Les matières, les matériaux et le recyclage

Discipline
Sciences et technologie
Niveaux
CM1, CM2.
Auteur
C. GUTIERREZ
Objectif
- Mettre en œuvre des observations et des expériences pour caractériser un échantillon de matière.
- Savoir que la masse est une grandeur physique qui caractérise un échantillon de matière.
- Identifier à partir de ressources documentaires les différents constituants d'un mélange.
- Mettre en œuvre un protocole de séparation de constituants d'un mélange.
Relation avec les programmes

Cycle 3 - Programme 2020

  • Décrire les états et la constitution de la matière à l'échelle macroscopique.
  • Identifier les principales familles de matériaux.
  • Identifier des enjeux liés à l'environnement.
Dates
Créée le 27 février 2019
Modifiée le 06 avril 2021
Statistiques
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Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Les propriétés de l'air.
Les mélanges.
Trier et recycler les matériaux.
Recycler les plastiques.

Déroulement des séances

1

Les propriétés de l'air

Dernière mise à jour le 26 février 2021
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Caractériser l'air.
Utiliser un vocabulaire spécifique : compression, dilatation, masse.
Durée
115 minutes (4 phases)
Matériel
bouteille plastique, ballon de baudruche, saladier, eau, tuyau souple ou paille.
balance, ballon.
bouteille en verre, casserole, ballon de baudruche
seringue

1. Je m'interroge

collectif | 10 min. | découverte

Même si on ne le voit pas, l'air est partout autour de nous. Il constitue l'atmosphère, c'est à dire la fine couche de gaz qui entoure notre planète.

Questions à poser à la classe :

A ton avis comment peut-on mettre en évidence la présence de l'air ?

Quand on dit qu'une bouteille est "vide", l'est-elle vraiment ? Pourquoi ?

Hypothèses à noter sur une affiche :

le vent (mouvement des feuilles, fumées)

en classe, les feuilles qui s'envolent si on fait un courant d'air.

la bouteille est vide parce qu'on ne voit rien dedans.

2. Expérimentation

binômes | 45 min. | recherche

Vérifier les hypothèses : "A ton avis, que va t-il se passer pour chacune des expériences ?"

Chaque groupe va mettre en évidence l'existence de l'air ou ses propriétés.

Il faudra écrire un compte-rendu d'expérience.

Expérience 1 : 1 grande bouteille plastique et 1 ballon de baudruche. Placer le ballon sur le goulot de la bouteille, écraser la bouteille, observer.

Expérience 2 : 1 petite bouteille, 1 paille, 1 saladier rempli d'eau. Plonger la bouteille dans le saladier et la laisser se remplir. Introduire la paille dans la bouteille. Souffler dans la paille. Observer.

Réalise les expériences et observe ce qu'il se passe.

En quoi ces expériences prouvent l'existence de l'air ?

Ecris le compte-rendu de l'une des expériences.

 

3. Je cherche

groupes de 4 | 45 min. | recherche

Expérience 3 : 2 ballons, 1 balance électronique. Peser le ballon dégonflé, peser le ballon gonflé.

Expérience 4 : 1 casserole, 1 réchaud, 1 bouteille en verre, 1 ballon de baudruche. Faire chauffer l'eau dans une casserole. Y déposer la bouteille avec le ballon sur le goulot. Observer.

Expérience 5 : 1 seringue. Aspirer l'air avec la seringue. Boucher avec son doigt l'extrémité et pousser. Observe.

Installer les 3 expériences. Chaque binôme observe ou réalise l'expérience.

 

A l'oral collectivement, décrire chaque expérience.

Ecrire sur le cahier le résultat de chaque expérience.

Observe l'expérience 4 et décris ce qu'il se passe.

Quelles informations sur l'air te donne chaque expérience ?

Recherche dans un dictionnaire, les mots dilatation; masse; compression et associe ces mots aux expériences.

Expérience 1 : l'air contenu dans le ballon pèse 4g

Expérience 2 : l'air contenu dans la bouteille prend plus de place quand il est chauffé.

Expérience 3 : On peut appuyer sur l'air jusqu'à une certaine limite.

Expérience 1 : masse, l'air à une masse.

Expérience 2 : Dilatation, l'air se dilate sous l'effet de la chaleur.*

Expérience 3 : Compression, l'air se comprime sous l'effet d'une pression (appui du piston)

 

4. Je conclue

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Organise une carte mentale avec ce que tu as appris sur l'air.

