Th1 Images de Saturne

mardi 26 juin 2018
par  Emmanuelle BOYER


ATTENTION : PAGE ACTUELLEMENT EN TRAVAUX !!


Lien vers le dossier de recherche élève correspondant au thème 1 : Autour des images de Saturne
cliquer sur l’image ou ici

Lien vers la production du groupe d’élèves autour de ce thème sous forme de capsule vidéo :

https://youtu.be/QYdFni8kf24

Compléments pédagogiques au thème 1 : Autour des images de Saturne.

Ce thème porte sur les cinq grandes thématiques : voir rubrique

L’idée est de poursuivre l’étude du thème sur sciences et fiction (voir le lien ci-dessus vers l’entrée du site par thème) avec l’approfondissement de la nouvelle d’A. Clarke « Saturne Levant » et de son exploitation scientifique ( math / physique ) sur la vision et en appliquant la démarche à un extrait de roman de Jules Verne « Hector Servadac ». En mathématiques, la construction ou la reconstruction d’images par le calcul ou avec l’aide de schémas permet de mieux comprendre les descriptions évoquées dans le texte ainsi que les gravures accompagnant le roman. Ce procédé est réinvesti pour étudier les photos prises par la sonde Cassini-Huygens dans le but de retrouver les positions de prise de vue correspondantes. En physique, le réinvestissement des acquis sur le télescope permet de retracer l’évolution historique de la vision de Saturne et de ses anneaux.

Ce complément est donné à un groupe d’élèves plutôt faibles ne se destinant pas à la filière S. Avec notre aide, le travail a été globalement fait mais pas suffisamment approfondi par les élèves du groupe. Par contre, ils ont eu le sentiment d’être valorisés par le fait que, comme les autres élèves, ils ont eu en charge un bout du travail collectif.

Le travail est construit en alternant français et mathématique avec des questions imbriquées pour finir avec la physique.

  • Pour le français :
    • Le travail consiste essentiellement en réinvestissement et approfondissement du travail effectué en phase 1.
      • Approfondissement, d’abord, de l’étude, menée en classe, de la nouvelle « Saturne levant ».
        - Il s’agit d’étudier les références aux peintures de Chesley Bonnestell, aussi célèbres dans l’univers de la science-fiction (elles ont souvent servi d’illustrations de couverture) que chez les scientifiques.
        - Les élèves sont ensuite invités à revenir sur la dernière phrase de la nouvelle, qui lui donne son titre, et signalée par Clarke lui-même comme étant fausse. Dans une introduction écrite lors de la réédition de l’intégrale de ses nouvelles (Odyssées, Bragelonne SF, 2013) il écrit en effet :
        "Il y a une autre erreur que j’aurais pu corriger à l’époque. Même si on pouvait observer Saturne depuis la surface de Titan -ce que le brouillard atmosphérique empêchera probablement-, on ne le verra jamais "se lever". Presque certainement, Titan, comme notre Lune, possède une rotation freinée par la marée gravitationnelle, si bien qu’il garde toujours la même face tournée vers la planète. De ce fait Saturne est toujours fixe dans le ciel de Titan, tout comme la Terre l’est dans celui de la Lune". Malgré l’erreur, la remarque illustre bien le concept même de "science-fiction".
      • Étude, enfin, d’un chapitre d’Hector Servadac (1877), de Jules Verne, consacré à la vulgarisation des connaissances de l’époque sur le système saturnien : réinvestissement du travail mené en classe sur les extraits de De la Terre à la Lune.
        Le passage a en outre l’avantage d’être illustré, comme à l’habitude chez Jules Verne, par des gravures que l’on demande aux élèves de commenter en les reliant au texte et en utilisant les connaissances acquises lors de la première phase.
  • Pour les mathématiques : Ré-étude des phases de la Lune vues depuis la Terre et inversement (ces explications ont été données en phase 1).
    • Objectifs liés au programme : se repérer dans l’espace, notion de plan et un peu de proportionnalité.
      - La notion de rotation synchrone permet de justifier que, vu des satellites, la planète est immobile dans le ciel mais en rotation autour de son axe.
      - Mise en évidence de la notion de changement de référentiel vue en physique. Le côté mathématique est appuyé par des schémas et les périodes de rotation.
      - Réinvestissement des résultats des calculs des angles de vue de Saturne depuis ses satellites pour expliquer les images de Bonestell déjà vidéoprojetées en phase 1 à la fin du TP math/physique sur la vision.
      - Les anneaux de Saturne sont vus par la tranche car les satellites Mimas et Titan tournent autour de la planète dans le plan des anneaux.
      - La rotation synchrone implique que Saturne est vue toujours au même endroit dans le ciel donc Saturne ne peut pas se « lever » sur Titan (commentaire écrit postérieurement par Clarke dans la version annotée étudiée par les élèves).
      - Les parties ombrées des phases des satellites vues depuis Saturne (ou un astéroïde) comme dans Jules Verne, ou des phases de Saturne depuis ses satellites sont expliquées par des schémas : étude de l’illustration d’Hector Servadac, des tableaux de Bonestell, des photos de la sonde Cassini Huygens. (erreur dans la capsule vidéo : Mimas n’est pas derrière Saturne, mais l’idée des élèves était de prendre un astéroïde comme dans le roman de Jules Verne).
      - Dans le texte de Jules Verne, est mis en évidence que finalement, il est inutile de s’approcher de Saturne pour imaginer les vues car le savoir dans les « bibliothèques » suffit. Mais les vérifications sont données par les instruments d’observation de plus en plus puissants et par l’envoi de caméras dans les sondes spatiales.

      D’où le complément de physique sur le lien entre les dessins, les images et les photos de Saturne et de ses anneaux avec l’évolution des instruments d’observation. Ceci permet de réinvestir les connaissances acquises dans le TP de la phase 1 sur l’étude d’un télescope.

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