Philippe Psaila ; page 91 © Shutterstock/ArieStudio ; pages 99-100 © Illustrations Gabriel Pissondes ; page 108 Alamy/Imageselect/Album ; pages 121 à 124 et 129 © ENGIE ; page 122 vidéo © ENGIE ; pages 182 et 183 © Science Photo Library/Martyn F. Chillmaid ; page 200 © Science Photo Library/ Charles D. Winters ; page 228 © Alamy/Imageselect/DPL ; page 230 © Shutterstock/IA ; pages 240 à 243 schémas centraux © Anatomical diagram from the pedagogical tool « Anatomia » published by the FCPPF ASBL and O’YES ASBL. Illustrations freely inspired by the work of Vincent Guili (www.svt-egalite.fr) ; pages 261 et 262 © O’YES ASBL - www.o-yes.be.

L’orthographe telle que recti ée le 6 décembre 1990 par le Conseil Supérieur de la langue française est d’application dans la collection. Toutefois, a n de respecter les écrits des auteurs des citations, l’orthographe d’origine y est respectée.

Les photocopieuses sont d’un usage très répandu et beaucoup y recourent de façon constante et machinale. Mais la production de livres ne se réalise pas aussi facilement qu’une simple photocopie. Elle demande bien plus d’énergie, de temps et d’argent. La rémunération des auteurs, et de toutes les personnes impliquées dans le processus de création et de distribution des livres, provient exclusivement de la vente de ces ouvrages. En Belgique, la loi sur le droit d’auteur protège l’activité de ces di érentes personnes. Lorsqu’il copie des livres, en entier ou en partie, en dehors des exceptions dé nies par la loi, l’usager prive ces di érentes personnes d’une part de la rémunération qui leur est due.

C’est pourquoi les auteurs et les éditeurs demandent qu’aucun texte protégé ne soit copié sans une autorisation écrite préalable, en dehors des exceptions dé nies par la loi.

L’éditeur s’est e orcé d’identi er tous les détenteurs de droits. Si, malgré cela, quelqu’un estime entrer en ligne de compte en tant qu’ayant droit, il est invité à s’adresser à l’éditeur.

© Éditions VAN IN, Mont-Saint-Guibert – Wommelgem, 2026. Tous droits réservés.

En dehors des exceptions dé nies par la loi, cet ouvrage ne peut être reproduit, enregistré dans un chier informatisé ou rendu public, même partiellement, par quelque moyen que ce soit, sans l’autorisation écrite de l’éditeur.

L’exploration de textes et de données (TDM) n’est pas autorisée.

1re édition : 2026

ISBN 978-94-647-0740-3

D/2026/0078/43

Art. 607325/01

Les outils numériques complémentaires à votre ouvrage

Votre ouvrage VAN IN vous permet d’accéder aux outils numériques complémentaires, utiles pour gérer votre compte, retrouver vos ressources pédagogiques, organiser vos cours et accompagner vos élèves :

• My VAN IN , votre portail d’administration

• iDiddit , la plateforme d’apprentissage

• Capture , l’application mobile

Un seul identifiant pour toutes nos plateformes :

Peu importe la plateforme utilisée, votre identifiant reste identique.

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Utilisez-le pour vous connecter à iDiddit ou My VAN IN.

My VAN IN est votre portail d’administration. Il regroupe, en un seul endroit, la gestion de votre compte, de vos ressources pédagogiques et de vos classes.

Dans My VAN IN, vous pouvez :

• rejoindre ou retrouver vos écoles liées ;

• gérer votre compte et vos informations personnelles ;

• consulter vos méthodes et licences ainsi que leur durée de validité ;

• gérer vos classes et la liste de vos élèves.

iDiddit est la plateforme d’apprentissage de VAN IN. Elle vous permet d’enseigner en toute flexibilité, de suivre vos élèves et d’organiser vos cours.

Vous y trouverez notamment :

• le Manuel numérique ;

• le Guide+ et les notes méthodologiques ;

• les documents complémentaires ;

• les exercices interactifs pour entrainer vos élèves ;

• le tableau de bord des résultats pour suivre leur progression.

Capture permet aux élèves de garder les contenus numériques à portée de main.

Bien plus qu’une simple application, Capture constitue une passerelle interactive entre l’ouvrage VAN IN et ses ressources numériques dédiées.

En scannant une page identifiée par des crochets 49 Scan , ils accèdent facilement à, selon la méthode, des vidéos, des audios, des documents ou des exercices en ligne.

Pour vos élèves, c’est la liberté d’apprendre où qu’ils soient, de retrouver facilement tous leurs contenus pour comprendre, pratiquer, s’entrainer, progresser à leur rythme.

En savoir plus : www.vanin.be/capture ou via le code QR

Un accompagnement complet dès la rentrée

Afin de préparer efficacement l’utilisation de vos outils numériques VAN IN, retrouvez toutes les informations utiles dans notre FAQ : www.vanin.be/outils-numeriques ou via le code QR.

La page d’aide iDiddit propose également des tutoriels vidéos et des modes d’emploi. De plus, un espace élève y est proposé pour les guider pas à pas.

Bienvenue dans Impact Sciences 1 !

La méthode Impact Sciences propose une façon active et amusante d’apprendre les sciences et de mesurer l’impact des choix de chacun sur le monde.

En observant des situations de la vie quotidienne, les élèves vont poser des questions, imaginer des hypothèses et faire des expériences pour les tester. Ils apprendront progressivement à organiser leurs idées et à construire activement leurs nouvelles connaissances.

Les sciences sont liées à des sujets importants comme l’environnement ou l’énergie : les élèves seront amenés à réfléchir à leurs choix et à leurs conséquences sur ce qui les entoure. Ils développeront ainsi et exerceront leur esprit critique, notamment à travers des activités ludiques !

Au fil de ce parcours, ils se forgeront une véritable culture scientifique et ils gagneront en autonomie. Ils pourront alors explorer le monde avec curiosité, rigueur et confiance.

CONNAITRE

Comment utiliser le livre-cahier ou le manuel ?

CONNAITRE

Le livre-cahier comme le manuel se composent de 6 thèmes , couvrant les 3 domaines scientifiques : la biologie (en vert), la chimie (en mauve) et la physique (en bleu).

CONNAITRE

Un thème, c’est une suite de chapitres au terme desquels les élèves pourront accomplir une activité finale (jeu, défi…) portant sur un enjeu de société.

APPLIQUER ET TRANSFÉRER

Au début de chaque thème, ils feront la connaissance d’un(e) scientifique qui les accompagnera tout au long de leurs découvertes.

APPLIQUER ET TRANSFÉRER

Quelques balises

APPLIQUER ET TRANSFÉRER

EXPÉRIMENTATION

CONNAITRE

EXPÉRIMENTATION

APPLIQUER ET TRANSFÉRER

EXPÉRIMENTATION

EXPÉRIMENTATION

Cette rubrique rassemble les informations à retenir au terme de chaque chapitre.

Cette rubrique propose une série d’exercices au terme de chaque chapitre.

Cette rubrique propose une ou plusieurs expériences à réaliser en classe.

Ce pictogramme indique qu’un document vidéo montre l’expérience ou accompagne l’activité.

Ce pictogramme indique qu’un document en ligne accompagne l’activité.

132 Scan

132 Scan

132 Scan

Ce pictogramme invite les élèves à scanner la page avec l’application Capture pour accéder à un ou plusieurs contenus complémentaires (vidéos ou documents en ligne).

Ce pictogramme invite les élèves à se rendre sur la plateforme iDiddit pour découvrir une activité ou un document complémentaires, ou pour poursuivre leurs apprentissages avec des exercices supplémentaires.

Démarches d’investigation scientifique

Thème 1Thème 2Thème 3Thème 4Thème 5Thème 6

SAVOIR-FAIRE LIÉS AUX DÉMARCHES D’INVESTIGATION SCIENTIFIQUE

Se questionner

Se questionner, s’approprier un questionnement.

Proposer des explications possibles d’un phénomène et/ou émettre une hypothèse.

Identifier et formuler une question d’ordre scientifique correspondant au problème posé.

Distinguer les faits établis des jugements de valeur.

Formuler une hypothèse et la confronter à celles des autres pour sélectionner celle(s) à tester.

Chap. 2

Chap. 3

Proposer, adapter des moyens d’investigation.

Chap. 2

Chap. 2 Chap. 3

Notre planète

Notre planète

Chap. 3

Investiguer et garder des traces évolutives

Proposer, adapter des moyens d’investigation.

Proposer des moyens d’investigation.

Suivre un protocole expérimental.

Chap. 2

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 4

Chap. 5

Chap. 1

Chap. 3

Chap. 1

Chap. 1

Chap. 3

Chap. 2

Chap. 2

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 1

Chap. 3

Expérimenter et traiter les résultats.

Concevoir un protocole, le mettre en œuvre et le modifier si nécessaire.

Utiliser le matériel et l’instrument de mesure proposé et exprimer le résultat de la mesure avec l’unité appropriée.

Schématiser une situation expérimentale.

Met tre en évidence une relation entre deux variables lors de l’expérimentation.

Chap. 2

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 4

Chap. 5

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 4

Chap. 5

Chap. 2

L’eau, source de vie

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 2

Chap. 3

Observer.

Consulter des documents et / ou des personnes

Proposer les critères d’observation et utiliser les modes d’observation en lien avec la question d’ordre scientifique.

Recueillir et décrire les observations qualitatives et quantitatives en utilisant le vocabulaire adéquat.

Recueillir, interpréter et exploiter des informations dans des documents (numériques et/ou autres) et/ou auprès de personnes-ressources.

Vérifier si l’information répond à la question de départ.

Chap. 2

Analyser et débattre.

Utiliser des représentations / des modèles scientifiques.

Faire évoluer les explications/ hypothèses.

Analyser et interpréter des données collectées (résultats expérimentaux, observations, informations…).

Poser un regard critique sur les données collectées et proposer des moyens pour les améliorer.

Utiliser des modèles pour comprendre une réalité complexe.

Utiliser les symboles relatifs à la biologie, la chimie et la physique.

Confronter son explication de départ / son hypothèse aux données récoltées et la faire évoluer si nécessaire.

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 2

Chap. 2

Chap. 1

Chap. 2

Une consommation responsable

Chap. 3

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 2

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 3

Chap. 3

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 3

Chap. 2

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 2

Chap. 1

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 4

Chap. 5

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 4

Structurer les résultats, les valider, les synthétiser et communiquer

Comparer des éléments en vue de les organiser de manière scientifique : trier, classer.

Met tre en évidence les relations de cause à effet entre deux variables.

Structurer des informations sous une forme qui favorise la compréhension.

Rassembler les informations et les résultats obtenus, en utilisant différents modes de représentation formalisés (tableaux de données, graphiques, modèles…), notamment grâce à des outils numériques.

Comparer et structurer des informations provenant de sources différentes et préciser le titre et l’auteur.

Chap. 1

Chap. 3

Chap. 2

Chap. 3 Une consommation responsable

Chap. 3

Chap. 1

Chap. 3

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 2

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 1

Chap. 3

Chap. 4

Chap. 5

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 4

Chap. 5

Une consommation responsable

Notre planète

Chap. 3

Chap. 2

Chap. 3

Vérifier si la question de départ et la réponse sont concordantes, puis valider les résultats.

Compléter un rapport d’expérience ou d’observation.

Synthétiser.

Communiquer sur les résultats, les connaissances acquises et la démarche mise en œuvre.