Utilise les mots : masse, dilatation, compression . autour de nous, respirer, composé de plusieurs gaz.

Valider avec la carte mentale de la leçon.

2

Peut-on tout mélanger

Dernière mise à jour le 08 mars 2021
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Identifier quelques propriétés de la matière : solubilité, insolubilité.
Connaitre les propriétés d'un mélange : homogénéité, hétérogénéité.
Réaliser des mélanges.
Provoquer une transformation de matière.
Acquérir un vocabulaire spécifique
Durée
105 minutes (5 phases)
Matériel
gobelets, agitateurs
compte-rendu d'expérience
eau, sel, farine, sirop, huile, poivre, orange pressée, eau gazeuse
eau, citron, bicarbonate.

1. Je m'interroge

collectif | 10 min. | découverte

Mélanger, c'est associer deux ou plusieurs substances. Il existe des mélanges dans la nature mais on peut aussi en créer. Le résultat d'un mélange s'appelle une préparation.

D'après toi, quels sont les trois états de la matière ?

Connais-tu des mélanges que l'on effectue au quotidien, en cuisine par exemple ?

Nommer les trois états : liquide, solide et gazeux (cf les états de l'eau de l'année précédente).

Lister les mélanges que l'on connait en cuisine par exemple.

 

2. J'observe

binômes | 20 min. | recherche

Expérience 1 : mélanger sel + eau. 

Expérience 2 : mélanger farine + eau. 

Observe le mélange 1 en début d'expérience et au bout de 5 min. Que remarques-tu ?

Observes-tu les mêmes réactions dans le mélange 2. Que se passe-t-il au bout de 5 minutes ?

Mélange 1 : au début, le mélange est transparent, limpide. Au bout de 5 minutes le mélange est toujours limpide. Le sel est soluble dans l'eau. On obtient un mélange homogène.

Mélange 2 : la farine ne se dissout pas dans l'eau : elle est insoluble. Des particules restent en suspension dans le liquide, elles sont visibles à l'oeil nu. Le mélange obtenu est hétérogène. Au bout de 5 minutes, la farine se redéploie au fond du verre et le mélange reste trouble.

3. Expérimentation : les mélanges

binômes | 20 min. | recherche

Réalisation des mélanges et formuler les observations en utilisant un vocabulaire spécifique : soluble, insoluble, homogène, hétérogène.

Mélange A : eau puis sirop.

Mélange B : poivre puis huile.

Mélange C : eau puis orange pressée

Mélange D : eau gazeuse puis sirop.

Rassemble le matériel nécessaire aux mélange à tester. Réalise les mélange en respectant l'ordre des ingrédients. Observe les réactions et les transformations sans toucher aux mélanges. Utilise un agitateur, observe les transformations éventuelles.

Compléter le tableau des observations.

Mélange A : Le mélange n'est pas identique dans tout le verre et il devient homogène lorsqu'on agite la solution.

Mélange B : des particules sont visibles, le mélange n'est pas homogène. Si on attend un peu, le poivre se dépose au fond du récipient. Après agitation, le poivre est toujours visible, il ne se mélange pas à l'huile. Le poivre est insoluble dans l'huile.

Mélange C : Le mélange n'est jamais homogène, des particules sont toujours visibles.

Mélange D : Le mélange n'est pas identique dans tout le verre, des bulles sont visibles. Le mélange est hétérogène. Après agitation seules les bulles sont visibles. Le mélange est toujours hétérogène.

 

4. Expérimentation : une transformation de matière.

binômes | 40 min. | recherche

Rassembler le matériel nécessaire aux mélanges à tester : eau, citron pressé, bicarbonate de soude

Réaliser les mélanges en respectant l'ordre des ingrédients : eau + citron. Ajouter une cuillère à soupe de bicarbonate.

Mélange l'eau et le citron pressé. Quelle est la particularité du citron ? Pense à sa saveur.

Que se passe-t-il lorsque tu ajoutes le bicarbonate ? Quel nouvel état de la matière ce mélange produit-Il ? Fais le schéma de l'expérience.

Le citron est acide.

Il y a apparition de bulles dès que le mélange contient du bicarbonate de soude et du jus de citron.

Réaliser certains mélanges peut provoquer des transformations de la matière : présence de gaz.

Tu viens de réaliser un soda naturel. Tu peux remplacer le citron par de l'orange ou du pamplemousse mais le mélange sera moins pétillant. A ton avis pourquoi ?

