Modéliser le mécanisme des saisons : maquettes et assemblage

©Jean-Pierre Leclerc Lycée François Truffaut 85300 CHALLANS Contacter l'auteur

Ce site propose différents modèles pour illustrer les variations de l'énergie solaire parvenant au sol au cours du temps et suivant la latitude. Le premier dispostif permet de visualiser les variations de l'insolation suivant la date et définir les notions d'obliquité, d'excentricité et de précéssion des équinoxes, le second permet de visualiser les variations de la déclinaison solaire au cours du temps, ce sont ces variations qui seront à l'origine de la construction simple d'un assemblage de "gabarits" dont l'utilisation en travaux pratiques permettra de "simuler" les variations des paramètres de l'insolation.

Un premier montage: Les saisons et l'orbite terrestre | Cette première maquette permet une vue d'ensemble des caractéristiques de l'orbite terrestre, une première explication des variations saisonnières de l'insolation en fonction de la position de la terre sur son orbite (classe de seconde), les notions d'excentricité, d'obliquité et de précession des équinoxes (terminale S spécialité).
Un deuxième montage: Les saisons et la déclinaison solaire | La déclinaison solaire, c'est l'angle formé par l'axe de rotation de la Terre (incliné sur le plan de son orbite de 23°27 ) avec la limite "Jour-Nuit", pour l'observer, il faut se positionner face à la limite "Jour-Nuit", le dispositif suivant va permettre cette observation. Le dispositif utilisé Comment voir la déclinaison solaire Une animation montrant les variations des paramètres de l'insolation en fonction de la date (nécessite un lecteur de fichier avi)
Une construction à réaliser : Un dispositif permettant de connaître pour n'importe quel lieu et n'importe quelle date, les paramètres de l'ensoleillement. | Il s'agit d'un assemblage cartonné réalisé à partir de gabarits disponibles en téléchargement sur ce site. L'assemblage permet de visualiser la Terre à une date choisie et d'en déduire, pour une latitude, les paramètres de l'insolation. La construction des gabarits a été réalisée à partir de calculs obtenus à l'aide du logiciel "RAYSOL".
| Le matériel nécessaire | La construction peut être réalisée au niveau du laboratoire ( construction d'une dizaine de montages pour une utilisation en TP) ou, si le temps et les moyens le permettent, par les élèves, qui restent alors propriétaires de "leurs" maquettes.
La construction | La construction est très simple, elle consiste à l'assemblage et au collage des gabarits. Une maquette est construite en quelques minutes.
L'utilisation | Le dispositif "Solrad" permet : D'évaluer les variations de la hauteur du soleil ( à midi heure solaire) et de la durée du jour en fonction de la latitude et de la date. De déterminer les caractéristiques du flux solaire suivant la date et la latitude D'évaluer les paramètres qui interviennent dans la valeur de l'insolation ( épaisseur d'atmosphère traversée, projection au sol...)
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