Accepter ou rejeter un constat provisoire et/ou partiel.

Valider les résultats d’une recherche en lien avec les savoirs établis.

Répondre à la question d’ordre scientifique, en s’appuyant sur les faits donnés, les résultats, les discussions issus de la démarche d’investigation.

Synthétiser. Construire une synthèse des concepts qui ont été appris.

S’exprimer de manière structurée en utilisant une terminologie appropriée à la situation. Le potager en permaculture

Réaliser une trace relative au questionnement de départ, au déroulement de la démarche et à la conclusion en utilisant le support le plus adéquat (dessin, maquette, photo, panneau, rapport d’expérience…).

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 4

Chap. 5

Chap. 1 Chap. 3

Chap. 2

Chap. 3 L’eau, source de vie

Chap. 3

Chap. 1

Notre planète Chap. 2 Chap. 3

Notre planète Chap. 3 L’eau, source de vie

Chap. 2 Chap. 1 Notre planète

Chap. 2 Chap. 3

Chap. 3

Chap. 3

Chap. 2 Chap. 2 Chap. 3

La ville de demain

Chap. 2 L’eau, source de vie

Liste complète du matériel

Thème 1

Documents complémentaires

Exercices

Vidéos

Attendus

Documents complémentaires du manuel à imprimer

Exercices de prérequis

Banque d’exercices

Différence entre la tourbe et le compost

L’écosystème du hérisson

Annexe À la découverte d’un écosystème

Thème 2

Documents complémentaires

Exercices

Vidéos

Activité complémentaire

Annexes

Attendus

Documents complémentaires du manuel à imprimer

Exercices de prérequis

Banque d’exercices

Structure interne de la Terre

Expérience 1 – L’éclat

Expérience 2 – La conductibilité électrique

Expérience 3 – La malléabilité

Expérience 4 – La conductibilité thermique

Le cycle de transformation d’un objet

La décomposition des feuilles

Feuilles à différentes étapes de décomposition

La litière

L’humus

Thème 3

Documents complémentaires

Exercices

Vidéos

Matériel complémentaire

Annexe

Thème 4

Documents complémentaires

Activité de prérequis

Exercices

Attendus

Documents complémentaires du manuel à imprimer

Exercices de prérequis

Banque d’exercices

Expérience – Ensemble citron-électrodes

Comment fonctionne une centrale nucléaire ?

Visites virtuelles de différentes installations électriques

Comment une centrale solaire photovoltaïque transforme-t-elle la lumière en électricité ?

La ville de demain : jeu (mode d’emploi, plateau, jetons, cartes, baromètre)

Fonctionnement d’une pile

Vidéos

Attendus

Documents complémentaires du manuel à imprimer

La notion de modèle

Exercices de prérequis

Banque d’exercices

En forme la matière ? Expérience 1

En forme la matière ? Expérience 2

En forme la matière ? Expérience 3

En forme la matière ? Expérience 4

En forme la matière ? Expérience 5

Expérience – Étude de la paraffine

Expérience – Phénomène de conduction

Modèle de la vibration moléculaire

Propagation d’énergie

Expérience – Phénomène de convection

Expérience – Influence du volume sur la température

Simulation en ligne (apport d’énergie)

Effet sur les solides

Effet sur les liquides

Effet sur les gaz

Dilatation des trois états de la matière

Expérience – La fusion de l’eau

Expérience – Comportement inattendu de l’eau

Simulation en ligne (changements d’état au niveau moléculaire)

Expérience – Fonte des glaces

Vidéo supplémentaire

Activités complémentaires

Annexes

Expérience – La solidification de l’eau

Que devient le volume ?

Matière à creuser

La vaporisation

La liquéfaction

Petite histoire du thermomètre

Modes de propagation de la chaleur

Expérience – La solidification

Thème 5

Documents complémentaires

Activité de prérequis

Exercices

Vidéos

Activités complémentaires

Thème 6

Documents complémentaires

Exercices

Vidéos

Activités complémentaires

Matériel complémentaire

Attendus

Documents complémentaires du manuel à imprimer

Mélanges homogène et hétérogène

Exercices de prérequis

Banque d’exercices

Expérience – Passage au crible

Expérience – De plus en plus fin

Expérience – Laisser reposer

Expérience – Une propriété particulière

Expérience – Dissolution du permanganate de potassium

Le barattage

La décantation

La distillation

Attendus

Documents complémentaires du manuel à imprimer

Exercices de prérequis

Banque d’exercices

L’appareil génital masculin

L’appareil génital féminin

Fabrication et trajet des cellules sexuelles chez l’homme

Histoire d’un cycle

Fécondation et grossesse

Rumeurs ou vérités

Course contre le HPV

Course contre le HPV : jeu (plateau et cartes)

Georges Lemaître

Georges Lemaître nait à Charleroi en 1894. À neuf ans, il sait déjà que les sciences seront importantes pour lui, mais il aime aussi la spiritualité. Après l’école, il étudie les maths et la physique à l’université de Louvain. Lorsque la Première Guerre mondiale éclate, Georges rejoint l’armée. Il retourne ensuite à l’université et devient prêtre.

Curieux et brillant, il étudie encore à Cambridge, Harvard et au MIT. Il aime remettre en question les théories de l’époque. Depuis toujours, les scientifiques cherchent à expliquer le monde par des « modèles », basés sur leurs observations. Mais la communauté a parfois un peu de mal à les faire évoluer !

Fasciné par la matière qui compose notre Terre et l’Univers, Georges propose un modèle inédit : celui de « l’atome primitif ». Selon lui, toute la matière et l’énergie étaient rassemblées en un point, puis se sont écartées pour donner naissance à l’Univers en expansion. Cette idée, appelée ironiquement « Big Bang » par un autre scientifique, restera célèbre.

Georges enseigne à Louvain de 1925 à 1964 et reçoit plusieurs prix pour ses travaux. Il meurt en 1966, après avoir aidé à comprendre l’Univers. La consécration pour un prêtre et un scientifique !

Mine de titane avec bassins de décantation remplis de liquides servant à l’enrichissement du minerai.

THÈME 2

Notes méthodologiques

Page 49

Des exercices de prérequis sont disponibles en téléchargement sur iDiddit. Certains d’entre eux sont également proposés en version autocorrective.

Un tableau des attendus du référentiel associés à ce thème est disponible en téléchargement sur iDiddit.

Page 50

1 Dans ce thème, nous ne traitons qu’une infime couche de notre planète. Voici quelques chiffres pour aider à s’en faire une représentation : – la Terre est formée de plusieurs couches, à l’image d’un ognon. Lors de sa formation, les matériaux les plus denses se retrouvent au centre, les moins denses à la surface ; – la Terre a un diamètre d’environ 12 742 km ; – épaisseur et température des couches (de la plus externe vers la plus interne) :

1. lithosphère : 0 à 100 km et 1 300 °C à sa base,

2. manteau asthénosphérique : 100 à 700 km et environ 1 900 °C à sa base,

3. manteau inférieur : 700 à 2 900 km et 3500 °C à sa base,

4. noyau externe : 2 900 à 5 200 km et 5 500 °C à sa base, 5. noyau interne ou graine : 5 200 à 6 371 km et environ 6 000 °C ; – la croute terrestre a une épaisseur pouvant varier entre un peu moins d’une dizaine de kilomètres sous le plancher océanique à plus de cinquante kilomètres sous les continents.

2 Le sol comprend :

– la couche organique pure (horizon O) : litière ; – la couche arable (horizon A) : horizon composé d’humus ; – la couche d’éluviation (horizon E) : couche appauvrie par le lessivage. MAIS attention cette couche n’est pas très épaisse et pas présente dans tous les sols !

Le sous-sol comprend :

– la couche d’illuviation (horizon B) : horizon d’accumulation de ce qui est descendu du sol + roches altérées ;

Page 53

– l’horizon parental (horizon C) : composé uniquement de roches altérées ; – la roche mère (parfois pas incluse dans le sous-sol mais considérée comme une partie distincte).

Une activité expérimentale sur les étapes permettant la décomposition des feuilles ainsi que leur transformation en litière puis en humus est disponible en téléchargement sur iDiddit

3 On parle d’altération des roches quand la modification de la roche n’est pas emportée. L’érosion correspond à la transformation partielle de la roche, suivie du transport des produits de cette altération par différents facteurs comme l’eau, le vent, la glace.

Page 55

4 Proposer une liste de mots à cocher est le prétexte pour échanger avec les élèves. Il est préférable de reprendre chacun des mots et de susciter un petit débat à partir de chaque mot. L’idée n’est pas de donner la liste, de demander de cocher et de vérifier la réponse deux minutes plus tard. Peut-être que, pendant l’échange, les élèves vont proposer d’autres mots ou notions. Il est alors intéressant de les noter au tableau (ou sur des Post-it) pour y revenir quand on construira la définition.

Page 59

5 Le chewing-gum est composé de polymères synthétiques, ce qui le rend difficilement désagrégeable. On estime que sa disparition peut prendre entre 5 et 10 ans s’il est jeté dans la nature et plusieurs dizaines d’années s’il est jeté sur la voie publique.

En comparaison, le temps de disparition approximatif dans la nature de ces objets est de :

– ticket de caisse : quelques semaines ; – canette en aluminium : 100 à 500 ans ; – pile : plus de 50 ans ; – mégot de cigarette : 2 à 5 ans ; – bois non traité : 1 à 3 ans ; – peau de banane : quelques mois ; – brique de lait : une centaine d’années ; – ceinture en cuir naturel (sans métal) : 2 à 5 ans.

Des exercices supplémentaires sont disponibles en téléchargement sur iDiddit. L’enseignant(e) peut les proposer (ou une sélection de son choix) comme exercices ou comme évaluation. Selon le chapitre, certains d’entre eux sont également proposés en version autocorrective.

Page 60

6 Ici, le but est que les élèves comprennent qu’il y a beaucoup de composants dans un smartphone et que cela va rendre son traitement plus compliqué. Ils devront donc découvrir de nouvelles informations pour déterminer où et comment recycler un smartphone.

Page 61

7 Scientifiquement, une roche est un agrégat, généralement solide, de minéraux. Soit totalement, soit partiellement. Ces minéraux peuvent être identiques ou différents.

Un minerai est une roche qui va être exploitée car elle contient des substances utiles en pourcentage suffisant pour justifier son exploitation. Cela peut être des métaux mais également des non-métaux comme le soufre… Cependant, cette notion n’est pas demandée par le référentiel et n’a donc pas été développée ici.

Un minéral est un corps pur qui adopte une structure géométrique dite cristalline.

Un métal est un corps pur simple qui possède un éclat brillant, est malléable, a une masse volumique supérieure ou égale à 2 500 kg/m 3 et qui est un bon conducteur thermique et électrique.

8 Le terme « élément » est ici utilisé dans son sens conventionnel et non scientifique.

Les élèves n’ayant pas encore abordé la structure de la matière ou le tableau périodique des éléments, il était compliqué d’intégrer les notions de corps pur simple ou de mélange pour les roches.

Un minerai est une roche contenant un ou plusieurs éléments chimiques exploitables industriellement. On extrait principalement des métaux (fer, cuivre, aluminium…), mais aussi des non-métaux (soufre, carbone, phosphore, chlore, silicium). Donc tout élément naturel extrait d’un minerai n’est pas un métal.

Un métal est un élément chimique qui a des caractéristiques spécifiques comme bonne conductivité, malléabilité, ductilité, aspect brillant, etc. Nous traitons cet aspect plus loin dans le livre.