La quantité de bulles dépend de l'acidité du fruit.

5. Je conclue

individuel | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Il est possible de mélanger différents types d'ingrédients : un liquide avec un liquide ou un solide avec un liquide.

Si les éléments sont solubles, on obtient des mélanges homogènes (sirop et eau). S'il reste des particules en suspension, le mélange n'est pas homogène, il est hétérogène (eau et farine). Si des bulles sont visibles, le mélange n'est pas homogène.

3

Comment séparer les constituants d'un mélange ?

Dernière mise à jour le 06 avril 2021
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Mettre en œuvre un protocole de séparation de constituants d'un mélange.
Identifier le processus de séparation des mélanges : décantation, filtration et évaporation.
Mettre en relation différents types de documents.
Acquérir un vocabulaire spécifique : décantation, filtration, évaporation.
Durée
120 minutes (4 phases)
Matériel
sel, poivre, huile, sucre, vinaigre, moutarde, herbes aromatiques, orange, citron, fleur d'oranger.
récipients transparents, presse agrume, mélangeurs.

1. Je m'interroge

collectif | 15 min. | découverte

Les mélanges sont nombreux dans la vie courante. Pour les utiliser en cuisine, dans l'industrie pharmaceutique ou agro-alimentaire, il est fréquent de devoir séparer les constituants pour créer de nouveaux assemblages. On utilise alors différentes techniques.

A ton avis, comment peut-on séparer les constituants d'un mélange ?

D'après toi, comment obtient-on du sel ?

Se référer aux activités culinaires et à l'utilisation de certains ustensiles : passoires, filtre à café.

Faire formuler des hypothèses sur la manière d'obtenir le sel; où peut-on trouver une substance salée dans la nature.

2. J'expérimente

groupes de 4 | 45 min. | recherche

La réalisation des deux recettes permet d'introduire deux procédés de séparation des mélanges : la décantation et la filtration.

Réalisation d'une vinaigrette : 2 cuillères à soupe de vinaigre, 3 cuillères à soupe d'huile, 1 pincée de sel, 1 pincée de poivre. Mélange.

Réalisation d'un jus d'orange à la marocaine : coupe les fruits (3 oranges, 1 citron), extrais le jus à l'aide d'un presse-agrumes. Ajoute 40 g de sucre, 3 gobelets d'eau et mélange vivement. Ajoute 1 cuillère à soupe d'eau de fleur d'oranger. Si le mélange est trop épais, utilise une passoire un un filtre à café pour retirer la pulpe.

Réalise une vinaigrette puis laisse-la reposer quelques minutes. Que peux-tu observer ?

Effectue un schéma légendé de cette expérience. Tu viens de réaliser une décantation.

En réalisant la recette du jus d'orange, tu as utilisé deux nouveaux procédés de séparation : le pressage et la filtration. Explique comment ces deux procédés permettent de séparer des mélanges

 

3. Je cherche : j'analyse des documents

individuel | 45 min. | recherche

Etude du document "le marais salant"

Légende le schéma du marais salant.

1 - étier ; 2-vasière ; 3-Cobier ; 4-bassin d'évaporation ; - oeillets.

Pourquoi fait-on passer le sel dans plusieurs bassins ?

Les premiers bassins servent à la décantation et les derniers à l'évaporation.

Les derniers bassins ont une profondeur de 2 ou 3 cm, pour quelle raison ?

L'eau se réchauffe plus rapidement. L'évaporation est donc plus rapide.

Après quel nouveau procédé de séparation le paludier peut-il récolter le sel ?

Le procédé qui permet de séparer le sel de l'eau est l'évaporation.

4. Je conclus

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

D'après les expériences, identifier les 3 procédés de séparation : filtration, décantation, évaporation.

La leçon sera copiée au début de la séance suivante.

Pour séparer les composants d'un mélange, il existe différents procédés : on peut le laisser reposer (décanter), le filtrer ou laisser l'eau s'évaporer.

4

Comment trier et recycler les matériaux ?

Dernière mise à jour le 06 avril 2021
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Apprendre à trier les emballages.
Prendre conscience des évolutions du tri.
Identifier des matériaux.
Connaitre les matériaux recyclable.
Durée
55 minutes (3 phases)
Matériel
aimants
objets en métal

1. Questionnement

collectif | 10 min. | découverte

En France, chaque habitant produit en moyenne 350 à 400 kg de déchets par an. 