Page 62

9 Pour que les résultats souhaités soient obtenus, il faut choisir soigneusement la forme des substances. Ainsi, des échantillons en poudre ne permettront pas d’en vérifier la conductivité électrique, l’air s’y trouvant agissant comme isolant. Il faut donc des échantillons solides.

10

Certains métaux s’oxydent beaucoup. Il ne faut pas hésiter à ôter l’oxydation avant ou même à proposer aux élèves de le faire.

11 La conductibilité est la capacité d’un système à conduire la chaleur ou l’électricité alors que la conductivité est un coefficient qui quantifie la conductibilité d’un matériau.

Page 63

12 L’enseignant(e) détermine le temps durant lequel les élèves laissent le matériau dans la flamme en fonction de la taille des échantillons.

13 L’éclat du quartz est vitreux.

Page 73

14 Ces étapes ont été définies arbitrairement en se basant sur plusieurs métaux.

Page 75

15 Pour simplifier le texte afin qu’il corresponde au niveau des élèves, nous avons choisi de ne pas détailler la composition de départ du coltan. Pour information, le coltan est un minerai composé des minéraux colombite (riche en métal niobium) et tantalite (riche en métal tantale). Le « coltan » est la contraction de colombite-tantalite.

Page 76

Des exercices supplémentaires sont disponibles en téléchargement sur iDiddit. L’enseignant(e) peut les proposer (ou une sélection de son choix) comme exercices ou comme évaluation. Selon le chapitre, certains d’entre eux sont également proposés en version autocorrective.

Page 88

16 Attention, pour l’ensemble des exercices sur le tri des déchets, le tri dans les poubelles ou les sacs ainsi que leurs couleurs peuvent varier d’une commune à l’autre. Par conséquent, les réponses des exercices peuvent être adaptées par l’enseignant(e) en fonction des règles en vigueur dans chaque commune.

Page 89

Page 94

Des exercices supplémentaires sont disponibles en téléchargement sur iDiddit. L’enseignant(e) peut les proposer (ou une sélection de son choix) comme exercices ou comme évaluation. Selon le chapitre, certains d’entre eux sont également proposés en version autocorrective.

17 Autre exemple de réponse

Je choisis le smartphone fairtrade * , car son impact environnemental est plus faible et ses matériaux sont issus de labels équitables.

Je vais l’utiliser plus longtemps, ce qui réduit son impact sur l’environnement. En effet, si un de ses composants cesse de fonctionner, je pourrai le remplacer sans avoir besoin de racheter un tout nouveau téléphone. Ainsi, j’évite de lancer un nouveau cycle de transformation, car mon téléphone durera aussi longtemps que plusieurs smartphones neufs.

Il est aussi plus équitable : l’extraction de ses matières premières se fait dans des zones sans guerre et les ouvriers sont payés correctement. En achetant ce smartphone, je ne finance pas de mauvais comportements.

En ce qui concerne son utilisation, je devrai également adopter de nouvelles attitudes : charger mon téléphone dès qu’il arrive à 20 % et le débrancher dès qu’il est à 80 %. J’utiliserai le Wi-Fi et je nettoierai régulièrement mon GSM et effacerai les fichiers inutiles.

* Cette réponse peut émerger mais l’élève manque d’informations. Notamment sur l’impact sociétal de l’exploitation de certains matériaux.

Thème 2

LES RESSOURCES NATURELLES EN MATIÈRES PREMIÈRES

À une époque où les défis environnementaux se multiplient, le traitement des déchets prend une importance cruciale. Nos modes de vie modernes nous poussent à réfléchir sérieusement à notre impact environnemental si nous ne voulons pas que notre planète se vide de ses ressources. En effet, les sols et les sous-sols sont des endroits de vie sensibles à nos actions, mais également des réservoirs de matières premières épuisables. Il est de notre responsabilité de les préserver. Face à cette réalité, il devient impératif de modifier nos habitudes de consommation et de traitement des déchets afin de protéger et de maintenir l’équilibre fragile de notre écosystème.

Chapitre 1

Que TrouVoNs-Nous sous Nos Pieds ?

Notre planète est constituée de plusieurs couches. Dans ce thème, nous allons nous attarder sur celle qui se trouve le plus à l’extérieur, la lithosphère 1 . Ce nom provient en partie du mot grec lithos , signifiant « pierre ». C’est donc la partie rigide supérieure de la planète sur laquelle nous vivons.

La lithosphère est constituée elle-même de différentes couches, la plus fine étant la croute terrestre, variant de dix à environ cinquante kilomètres.

La croute terrestre est composée de plusieurs couches : le sol , qui est la couche supérieure de la surface de la Terre où les plantes poussent, et le sous-sol , qui est la couche de roches situées sous la surface du sol.

1. Différence entre sol et sous-sol

Il t’est probablement déjà arrivé de creuser la terre avec un outil, que ce soit pour faire un potager, jardiner ou planter un arbuste. Mais t’es-tu déjà demandé ce qu’il y a sous tes pieds et ce que tu découvrirais si tu pouvais creuser à plusieurs mètres de profondeur ?

En faisant cet effort, tu te rendrais vite compte que la terre change progressivement. Au début, tu rencontrerais une couche de terre meuble, facile à travailler : c’est la couche arable. Elle est souvent de couleur brun foncé à noire, car elle contient beaucoup de matière organique en cours de décomposition, appelée humus. Cette couche est essentielle à la vie des plantes. Elle est composée de minéraux, d’eau, d’air, mais aussi d’une multitude d’organismes vivants : des microorganismes, des champignons, des insectes, et surtout des lombrics, qui participent à l’aération et à la fertilité du sol. En creusant un peu plus profondément, tu pourrais rencontrer une couche intermédiaire, moins riche en minéraux. Tu arriverais ensuite à une couche de terre plus compacte, plus sèche et de couleur plus claire. C’est une zone moins riche en vie et en matière organique.

1 La composition des couches de la Terre sera traitée en deuxième année.

Si tu continuais ce travail, tu atteindrais une couche encore plus dure composée de fragments de roche. À ce niveau, tu aurais quitté le sol pour entrer dans le sous-sol. C’est la zone où les racines des plantes s’arrêtent en général, car elle est trop dure et trop pauvre en nutriments. Enfin, tu rencontrerais la roche mère. C’est une couche très dure, parfois faite de granite, de calcaire ou de schiste, qui constitue le support de toutes les couches supérieures. Il est presque impossible de la creuser sans outils spécialisés.

Le sous-sol fait quelques dizaines de kilomètres d’épaisseur et est constitué de roches. Celles-ci sont issues d’un assemblage naturel de minéraux. Certaines de ces roches contiennent des minéraux ou des métaux précieux, qui peuvent être extraits : ces roches exploitables sont des minerais.

Maintenant que tu as découvert ce que sont le sol et le sous-sol, il est temps de comprendre comment le sous-sol peut devenir… un sol !

2. Formation du sol

Le sol peut être considéré comme un petit écosystème. Pour rappel, un écosystème se compose d’êtres vivants, d’un milieu de vie et d’interactions entre tous les composants.

è Rappelle-toi : quel nom porte l’ensemble des êtres vivants ?

La biocénose

è Quel nom porte le milieu de vie ?

Le biotope

Mais un écosystème ne se limite pas à la présence d’êtres vivants dans un milieu de vie. Des interactions apparaissent et sont mêmes indispensables au maintien de la stabilité de l’écosystème voire à son évolution.

La formation du sol passe par différentes étapes. Ces étapes sont le résultat tantôt d’interactions venant du biotope, tantôt d’interactions avec la biocénose. Finalement, toutes ces actions permettent la rencontre du sous-sol et d’éléments tombés à sa surface.

Examinons ces différentes étapes qui, en fonction des conditions climatiques, peuvent mettre des siècles à se réaliser.

2.1. Action mécanique

La roche mère est une structure compacte. Elle est composée de matières minérales.

è Connais-tu des phénomènes qui sont capables de fractionner, de casser la roche ?

Des chutes, des tremblements de terre, le gel, etc.

Au départ, cette roche mère est « à l’air libre », c’est-à-dire exposée aux intempéries : pluies, neige, gel, vent, etc. De ce fait, l’eau s’infiltre dans ses fissures. En cas de gel, l’eau se transforme en glace et augmente de volume 1

La glace élargit alors les fissures. D’année en année, ces fissures deviennent de plus en plus grandes, laissant passer de plus en plus d’eau et accentuant le phénomène. Arrive un moment où des blocs de roche mère se détachent complètement de la structure de base.

À leur tour, les blocs de la roche mère ainsi formés subissent une fragmentation mécanique. Apparaissent des morceaux de plus en plus petits, qui s’accumulent les uns sur les autres. Ces couches de roche compacte, puis constituées de morceaux de plus en plus petits, composent la partie minérale du sol.

è Identifie à quoi, entre le biotope et la biocénose, on peut attribuer l’origine des actions mécaniques. Justifie ta réponse.

L’eau et les variations de température ne font pas partie de l’ensemble des êtres vivants présents dans un écosystème. Elles appartiennent au biotope. C’est donc le biotope qui est à la base des actions mécaniques.

2.2. Actions des vivants

D’année en année, la biocénose d’un écosystème apporte au sol de la matière organique : par exemple, le cadavre d’un animal mort, qui se retrouve naturellement sur le sol, ou, lorsque l’automne arrive, les feuilles mortes s’accumulant au pied des arbres.

De son côté, le biotope contribue aussi à un apport : celui de l’eau. En effet, les précipitations (pluie, neige, grêle) tombent sur le sol.

1 Le phénomène sera expliqué plus en détail dans le thème 4 « L’énergie, la dilatation et les changements d’état », page 187.

è Ces éléments s’accumulent-ils encore et encore ?

Les feuilles et les cadavres ne s’accumulent pas : ils finissent par « disparaitre ».

L’eau, elle, passe à travers le sol. Elle s’infiltre.

è En biologie, tu as déjà rencontré ce mécanisme. Comment se nomme-t-il ?

La décomposition

è Qu’est-ce qui se charge de ce mécanisme ?

è Complète ce texte avec les termes appropriés.

Avant l’action des vivants, il est aisé de reconnaitre les débris qui jonchent le sol. On distingue clairement une feuille morte d’une branche ou d’une carcasse. Cette partie superficielle du sol porte le nom de

Après la décomposition, la litière a disparu et laisse place à une matière brunâtre, noirâtre. Cette matière s’appelle

Les décomposeurs litière l’humus

2.3. Actions combinées

L’écosystème qu’est le sol est le résultat d’une combinaison d’actions qui aboutissent à la rencontre entre la partie minérale, issue de l’altération de la roche mère, et la partie organique, venant de la surface.

Sans la présence et l’action des êtres vivants, il n’y a pas de formation du sol ; seule la partie minérale existe et présente une roche mère plus ou moins altérée.

Tout au long du processus, l’eau joue un rôle important. C’est elle qui permet de fractionner la masse compacte de la roche en blocs plus petits. Plus tard, c’est encore elle qui, en ruisselant, emporte la matière organique, issue de la décomposition, vers les couches minérales.

Finalement, quand ces processus montants et descendants se sont complétés, les différents horizons qui composent le sol sont clairement visibles.

Litière Humus Couche arable Couche minérale Roche mère

3. Biodégradabilité des déchets produits par l’être humain

Quand tu te balades dans la nature, il arrive malheureusement que tu découvres un spectacle peu réjouissant : des ordures ont été jetées sur le sol.

En Wallonie, chaque année durant le mois de mars, les citoyens sont invités à participer à un grand nettoyage. Munis de gants et de sacs poubelles, ils vont ramasser les déchets qui se trouvent sur les chemins, dans les bois, dans les prairies, etc.

À l’occasion, n’hésite pas à faire cette activité bénévole et bénéfique.

Es-tu capable d’identifier correctement un déchet et de sélectionner ceux à ramasser ?

Voici une série d’images qui représentent ce qui peut se trouver sur le sol.

è Coche les images qui correspondent à des déchets.

è Coche les images qui illustrent des matières, des corps qui peuvent disparaitre sous l’action des décomposeurs.

Bouteille en verre

è Quels critères as-tu appliqués pour identifier un déchet ?

On ne se sert plus de l’objet.

C’est un produit fabriqué par l’être humain.

L’objet a été jeté.

de pomme

è As-tu coché les deux cases pour certaines images ?

Oui, pour le pain moisi et pour le trognon de pomme.

Cadavre de souris

Planche en bois peint

Feuilles mortes d’automne

è Que signifie le fait de cocher les deux cases ?

Les corps sont des déchets, mais ils peuvent être transformés par des décomposeurs.

è Comment qualifie-t-on ces déchets qui peuvent disparaitre ?

Des déchets biodégradables

Déchet Peut disparaitre

Trognon

Déchet Peut disparaitre

Canette de soda

Tu viens donc de découvrir deux notions importantes à partir d’exemples : le déchet et son caractère biodégradable . Mais comment définir ces notions ?

Pour t’aider à construire la définition de « déchet », voici une liste de mots.

è Coche les mots qui sont toujours en lien avec la notion de déchet.

Bocal en verre fermé d’un couvercle

Smartphone dans sa boite d’origine

 Produit par la nature

 Produit par l’être humain

 Neuf

 Vieux

 Qui disparait tout seul

 Qui ne disparait pas tout seul

 Usagé

 Abandonné

 Toxique

 Inoffensif

è Afin de construire la définition de « biodégradable », propose une liste de mots que tu associes naturellement à ce caractère.

– Décomposeurs

– Disparition

– Décomposition

– Matière organique 4

Pain moisi

Bouteille en plastique

Pile AA

Ampoule

Pot de yaourt

è Après cette réflexion, propose une définition du mot « déchet ».

Un déchet est un objet ou une substance qui a été produit par l’être humain, qui lui est devenu inutile et dont il s’est séparé.

Tous les déchets ne sont pas égaux ! Certains sont polluants, d’autres réutilisables, d’autres encore qualifiés de biodégradables.

è Propose une définition du caractère biodégradable des déchets.

« Biodégradables » s’applique aux déchets qui finissent par être transformés sous l’action des décomposeurs.

Maintenant que tu y vois un peu plus clair dans la notion de déchet, reviens à la situation de départ et du ramassage des ordures laissées dans la nature.

Sachant que certains déchets sont biodégradables, que vas-tu ramasser ?

è Barre les déchets à mettre dans le sac poubelle. Nous nous occuperons plus tard du sac poubelle.

Sol et sous-sol

Sur notre planète, la croute terrestre est composée de plusieurs couches :

– le sol est le résultat de la rencontre entre la partie minérale fragmentée de la roche provenant du sous-sol et de la matière organique décomposée venant de l’activité des êtres vivants. Tout au long du processus de formation du sol , l’eau joue un rôle capital en permettant l’altération des roches et en entrainant lors de son infiltration la matière organique ;

– le sous-sol se situe en profondeur, au-delà des racines des végétaux. Il correspond aux roches, à la partie minérale. Sa couche la plus profonde s’appelle la roche mère.

Déchet et biodégradabilité

CONNAITRE

sol

sous-sol

Le processus naturel de la formation du sol tend à être perturbé par l’activité de l’être humain. Ce dernier produit de nombreux déchets qui sont loin d’être tous biodégradables.

Un déchet est un objet ou une matière, utilisé(e) ou produit(e) par l’être humain ou issu(e) d’un cycle de transformation, qui a été rejeté(e) car devenu(e) inutile.

La biodégradabilité désigne la caractéristique de la matière organique qui peut être dégradée grâce à l’intervention des décomposeurs.

APPLIQUER ET TRANSFÉRER

1. Voici des images représentant les différentes étapes de formation du sol. Ces étapes sont dans le désordre. Numérote les images par ordre chronologique.

2. Chez toi, tu as peut-être déjà un lieu où faire du compost. Si ce n’est pas le cas, documente-toi via une personne ressource ou sur Internet.

a) Renseigne-toi sur les matières que l’on peut mettre dans un compost.

Les coquilles d’œufs, les déchets organiques d’origine végétale comme les épluchures, les restes de fruits, les feuilles mortes des plantes…

b) Que deviennent ces matières après quelque temps ?

De l’humus (terre riche en nutriments)

c) Comment utilises-tu ces matières obtenues ?

Pour fertiliser le potager ou d’autres plantes du jardin

3. Explique pourquoi il y a peu de décomposeurs sous la couche arable .

Cette zone est pauvre en matière organique et minérale et, donc, les décomposeurs ne savent pas se nourrir.

4. Combien de temps ces déchets peuvent-ils rester dans l’environnement avant d’être désagrégés ?

Réécris leur nom en dessous de la ligne du temps.

Masque Verre Sachet en plastiquePapier

Reste de pomme

Plastique compostableMégot de cigarette

6 à 8 semaines 3 mois3 à 6 mois2 ans400 ans 100 à 1 000 ans 4 000 ans

Plastique compostable

PapierReste de pomme

Mégot de cigarette MasqueSachet en plastique

Verre

5. Parmi ces objets, coche ceux qui vont prendre moins de temps pour disparaitre dans la nature que le chewing-gum.

 Ticket de caisse  Canette en aluminium

 Pile  Mégot de cigarette

 Bois non traité  Peau de banane

 Brique de lait  Ceinture en cuir naturel

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Chapitre 2

Les richesses du sous-soL

1. Exploitation des roches

Un élément essentiel du sous-sol est la roche. Elle est présente sous plusieurs formes et possède donc plusieurs noms en fonction de sa composition ou de sa nature.

Le lien entre ces roches et le téléphone peut te sembler flou. Pourtant, sans certaines d’entre elles, cet objet et bien d’autres n’auraient pas pu être fabriqués.

è Émets une hypothèse concernant la ou les matières qui composent chacun des objets de l’illustration.

La canette :

De l’aluminium

Le bocal :

Du verre

Le smartphone :

Plusieurs : du fer, de l’aluminium, du lithium, du plastique, du métal…

1.1. ces matériaux, tous des roches ?

Partons à la recherche d’informations sur ces fameux composants. Voici différents matériaux.

è Classe-les dans la bonne catégorie en recopiant leur nom.

Cuivre

Bauxite

Calcaire

Pierre ponce

Chalcopyrite

Métal Roche

Cuivre

1.2. Définissons ces termes !

Tu as été capable de réaliser ce classement. Mais il y a un petit problème ! En sciences, nous ne nous basons pas sur des notions sans les définir. L’élaboration de définitions objectives, communes à tous, nous permet de travailler le plus précisément possible.

Étudions les différents matériaux afin de construire des définitions objectives.

è Lis le texte suivant et rédige une définition pour chaque catégorie.

Une roche est

un matériau naturel composé de minéraux.

Un minerai est

une roche exploitée par l’être humain, car elle contient des minéraux utiles.

Un métal est

un élément naturel extrait d’un minerai.

Si tu observes le monde autour de toi, tu peux voir que de nombreuses pierres sont utilisées pour la construction d’édifices en tout genre. En effet, cela fait plus de cinq-mille ans que l’être humain exploite le sol à la recherche de pierres pour la construction d’habitations ou de monuments.

Les roches sont des matériaux naturels composés de minéraux. Les endroits où sont exploitées les roches utilisées pour la construction s’appellent des carrières. Les minéraux qui composent ces roches ne sont pas utilisables.

À l’inverse, certaines roches contiennent des minéraux utiles. On appelle ces roches des minerais. Celles-ci sont en effet exploitées dans des mines : on les transforme grâce à de nombreuses étapes pour extraire leurs minéraux.

Par exemple, l’être humain exploite des minerais de fer ou d’aluminium, que l’on appelle respectivement la magnétite et la bauxite. Des assemblages de minerais et/ou minéraux formeront alors une roche.

En transformant la magnétite ou la bauxite, on en extrait deux métaux fort utiles dans l’industrie et la vie courante.

è Utilise les termes définis pour donner un titre à chaque cadre.

Pierre ponce

Calcaire

Chalcopyrite

Bauxite

Magnétite

Cuivre

Fer Aluminium

Le Colisée est construit en travertin, une roche calcaire

Mine de fer asiatique

1.3. Particularités des métaux

Dans l’activité précédente, tu as pu rédiger une définition d’une roche, d’un minerai et d’un métal. Cependant, les métaux possèdent tous des propriétés communes. Étudions-les.

è Après chaque manipulation, complète le tableau pour y consigner tes résultats.

1

EXPÉRIMENTATION

L’éclat

En plaçant le matériau à la lumière, on remarque un éclat lumineux ou un reflet. Si celui-ci ressemble à l’éclat d’un métal, on le nomme métallique .

Matériel

– Aluminium, calcaire, cuivre, fer, graphite, pierre ponce, quartz et zinc

La conductibilité électrique

Matériel

– Une pile

– Trois fils électriques et de quoi les raccorder

– Une ampoule et un soquet

– Aluminium, calcaire, cuivre, fer, graphite, pierre ponce, quartz et zinc

Mode opératoire

Pour chacun des matériaux : – l’approcher d’une source de lumière afin de vérifier son éclat métallique.

– Placer le matériau dans le circuit. – Réitérer avec les autres matériaux. 2

Mode opératoire

– Attacher les pinces aux extrémités de chaque fil. – Construire le circuit électrique suivant :

Matériaux à tester +−

3

La malléabilité

Un corps est malléable si on peut le déformer sans le casser.

Matériel

– Aluminium, calcaire, cuivre, fer, graphite, pierre ponce, quartz et zinc

– Marteau

Mode opératoire

Pour chacun des matériaux : – le frapper à l’aide du marteau.

Cette expérience doit être réalisée avec des lunettes de sécurité.

La conductibilité thermique

Matériel

– Une source de chaleur

– Une pince en bois

– Des morceaux de paraffine

– Aluminium, calcaire, cuivre, fer, graphite, pierre ponce, quartz et zinc

Mode opératoire

– Placer un morceau de paraffine à l’extrémité de chaque matériau.

– Allumer la source de chaleur.

– Tenir l’échantillon à l’aide de la pince.

– Placer l’autre extrémité du matériau dans la flamme.

– Attendre.

Cette expérience doit être réalisée par le (la) professeur(e).

Résultats des expériences

è Consigne tes résultats dans ce tableau.

Matériau Éclat métallique

Aluminium

Calcaire

Cuivre

Fer

Graphite

Pierre ponce

Quartz

Zinc

Malléabilité

électrique

thermique

OuiOuiOuiOui

NonNonNonNon

OuiOuiOuiOui

OuiOuiOuiOui

NonNonOuiOui

NonNonNonNon

NonNonNonNon

OuiOuiOuiOui

è Souligne en couleur le nom des matériaux qui répondent positivement aux quatre critères.

Interprétation

Tu peux désormais identifier les quatre propriétés des métaux.

è Quelles sont les conditions qui permettent de qualifier un matériau de métal ?

Il faut qu’il ait un éclat métallique, qu’il soit malléable et qu’il soit un bon conducteur thermique et électrique.

1.4. Exploitation des roches

A. Exemple du cuivre

è Lis le texte et réponds aux questions.

Le cuivre est un métal qui se situe dans le sous-sol de notre planète. Il est présent en grande quantité dans plusieurs minerais : soit sous forme de pépites cuivrées, soit dans la chalcopyrite ou la chalcocite.

Le cuivre est connu et utilisé depuis plusieurs millénaires. C’est d’ailleurs le plus ancien métal utilisé par l’être humain, qui l’a associé à l’étain pour former un alliage : le bronze. Il a été utilisé pour des objets de la vie courante, comme des ustensiles de cuisine et des armes, mais aussi pour des objets d’art ou des instruments de musique.

Le cuivre doit être isolé de la gangue (partie non utile) du minerai, après que ce dernier a été extrait de la mine.

Pour ce faire, dans un premier temps, le minerai passe dans un énorme tamis pour que ne soient gardés que les morceaux les plus volumineux. Il y a ensuite plusieurs étapes de concassage et de broyage, qui visent à réduire la taille des morceaux de minerai.

Par la suite, il se passe un enrichissement par flottation : les différents composants du mélange de cuivre et de déchets vont flotter ou couler. On récupère le cuivre, puis on le sèche. Cette étape consomme énormément d’eau. Le problème est que, souvent, les régions productrices de cuivre sont pauvres en eau. Cela se fait donc au détriment des populations locales.

Mais le cuivre n’est pas encore pur ! C’est à ce moment qu’on entre dans l’élaboration. Cette étape peut se réaliser selon deux méthodes. – Avec la première, l’hydrométallurgie, on arrose le minerai d’acide sulfurique pour détruire la gangue et ne garder que le cuivre. Le but est d’augmenter la pureté du cuivre petit à petit. On enlève ensuite les résidus de soufre de l’acide. – Avec la seconde méthode, on chauffe le minerai à plus de 1 000 °C et on sépare le cuivre liquide d’un déchet solide, le laitier. On verse le cuivre fondu dans un moule et on le laisse refroidir pour obtenir un cuivre solide.

Chalcopyrite

Chalcocite

Cette seconde méthode consomme énormément d’énergie. Les hautes températures des fourneaux engendrent également quelques polluants atmosphériques.

Après avoir appliqué l’un de ces deux procédés, on passe à l’affinage. En général, on plonge le cuivre dans un bain et on y fait passer un courant électrique. Cela sépare le cuivre des autres substances qui sont restées en place.

Une fois le cuivre obtenu, on peut le fondre dans la forme dans laquelle il sera utilisé : câble, lingot… et on peut l’employer pour fabriquer des fils électriques, des composants pour des téléphones, des ordinateurs, des tuyaux…

Cette extraction pose parfois un problème social : en effet, dans certains pays en situation de pauvreté qui produisent le cuivre, on peut être confronté au travail des enfants.

è Cite le nom du matériau initial extrait par l’être humain.

Chalcopyrite ou chalcosite

Coche la réponse la plus précise. C’est…

 une roche.  un minerai.  un métal.

è Cite le nom du matériau obtenu.

Le cuivre

Coche la réponse la plus précise. C’est…

 une roche.  un minerai.  un métal.

è Remets les étapes de son exploitation dans l’ordre chronologique.

L’élaboration

L’utilisation

L’extraction du minerai

L’affinage

La concentration (l’enrichissement)

è Cite deux utilisations modernes de ce matériau.

Les câbles électriques, les tuyaux, des composants électroniques

è Cite deux impacts négatifs de cette exploitation.

Le travail des enfants, la consommation d’eau, la consommation d’énergie, la pollution atmosphérique

B. Exemple du lithium

è Lis le texte et réponds aux questions.

Avec l’essor de la téléphonie mobile, de l’informatique portable et des voitures électriques, il a fallu trouver le moyen de fabriquer des batteries qui ont une meilleure durée de vie et plus d’efficacité. Ceci a été possible grâce au lithium. Mais il a bien d’autres utilisations : les industries du verre, du métal, du caoutchouc, des thermoplastiques et des céramiques y ont recours.

Ce métal se présente en filons facilement exploitables : il est dispersé dans les roches, l’argile ou la saumure (un mélange d’eau et de sels). Il faut donc parvenir à l’extraire et à l’isoler, ce qui demande énormément d’énergie et d’eau.

Le lithium des roches est obtenu après leur réduction, par broyage, en gravillons. Puis, en mélangeant ces gravillons à de l’eau, on forme une pâte dans laquelle on insuffle de l’air : cela permet de séparer le lithium du reste. Il faut filtrer ce mélange pour récolter chaque constituant dans des réservoirs différents.

Afin de purifier le lithium (car celui obtenu précédemment contient encore des impuretés), on pratique le raffinage : le lithium est chauffé à plus de 1 000 °C. On y ajoute de l’eau et des produits chimiques avant une nouvelle filtration. Ce processus nécessite jusqu’à deux mois.

Le lithium de la saumure est situé profondément dans le sol. On pompe l’eau et on la dépose dans des bassins pour laisser le soleil évaporer l’eau. Les sels solidifiés sont ensuite mélangés à de l’eau et des produits chimiques. Après plusieurs filtrations, on obtiendra du lithium pratiquement pur.

Mine de lithium allemande

Bassin d’évaporation du désert d’Atacama, au Chili

è Cite le nom du matériau étudié.

Coche la réponse la plus précise. C’est…

 une roche.

 un minerai.

 un métal.

è Remets dans l’ordre chronologique les étapes de son exploitation dans les roches.

Mélange avec de l’eau et de l’air

Broyage

Filtration

Raffinage

Extraction

è Remets dans l’ordre chronologique les étapes de son exploitation à partir de la saumure.

d’eau, de lithium et de produits chimiques

è Cite la principale utilisation de ce matériau.

è Cite deux impacts négatifs de cette exploitation.

Importante consommation d’eau et d’énergie

Batteries d’un datacenter

Lithium au soleil

Mélange

Extraction de la saumure

Bassin de saumure

C. Et mon téléphone dans tout ça ?

Tu viens de voir que le lithium et le cuivre sont des composants importants de nombreux appareils électroniques. Ton smartphone n’y fait pas exception.

è Place le lithium et le cuivre sur l’image suivante.

Batterie

Lithium, cobalt, aluminium

Dalle tactile

Indium, silicium, aluminium

Écran

Mercure, soufre et bore

Carte et composants

Cuivre, silicium, or, néodyme…

Boitier

Carbone, zinc

è Lis le texte suivant et place au minimum un matériau pour chaque composant.

Un smartphone est un concentré de technologie qui renferme un véritable trésor de métaux précieux et stratégiques.

L’élément incontournable en est la batterie, qui lui permet de fonctionner en fournissant l’énergie nécessaire à son alimentation. On y retrouve du lithium, mais également du cobalt ou de l’aluminium. L’intérêt du lithium est de permettre d’augmenter l’efficacité des batteries et d’éviter l’effet « mémoire », c’est-à-dire une perte continue de leur capacité.

Au cœur du smartphone, on trouve la carte mère et ses composants électroniques. C’est à partir de cette petite pièce que tout est contrôlé et orchestré. En effet, c’est elle qui te permet de lancer tes applications de manière optimale. Elle est constituée de cobalt pour les circuits électroniques, de cuivre pour les connexions, d’or pour les contacts électroniques, d’aluminium pour sa structure…

L’écran, lui, est composé de deux parties : l’écran proprement dit, qui est l’interface par laquelle tu interagis avec ton smartphone, et la dalle tactile, qui te permet de le faire.

Le premier, pour afficher les informations et les applications utilisées, nécessite du mercure, du soufre (qui n’est pas un métal) et du bore. Quant à la seconde, elle requiert de l’indium, du silicium ou de l’aluminium afin de te permettre d’entrer tes commandes de manière intuitive et agréable.

Le tout est enfermé dans un boitier qui peut nécessiter du zinc ou du carbone (qui n’est pas non plus un métal).

Chacun des métaux employés est essentiel au bon fonctionnement de ton smartphone et contribue à en faire un outil indispensable de notre quotidien.

Comme tu peux le voir, ton téléphone contient beaucoup de métaux. Mais, pour passer des métaux au téléphone, il y a encore plusieurs étapes.

è Regarde la vidéo et complète le tableau.

Illustration Nom de l’étape Impact(s)

Fabrication d’un objetConsommation importante d’électricité

Production de gaz à effet de serre

Transport

Production de gaz à effet de serre

Utilisation

Consommation importante d’électricité

Production de gaz à effet de serre

2. Exploitation des nappes phréatiques

À l’école primaire, tu as vu le cycle de l’eau.

è À l’aide du schéma et des explications ci-dessous, écris le nom des différentes étapes.

L’évaporation et l’évapotranspiration

1) : l’eau des mers et des océans s’évapore sous l’action du soleil, et les plantes rejettent une quantité non négligeable de vapeur d’eau par leurs feuilles.

Condensation

2) : dans l’atmosphère, l’eau se refroidit et se transforme en gouttelettes ou en cristaux de glace. Ceux-ci vont former les nuages, la brume, le brouillard…

Les précipitations

3) : sous l’action des conditions météorologiques, les gouttes deviennent plus lourdes et retombent sous forme de pluie ou de neige.

Infiltration ou ruissèlement

4) : une partie de l’eau de pluie qui atteint le sol peut s’infiltrer, une autre ruisseler et une dernière s’évaporer. On peut considérer qu’environ un quart de l’eau s’infiltre dans le sol. La grande majorité s’évapore.

Nous traitons dans ce chapitre des eaux souterraines. Une fois que l’eau s’est infiltrée, elle peut former des nappes relativement immobiles, qui vont alimenter les sources et les puits, ou bien circuler en creusant la roche. L’eau peut rester de quelques jours à plusieurs milliers d’années dans ces conditions. L’étude des eaux souterraines se nomme l’hydrogéologie.

Un puits peut être foré dans une nappe phréatique , permettant le pompage de l’eau minérale. Sa profondeur est variable.

3. Exploitation des énergies fossiles

Depuis des millions d’années, des animaux et des plantes finissent par mourir et la matière organique qui les compose est digérée et transformée par des décomposeurs. Mais, dans certaines conditions, si cette matière organique n’est pas décomposée, elle peut former des couches organiques. Celles-ci sont à l’origine du charbon, du pétrole et du gaz.

3.1.

Formation des énergies fossiles

Le charbon provient de végétaux ayant vécu il y a environ 300 millions d’années. À la suite de changements climatiques, le niveau d’eau est monté et a transformé ces zones végétales en marécages. Les plantes n’ont pas survécu à ces changements, mais ne se sont pas fait décomposer comme d’ordinaire. Par la suite, des sédiments ont recouvert ces couches organiques. Ce processus a eu lieu plusieurs fois, formant ainsi plusieurs couches. Sous l’action de la pression et en plusieurs millions d’années, ces couches végétales se sont alors transformées en charbon.

Concernant la formation du pétrole , c’est à la suite de la mort de microorganismes aquatiques pendant des centaines de millions d’années qu’une couche de matière organique s’est formée dans le fond des océans. Une fois recouverte d’autres sédiments et sous l’action de la chaleur et de la pression géologique, cette couche de matière organique s’est transformée en gaz et en pétrole. En remontant vers la surface, le pétrole et le gaz se font piéger sous une couche de roche imperméable.

3.2. Extraction des énergies fossiles

Grâce à des études géologiques du sol, l’être humain est capable de repérer les couches les plus propices à contenir du pétrole, du gaz ou du charbon.

Concernant le charbon, il est possible de l’extraire directement à la surface, comme en Allemagne. S’il se trouve en profondeur, comme en Belgique, alors un carottage permet de déterminer cette profondeur et la qualité du charbon. Si l’étude est concluante, une mine est construite afin qu’il soit extrait. En Belgique, la profondeur d’une mine peut aller de quelques dizaines de mètres à 1 200 mètres.

Si un réservoir de pétrole et de gaz est trouvé, un forage est généralement entrepris. Celui-ci peut avoir lieu sur le continent ou en mer à l’aide d’une plateforme pétrolière. La majorité des réservoirs de pétrole exploités actuellement se trouvent entre 2 500 et 3 500 mètres de profondeur.

Carte des zones minières

CONNAITRE

Exploitation du sous-sol

Les roches sont des matériaux naturels composés d’un assemblage de minéraux.

Un minerai est une roche contenant des minéraux jugés utiles pour l’être humain et exploitée dans une mine.

On parle de métaux quand les minéraux possèdent les caractéristiques suivantes :

– ils ont un éclat métallique ; – ils sont malléables ; – ils conduisent l’électricité ; – ils conduisent la chaleur.

Pour passer du matériau à l’objet, plusieurs étapes sont nécessaires.

– L’ extraction  : étape lors de laquelle le minerai est séparé de la roche ou remonté du sous-sol.

– La concentration  : c’est l’ensemble des procédés qui sont employés pour augmenter le pourcentage de métal exploité par rapport à la quantité de roche. Généralement, la concentration contient un broyage des roches et plusieurs étapes qui séparent les métaux des nombreux déchets.

– Le traitement  : c’est l’ensemble des processus qui permettent de transformer le métal en une forme utilisable par l’industrie.

Ces trois premières étapes permettent d’isoler le métal de la roche.

– La fabrication  : les composants des objets sont fabriqués et assemblés en un produit final.

– Le transport  : c’est l’acheminement du produit manufacturé jusqu’au lieu de distribution ou de vente.

– L’ utilisation  : étape au cours de laquelle le métal brut inséré dans un produit est utilisé.

L’ensemble de ces étapes forme le processus de transformation du matériau en objet : c’est une représentation qui met en évidence l’extraction des matières premières jusqu’à l’utilisation de l’objet.

Le sous-sol peut être exploité pour différentes raisons : – pour ses minerais , dont on extrait des minéraux ; – pour ses nappes phréatiques , dont on extrait l’ eau minérale ; – pour ses énergies fossiles , comme le pétrole , le charbon ou le gaz

APPLIQUER ET TRANSFÉRER

1. Lis le texte puis réponds aux questions.

L’exploitation de l’or

Pour fabriquer des écouteurs Bluetooth, un des composants essentiels est l’or, qui est utilisé pour ses propriétés conductrices et résistantes à la corrosion.

L’or est extrait dans des mines à ciel ouvert ou sou terraines, principalement en Afrique du Sud, en Australie et au Pérou. Son exploitation est très polluante pour l’environnement, notamment à cause de la déforestation et de la contamination des sols et des cours d’eau par des produits chimiques toxiques comme le cyanure.

Une fois extrait, l’or est réduit en fines particules pour qu’on puisse mieux le séparer de ses impuretés. Ces particules sont mélangées avec du mercure, formant ainsi un amalgame. On chauffe ce mélange afin de vaporiser le mercure. À ce stade, tout n’a pas encore été éliminé. Afin de finir le procédé, on utilise du cyanure pour dissoudre les impuretés restantes du métal. Celui-ci est ensuite fondu pour être transformé en lingots ou en granulés, prêts à être utilisés dans la fabrication d’objets.

L’or est ensuite acheminé vers les usines de fabrication, où il est intégré dans les composants électroniques des écouteurs sans fil. Cette étape nécessite une grande précision et une habileté technique importante pour que soient garanties la qualité et la performance des écouteurs.

Enfin, les écouteurs sont embarqués dans des conteneurs et envoyés vers les magasins,

Enfin, les écouteurs sont embarqués dans des conteneurs et envoyés vers les magasins, où ils peuvent être vendus et utilisés par les consommateurs.

a) Décris les étapes dans le tableau.

Étape

Extraction

Concentration

Traitement

Fabrication

Transport

Utilisation

Description

L’or est extrait dans les mines.

L’or est broyé et on utilise du mercure et du cyanure pour enlever toutes les impuretés.

L’or est fondu et moulé en lingots ou transformé en granulés.

Les écouteurs sont fabriqués.

Les écouteurs sont distribués dans les magasins.

Les consommateurs peuvent écouter de la musique.

b) Complète le schéma du processus de transformation à partir du tableau précédent.

Extraction

Utilisation

Transport

c) Écris les impacts négatifs de l’exploitation de l’or.

Concentration

Traitement

Fabrication

Les sols et les cours d’eau sont pollués par le mercure ou le cyanure.

On coupe les arbres afin d’agrandir les mines.

2. Lis le texte, puis réponds aux questions.

L’exploitation du coltan

Le coltan est un minerai de couleur noire ou brun-rouge essentiel dans la fabrication de nombreux appareils électroniques. Il sert pour des composants électroniques, notamment des condensateurs présents dans les smartphones ou dans la fabrication de réacteurs aéronautiques. On l’exploite majoritairement en République démocratique du Congo où se trouvent les plus grandes réserves mondiales.

La création des mines de coltan se fait au détriment de l’environnement et on déforeste énormément de terres dans ce but. Ainsi, la faune et la flore n’ont plus d’habitat mais pas seulement : les gens aussi peuvent être touchés !

L’exploitation du coltan se fait souvent de manière illégale et non encadrée. Ainsi, les mineurs travaillent pour une bouchée de pain dans des conditions très difficiles, sans équipement de protection adéquat, et sont exposés à de nombreux dangers, tels que les accidents miniers ou l’inhalation de poussières nocives. De plus, ils sont payés trop faiblement.

Le coltan extrait est purifié par un procédé chimique qui consiste à le traiter avec de l’acide pour éliminer les impuretés. Il est ensuite lavé et séché pour obtenir un concentré de coltan de haute pureté. On utilise à nouveau de l’acide pour en extraire le tantale. Lors de ces étapes, on utilise énormément d’eau pour nettoyer les matériaux et de l’acide peut être relâché dans les sols et les polluer. Le tantale est ensuite fondu sous forme de barres prêtes à être utilisées dans la fabrication d’équipements électroniques.

Un autre grand problème de cette extraction est social : dans les pays pauvres, producteurs de coltan, certains enfants travaillent dans cette industrie, au lieu d’aller à l’école.

a) Cite le nom du matériau étudié.

Le coltan

b) Coche la réponse la plus précise. C’est…

 une roche.

 un minerai.

 un métal.

c) Complète le cycle de transformation du coltan pour la fabrication d’un condensateur.

Extraction : minage du coltan

Utilisation : condensateur présent dans un smartphone

Concentration :

purification à l’acide et à l’eau

Transport

d) Cite une utilisation moderne de ce matériau.

Traitement : le tantale est fondu sous forme de barres

Fabrication : d’un condensateur

Les condensateurs, des réacteurs aéronautiques, des composants électroniques

e) Cite deux impacts négatifs de cette exploitation.

Le travail des enfants, la consommation d’eau, la déforestation, la pollution des sols

Poursuis tes apprentissages sur iDiddit, avec des exercices supplémentaires.

LA VALORISATION DES DÉCHETS

Nous avons vu que les éléments d’origine biologique réintègrent le cycle naturel de la matière grâce à la biodégradabilité.

Par contre, à l’instar du smartphone, une bonne partie des objets de notre vie moderne sont fabriqués à partir de différents matériaux extraits des roches. Après leur utilisation, ces objets et leurs emballages se transforment en déchets.

Afin de préserver notre planète, nous avons la responsabilité de les valoriser de manière respectueuse de l’environnement.

è Observe l’illustration ci-dessous et classe les déchets en plusieurs catégories selon leur composition commune.

Composition

Déchets

Déchets constitués de

Déchets constitués de

Déchets constitués de

métaux plastique verre papier/ carton

Canette de soda

Boite de conserve Couvercle du bocal

Pot de yaourt

Bouteille en plastique

Bocal en verre

Bouteille en verre

Déchets constitués de

Boite du téléphone

Emballage d’œufs en carton

Autres déchets

Piles AA

Ampoule

Planche en bois peint

Smartphone

Nous constatons que les déchets illustrés sont composés de matériaux différents. Certains sont fabriqués à partir du bois ou du pétrole, d’autres sont extraits des minerais du sous-sol…

Face à la demande continuelle et croissante des industries qui tentent de satisfaire les besoins de l’être humain moderne, pourra-t-on continuer à exploiter les matières premières à l’infini ?

1. Le caractère non renouvelable des métaux

De nos jours, nous sommes de plus en plus connectés. En effet, le smartphone est l’objet le plus utilisé dans notre quotidien.

Tu as découvert que, tout comme la production de la majorité des appareils électroniques, la fabrication de cet objet, très gourmand en métaux, nécessite plusieurs étapes très couteuses en ressources naturelles.

De plus, le nombre de smartphones vendus et utilisés dans le monde ne cesse d’augmenter : plus d’un milliard par an ! Les minerais sont donc de plus en plus exploités.

En nous basant sur le stock des ressources naturelles connues à ce jour ainsi que sur la vitesse avec laquelle nous les exploitons à l’échelle mondiale, nous pouvons estimer les dates probables auxquelles chacune de ces ressources sera épuisée.

Voici un tableau qui regroupe quelques exemples de dates d’épuisement des stocks d’éléments naturels 1

è Complète la troisième colonne en indiquant l’âge que tu auras quand la ressource naturelle sera épuisée.

Élément naturel

Fer

Plomb

Argent

Cuivre

Temps estimé d’épuisement

De 60 à 70 ans

De 20 à 30 ans

15 à 20 ans

30 à 60 ans

Or 20 à 30 ans

Lithium

Zinc

Ton âge quand la ressource risque d’être épuisée

30 à 50 ans

20 à 50 ans

1 Ces estimations sont basées sur les minerais connus actuellement et sur nos habitudes de consommation actuelles. Les découvertes de nouveaux minerais et l’amélioration du recyclage pourront prolonger ces périodes.

Minerai de fer

è Puisque 40 à 60 % d’un smartphone est constitué de métaux, quel est le risque provoqué par la fabrication et l’utilisation massive des smartphones ?

Plus nous fabriquons de smartphones, plus les minerais sont exploités. Les ressources naturelles risquent d’être épuisées dans un futur très proche.

Les matières premières utilisées dans la fabrication des smartphones sont extraites de ressources qui se constituent, à l’échelle géologique, pendant des millions d’années. Ces ressources sont dites non renouvelables . Il s’agit des minerais.

è Émets des propositions d’actions qui préserveraient les ressources naturelles non renouvelables.

Nous pouvons réutiliser des matières premières provenant d’anciens appareils.

Limiter l’exploitation des ressources.

2. Valorisation des métaux

En Europe, nous changeons trop rapidement de smartphone. La durée d’utilisation moyenne d’un smartphone ne dépasse pas les deux ans. Souvent, sous la pression publicitaire, ou tentés par des nouvelles technologies et fonctionnalités, nous achetons un nouvel appareil bien avant que l’ancien ne tombe en panne.

Si ce smartphone est abandonné dans un tiroir, les matériaux précieux le constituant sont perdus.

Reprenons le processus de transformation des matériaux composant le smartphone.

è Entoure l’étape après laquelle nous pouvons agir afin de réutiliser les matières premières.

Morceaux d’or pur, d’argent et de cuivre

Une fois extraits, contrairement aux éléments d’origine biologique, les métaux ne peuvent plus être réintroduits dans un cycle naturel. Néanmoins, nous pouvons les réutiliser dans la fabrication de nouveaux appareils électroniques. Ce processus est appelé le recyclage .

è Complète le cycle de transformation des métaux en ajoutant une flèche pour symboliser l’étape du recyclage. La flèche reliera l’étape qui précède le recyclage et celle qui lui succède.

3. À vos déchets : triez !

Actuellement, en Europe, nous produisons beaucoup trop de déchets : en moyenne 500 kg de déchets ménagers par habitant et par an. Ce chiffre varie d’un pays à l’autre en fonction de plusieurs facteurs tels que les habitudes de consommation et le mode de vie de chacun.

En Belgique, chaque habitant produit une moyenne de 400 kg de déchets par an. Cela reste élevé, même si la Belgique demeure un bon élève européen en la matière.

Nous avons découvert que le recyclage joue un rôle primordial dans la récupération des matériaux et la préservation des ressources naturelles. Ce processus permet également de diminuer les quantités de déchets produits par l’être humain moderne. Cependant, afin que soit garantie l’efficacité du recyclage, nos déchets doivent passer par une étape cruciale : le tri

Trier, c’est sélectionner, parmi l’ensemble des déchets, ceux qui sont recyclables, et les séparer en fonction des types de matériaux qui les composent.

Reprenons l’exemple qui nous a permis d’étudier les métaux dans le chapitre précédent : le smartphone

Avant même d’utiliser ton smartphone, tu as la possibilité de trier et de recycler les déchets qui l’accompagnent. (Le processus de recyclage des éléments qui le composent sera expliqué plus en détail dans ce chapitre.)

En effet, nous achetons des produits et, une fois leur emballage ouvert, celui-ci finit souvent à la poubelle.

Souviens-toi : lorsque tu as acheté ton smartphone, il se trouvait dans une boite en carton. En l’ouvrant, tu as aussi probablement remarqué que l’appareil et le chargeur étaient soigneusement maintenus dans un support en plastique.

è Liste les éléments qui restent une fois le contenu récupéré.

Le carton d’emballage, le support en plastique

è Quels sont les déchets directement produits par cet achat ?

Après l’ouverture du paquet, le carton d’emballage ainsi que le support en plastique deviennent des déchets.

è Propose une manière responsable de valoriser ces déchets.

Le recyclage de ces déchets permettra leur valorisation. Néanmoins, vu qu’ils sont constitués de matières différentes, nous devons tout d’abord les trier en les déposant dans deux poubelles différentes.

4. Les déchets ménagers

Les politiques de traitement des déchets varient en fonction des pays et d’une région à l’autre. Cependant, elles s’accordent toutes sur un point primordial : la nécessité de fournir plus d’efforts à l’échelle mondiale afin de réduire au maximum la quantité de déchets ménagers produits et ainsi garantir à nos générations futures une vie épanouie sur une planète durable.

Dans notre pays, on se concentre sur les points suivants : – la prévention : inciter à ne pas gaspiller, à adopter une consommation responsable ; – la réutilisation : réparer les appareils électriques, encourager à acheter les produits de seconde main ; – mais surtout le tri et le recyclage !

4.1.

Nos actions

Des actions individuelles peuvent réduire notre impact environnemental global. Consommer de manière responsable, réparer nos appareils et, surtout, trier les déchets et recycler de plus en plus d’objets sont autant d’actions qui nous permettent d’adopter un mode de vie durable et de préserver l’environnement.

Commençons par analyser nos efforts à la maison, mais aussi à l’école.

À la maison…

è Que fais-tu des déchets à la maison ?

– Les déchets de la maison sont jetés dans différentes poubelles.

– Les restes alimentaires sont collectés dans un compost qui servira à enrichir et nourrir le sol du jardin.

è Comment ta famille trie-t-elle vos déchets ménagers (types de poubelles, sacs poubelles) ?

Les déchets sont triés selon la matière dans plusieurs types de poubelles (de sacs) : les déchets résiduels, les emballages PMC, les cartons et le papier, les déchets en verre, les déchets alimentaires, les déchets de jardin (ex. : le sac vert à Bruxelles).

è Comment ta ville assure-t-elle la collecte des déchets ?

Chaque commune organise des collectes en passant chez les habitants selon un calendrier défini.

è Existe-t-il des déchets qui ne sont pas collectés de cette manière ? Donne des exemples.

Oui. Exemples : les encombrants ménagers, les déchets de construction, les déchets chimiques, les médicaments, les appareils électroniques…

Et à l’école ?

è Quels types de poubelles sont présents à ton école ?

Poubelle (jaune) pour les papiers, une pour les PMC et une pour le reste.

(Un compost pour les déchets organiques)

è Que deviennent les déchets de l’école ?

Les déchets sont jetés dans des poubelles (dans les salles de classes, la cantine, les bureaux, les couloirs…), puis récoltés par la commune.

Certains déchets sont réutilisés : les papiers peuvent servir de brouillon, certains déchets en carton et certains PMC sont utilisés pour des bricolages ou dans la fabrication de modèles en sciences.

(Le compost sert à nourrir le sol du potager de l’école…)

4.2. Le smartphone, un déchet précieux

Le recyclage des appareils électroniques permet non seulement la récupération de métaux rares, mais aussi la réduction considérable des déchets électroniques très nocifs pour l’environnement.

La valorisation de nos smartphones commence par l’étape de leur collecte. Ils sont rassemblés dans des points de collecte. Des entreprises se sont spécialisées dans le recyclage des appareils électroniques où ceux-ci y subissent une inspection minutieuse en fonction de leur état et leur modèle.

À la suite de cette inspection, les appareils encore fonctionnels sont acheminés vers la filière de reconditionnement, tandis que les appareils jugés irréparables sont envoyés au recyclage. Plusieurs matériaux sont alors récupérés afin de servir de matières premières à de nouveaux appareils électroniques.

Le texte suivant résume les étapes permettant de recycler les matériaux contenus dans le smartphone.

è Complète le texte avec les mots ou les groupes de mots suivants.

les métaux – la dalle LCD – les métaux précieux – batterie – démontage –plastique – la carte électronique

Le recyclage des smartphones est un processus complexe impliquant plusieurs étapes.

Tout d’abord, les smartphones sont ouverts et débarrassés de leur . Ses composants contiennent des éléments toxiques et potentiellement dangereux. Ils sont donc acheminés vers d’autres entreprises spécialisées dans leur traitement.

Ensuite vient l’étape du , qui consiste à séparer les composants internes des smartphones. Cette étape permet la récupération de certaines pièces, comme et , contenant des matériaux recyclables.

Le reste des smartphones est broyé. Les différents matériaux qui le constituent, comme le et , sont triés et envoyés à des entreprises de recyclage.

Enfin, les cartes électroniques récupérées sont acheminées dans des fonderies spécialisées afin qu’en soient extraits , comme l’or, l’argent et le platine. batterie

démontage la carte électronique la dalle LCD plastique les métaux les métaux précieux

5. Trier, recycler

Le processus du recyclage commence par le tri des déchets recyclables en fonction de leurs matériaux.

En Belgique, trier les déchets représente une obligation légale. Selon les régions, chaque type de déchet est collecté dans des conteneurs ou dans des sacs spécifiques. Ainsi nous pouvons lui offrir une seconde vie en réexploitant ses matières premières.

Les déchets ménagers recyclables sont triés en quatre catégories différentes : – les déchets organiques ; – les PMC  : emballages en p lastique, emballages m étalliques et c artons à boissons ; – les papiers et les cartons ; – le verre

Chaque catégorie est collectée dans une poubelle séparée et d’une couleur précise.

Remarque : les papiers et les cartons sont constitués de cellulose, une substance organique extraite du bois. Les papiers et les cartons sont donc biodégradables. Néanmoins, leur recyclage est très important, car il permet de réduire la demande en bois, de limiter la déforestation massive et de maintenir l’équilibre naturel des écosystèmes.

Plusieurs poubelles permettant le tri des déchets dans une gare en Belgique

Revenons à la situation de départ de ce chapitre.

Dans notre pays, le système de tri n’est pas le même partout : les couleurs et les types de poubelles varient d’une région à l’autre.

è Colorie les poubelles suivantes selon la couleur qui leur est attribuée dans la commune où tu habites.

è Coche le contenant associé à chaque type de déchets dans ta commune.

è Réalise un tri des déchets de la situation de départ (page précédente) en dessous de la poubelle adéquate.

Déchets organiques

Couleur

Déchets collectés dans…

Déchets dans la poubelle

 Un conteneur

 Un sac poubelle

 Des bulles

 En vrac

 Un conteneur

 Un sac poubelle

 Des bulles

 En vrac

Couvercle du bocal

Canette de soda

Pot de yaourt

Bouteille en plastique

Boite de conserve

 Un conteneur

 Un sac poubelle

 Des bulles

 En vrac

Boite du téléphone

Emballage d’œufs en carton

 Un conteneur

 Un sac poubelle

 Des bulles

 En vrac

Bocal en verre

Bouteille en verre

è As-tu pu placer tous les déchets dans les poubelles proposées ?

Non

è Si non, quels sont les déchets non triés ?

Smartphone, piles, ampoule, planche en bois peint

è Propose une idée permettant de recycler ces objets de manière responsable.

Ces objets nécessitent des procédures de recyclage plus compliquées et doivent être déposés dans des centres de collecte spécialisés comme les parcs à conteneurs.

Grâce au recyclage, de plus en plus de produits sont fabriqués à partir de matériaux totalement ou partiellement récupérés des déchets. En prêtant attention aux inscriptions sur les emballages de ces produits, nous pouvons facilement les reconnaitre. Certains portent explicitement la mention « recyclé », d’autres sont identifiables au logo du recyclage : un triangle formé à partir de trois flèches.

Notons qu’une fois les déchets recyclables triés et récupérés, il reste malgré tout certains déchets non recyclables, appelés les déchets résiduels. Ces derniers sont incinérés et on profite de cette opération pour récupérer de l’énergie (thermique, électrique). Certains déchets ne peuvent être ni recyclés ni brulés, ils seront envoyés à la décharge : il s’agit du dernier recours de la politique de traitement de déchets.

CONNAITRE

Recyclage des métaux

La formation des métaux est un processus géologique très lent pouvant prendre plusieurs millions d’années.

Les réserves de métaux sur Terre sont considérées comme des ressources non renouvelables . Par conséquent, leur surexploitation peut conduire à leur épuisement dans un futur proche.

Afin qu’on puisse faire face à l’exploitation minière excessive tout en répondant à la demande croissante en métaux des différentes industries, de plus en plus de métaux sont destinés à être récupérés et recyclés.

Le recyclage des métaux consiste à récupérer ces métaux à partir de déchets et à les réintroduire dans le cycle de transformation de nouveaux objets

Valorisation des déchets

La valorisation des déchets est l’ensemble des processus et des techniques visant à récupérer, à partir des ordures ménagères, le maximum de matières premières comme les métaux , le plastique , et le verre …

Les déchets ménagers recyclables sont les déchets ménagers dont on peut récupérer et réutiliser la matière première. Leur valorisation est assurée par deux étapes : – le tri , séparation des différents déchets recyclables en fonction de leurs types de matériaux ; – le recyclage , processus de transformation des déchets en matières premières réutilisables.

La valorisation des déchets ménagers permet de limiter notre impact environnemental en : – réduisant la quantité des déchets produits et en limitant le gaspillage d’énergie nécessaire à leur traitement ; – préservant les ressources en matières premières, comme les minerais.

Les déchets résiduels sont les ordures non recyclables destinées à être incinérées. Il s’agit des déchets restants une fois que tous les déchets recyclables ont été triés.

En Belgique, le tri des déchets ménagers est une obligation légale. Chaque ménage est tenu de réduire au maximum la quantité de ses déchets en séparant les matériaux recyclables dans différentes poubelles spécifiques.

Utilisation

Recyclage

APPLIQUER ET TRANSFÉRER

1. Voici une série de déchets ménagers.

a) Colo rie la poubelle correspondant aux déchets illustrés.

b) Place le numéro de chaque déchet dans la bonne poubelle.

1) Boite de  conserve

5) Bouteille de lait vide

9) Emballage d’œufs

2)Bocal vide3)Gobelet4)Ail pourri

6) Boite d’emballage

10) Trognon de pomme

7) Épluchures de légumes

8) Bouteille d’huile vide

11)Canette vide 12)Reste de pizza 1, 5, 11 3, 6, 9 2, 8 4, 7, 10, 12

2. a) Entoure , parmi les déchets suivants, ceux que nous ne pouvons pas trier dans les poubelles de recyclage.

Boite de conserve – Batteur de cuisine – Enveloppe d’une lettre –  Tablette de comprimés – Pot avec reste de peinture – Boite de céréales –Pot de yaourt – Sèche-cheveu cassé – Batterie – Bouteille de soda en plastique –Déodorant aérosol – Vieux journal

b) Comment peut-on les valoriser ?

Nous devons les déposer dans des parcs de recyclage et des déchèteries. Ceux-ci sont des entreprises spécialisées dans le recyclage des appareils électroniques ainsi que des produits chimiques et dangereux.

3. Lis le texte suivant et entoure les bonnes propositions.

Afin de satisfaire ses besoins, l’être humain exploite les ressources naturelles de la planète. Or, certaines ressources naturelles, comme le verre / les métaux / le plastique, sont limitées.

Elles sont dites inépuisables / renouvelables / non renouvelables. Les matériaux extraits de ces ressources sont essentiels pour l’industrie et la technologie. Citons comme exemple le cuivre / le lithium / le fer, largement utilisé dans la construction des batteries rechargeables ou encore l’or / l’aluminium / le carbone, un métal précieux indispensable à la confection des cartes électronique des smartphones. Pour lutter contre la surexploitation de ces ressources et préserver l’environnement, nous sommes de plus en plus invités à trier nos déchets résiduels / recyclables / non recyclables. Le tri des déchets représente la première étape du recyclage, un processus permettant de jeter / d’incinérer / de récupérer la matière première des déchets et ensuite de la réutiliser pour former de nouveaux produits

batteries rechargeables ou encore l’or / l’aluminium / le carbone, un métal précieux

Poursuis tes apprentissages sur iDiddit, avec des exercices supplémentaires.

UNE CONSOMMATION RESPONSABLE

Ce thème t’a amené(e) à te pencher sur les origines des matériaux et sur leur usage responsable. Penses-tu que cela puisse s’appliquer à tous les domaines Nous t’invitons à y réfléchir à partir d’un objet qui t’est cher.

C’est le moment ! Tu l’attends depuis des semaines et on te l’a promis : aujourd’hui, tu vas aller acheter un nouveau smartphone. Tu n’en peux plus de l’ancien. Il ne capte plus correctement, la batterie tient deux heures… Bref ! Il est temps de filer au magasin et d’enfin en acheter un neuf.

Mais tes parents y ont mis une condition ! Il doit être aussi écoresponsable que possible. Même si tu en veux un au look unique avec des performances incroyables, ce sont tes parents qui paient et ils auront donc le dernier mot : é-co-lo-gie avant tout !

Tu entres dans le magasin. Trois vendeurs viennent auprès de toi et, après que tu leur as expliqué la raison de ta présence, chacun te propose son modèle fétiche.

Un neuf !

Il ouvrira toutes tes applications très vite et il a une très bonne autonomie !

Un reconditionné !

C’est le même que le neuf, mais on lui a donné une seconde vie.

Un smartphone fairtrade !

Lui va durer longtemps !

è Lis les documents afin de choisir ton smartphone.

À condition de reconditionner !

Un téléphone à construire !

Un smartphone reconditionné est un appareil qui a été remis à neuf. Cela signifie qu’il a été vidé de tout ce que l’ancien utilisateur avait installé dessus, que ses composants ont été réparés et qu’il a été remis dans une boite identique à celle d’un neuf. Il peut cependant avoir quelques défauts esthétiques, comme des rayures.

Un smartphone écoresponsable est conçu pour éviter l’obsolescence programmée. Cela signifie que le fabricant s’efforce d’allonger la durée de vie de l’appareil, afin que tu n’aies pas à le remplacer fréquemment. En effet, nous avons tendance à changer de smartphone tous les deux à trois ans en moyenne. L’idée ici est de faciliter la réparation du smartphone, soit en en simplifiant le processus, soit en permettant le remplacement de pièces détachées.

Tu trouves que cela ressemble à un puzzle ? C’est en effet le principe : tu as accès à n’importe quelle partie et tout est fait pour que tu puisses remplacer chacune très facilement sans devoir envoyer ton téléphone en réparation. Tu le fais toi-même et cela ne te coute que le prix de la pièce. 40 € pour une batterie au lieu d’acheter un nouveau téléphone… En voilà une bonne surprise, non ?

Quatre tours du monde pour un smartphone !

1) Extraction, concentration 2) Traitement 3) Fabrication 4) Distribution et utilisation Neuf ou reconditionné 1  ?

1 Source (données) : FanGeat, E., ADEME, EskenaZi, L., FoUrboUl, E., EFL consulting, OrGelet-Delmas, J., DDemain, Lees Perasso, E., Domon, F., LCIE Bureau Veritas. (2022). Évaluation de l’impact environnemental d’un ensemble de produits reconditionnés – synthèse intermédiaire smartphone. En ligne : https://librairie.ademe.fr/ged/6720/ademe_ impact_environnemental_smartphone_synthese.pdf

Conserver son smartphone le plus longtemps possible

Plus des trois quarts des impacts d’un téléphone ont lieu lors des premières étapes du cycle de transformation.

Batterie Pour préserver la batterie, il vaut mieux la maintenir entre 20 et 80 % de charge. Il faut éviter de laisser le chargeur branché ou de laisser la batterie s’éteindre totalement.

Un grand nettoyage Pour un bon fonctionnement, il faut que ton téléphone puisse accomplir ses tâches dans de bonnes conditions : nettoie-le avec une microfibre et laisse-lui plusieurs Go de libres pour qu’il ne chauffe pas. Il te remerciera !

La 5 G ! Dès que tu le peux, passe sur le Wi-Fi. En plus d’économiser ton forfait, cela économise ta batterie, et donc l’énergie que tu utilises, par rapport à la 4 G ou à la 5 G.

L’écran Les principales causes de changement de smartphone sont l’écran qui casse ou la surchauffe. Une protection en verre ou en plastique diminue énormément cela.

L’inutile Il existe des fonctionnalités très énergivores que l’on peut désactiver pour soulager la batterie : la géolocalisation, les notifications (tu peux bloquer celles d’applications inutiles)…

Vous avez dit fairtrade ?

Il existe plusieurs labels dits fairtrade. Un label est une étiquette apposée sur un produit qui répond à un ou plusieurs critères. Cela peut être une origine particulière ou des exigences de production qui ont été remplies.

Dans le cas du fairtrade , ce label est attribué lorsque le produit permet de rémunérer dignement les producteurs des matières premières, lorsqu’aucun enfant n’a travaillé pour cela et lorsque les conditions de travail sont respectueuses des personnes.

Mais pas seulement ! Pour obtenir ce label, il est également essentiel de veiller à ne pas dégrader la nature ni polluer.

è Rédige un texte dans lequel tu expliques ton choix.

Exemple de réponse

Je choisis le smartphone reconditionné, car il s’agit du même que le neuf, mais avec moins d’impact écologique. La plus grosse partie de l’impact environnemental résulte de l’extraction et de la concentration des matières premières. Il y a également beaucoup de pollution lors de la fabrication du téléphone, car celle-ci se fait dans plusieurs pays et nécessite beaucoup de transports.

En optant pour un smartphone reconditionné, on évite toute cette pollution, car on ne passe plus par les étapes d’extraction, de concentration et de traitement, mais on est directement à celle de la fabrication, qui se réalise au même endroit que, généralement, là où le produit est vendu.

Il a également les mêmes capacités qu’un neuf, mais est beaucoup moins cher.

Arrivé(e) au terme de ces chapitres, tu es maintenant capable de…

c hapitre 1 : Que trouvons-nous sous nos pieds ?

 définir le sol

 décrire les différentes étapes de création d’un sol

 faire des liens entre ses différentes couches, la création du sol, les actions mécaniques et les actions des vivants

 distinguer l’origine organique de l’origine minérale des composants du sol

 définir un déchet

 définir la biodégradabilité

 trier des déchets suivant leur biodégradabilité ou non

Chapitre 2 : Les richesses du sous-sol

 expliquer les différentes étapes du cycle de l’eau et ce qu’est une nappe phréatique

 comprendre la formation du charbon et du pétrole ainsi que leurs méthodes d’extraction

 définir « métal », « minerai » et « roche »

 déterminer si un matériau est un métal, un minerai ou une roche

 caractériser un matériau selon sa brillance, sa malléabilité, sa conduction (thermique ou électrique)

 identifier les étapes d’un cycle de transformation d’un objet

 construire le cycle de transformation d’un objet à partir de documents

 identifier les aspects négatifs d’une étape d’un cycle de transformation d’un objet

Chapitre 3 : La valorisation des déchets

 identifier les caractères non renouvelables et recyclables des métaux

 expliquer le rôle de la valorisation des métaux dans la préservation des ressources naturelles en minerais

 expliquer l’impact de l’utilisation responsable des objets sur la réduction de la consommation d’énergie et la production des déchets

 définir le tri et le recyclage des déchets ménagers

 comprendre les enjeux environnementaux du tri et du recyclage

 connaitre des gestes simples permettant la valorisation des déchets ménagers

Une consommation responsable

 donner ton avis concernant le choix d’un objet en fonction de son impact écologique

TABLE DES MATIÈRES

1. Qu’est-ce que l’énergie

2. Histoire de la conquête de l’énergie

2.1. De la préhistoire au Moyen Âge

2.2. L’avènement des énergies fossiles

2.3. Et maintenant

4. Exploitation de l’énergie

4.1. Les formes d’énergie

2.

2.

Thème 6 REPRODUCTION HUMAINE

Fabio

Auteurs

ISBN 978-94-647-0740-3 vanin.be 607325

Frédéric Baudoin

Soumaya Chobba

Danny Nonnweiler

Rolland