Les emballages en représentent presque la moitié. Leur traitement est devenu une priorité pour préserver l'environnement. Pour cela, les consignes de tri évoluent mais il est avant tout nécessaire d'utiliser moins d'emballage.

Questions à poser aux élèves :

Quels sont en général les matériaux utilisés pour confectionner des emballages ?

A ton avis, sont-ils tous recyclables ?

Pourquoi et comment sépare-t-on les différents types d'emballage dans une usine de tri ?

Hypothèses :

Noter les réponses sur une affiche

le bois, le plastique, le papier, l'aluminium, le verre

on les trie manuellement pour séparer les différents matériaux.

2. Recherche

collectif | 30 min. | recherche

Visionner la vidéo "C'est pas sorcier - une seconde vie pour nos poubelles"

(favori de l'ordinateur école)

 

 

 

 

3. Je conclus

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Cite les matières qui composent les déchets recyclables.

Nomme le matériau le plus recyclé au monde et celui avec lequel on peut fabriquer des objets très variés.

Les matières recyclables sont : le verre, l'acier, l'aluminium, le plastique et le papier. Ce sont des matières créées par l'homme. Le matériau le plus recyclé est l'acier.

Le plastique est celui avec lequel on peut fabriquer des objets variés.

 

Leçon à copier : 

La production des déchets est de plus en plus importante. Pour protéger l'environnement, on développe les actions de tri et de recyclage.

Le matériau le plus recyclé est l'acier, viennent ensuite l'aluminium et le plastique qui permettent de fabriquer des objets très variés.

 

5

Comment recycle-t-on les plastiques ?

Dernière mise à jour le 06 avril 2021
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Identifier les différents types de plastiques.
Comprendre la transformation d'un matériau.
Construire un objet technique en matière recyclée.
Durée
115 minutes (4 phases)
Matériel
affiche

1. Je m'interroge

collectif | 10 min. | découverte

Avec près de 5 millions de tonnes de plastiques utilisés par an, la France est le 3ème pays européen consommateur de matières plastiques. Ce matériaux très présent parmi nos déchets peut mettre jusqu'à 1000 ans à se dégrader. 
Aujourd'hui, des efforts particuliers sont entrepris pour le recycler.

Quels objets utilisés au quotidien contiennent de la matière plastique ?

D'après toi, que deviennent les bouteilles plastiques jetées dans la poubelle jaune ?

Hypothèses, à noter sur une affiche :

les bouteilles d'eau, les bouteilles de lait, les sacs les pots de yaourts, le mobilier de jardin, les cd.

elles sont nettoyées pour être fondues, elles vont servir à fabriquer d'autres objets.

2. Recherche

collectif | 45 min. | recherche

Présenter le document  "Un code pour chaque type de plastique".

Recherche le code d'identification des objets en plastiques suivants : bouteille d'huile, arrosoir, barquette alimentaire (viande), bouteille de détergent, bouchon de bouteille, pot de yaourt, rideau de douche.

bouteille d'huile PET1 - arrosoir PVC3 - barquette alimentaire PS6 - bouteille de détergent PEHD 2 - bouchon de bouteille PEHD 2 - pot de yaourt PP 5 - rideau de douche PVC3.

Cherche d'autres objets en plastique et classe-les dans l'une ou l'autre des sept catégories.

Proposer d'utiliser les magazines publicitaires : dvd ou cd; mobilier de jardin; bouteille d'eau; 

Le PET et le PEHD sont les plastiques les plus fréquemment recyclés. Observe les objets fabriqués en PET puis ceux en PEHD. Qu'est-ce qui caractérise chacune de ces matières plastiques ?

Le PET est léger, souvent transparent, il est le plus souvent utilisé pour les bouteilles de boisson.

Le PEHD est un plastique opaque et résistant, on l'utilise essentiellement pour les emballages domestiques.

 

3. Je cherche

collectif | 45 min. | recherche

Visionner la vidéo : les essentiels de Jamy

https://education.francetv.fr/matiere/decouverte-des-sciences/cm1/video/comment-recycler-le-plastique

A l'aide de la vidéo, identifie les différents lieux qui font partie du trajet d'une bouteille en plastique.

poubelle jaune - centre de tri (compactage et mise en balle) - usine de régénération - usine de revalorisation.

Visionner la vidéo "recyclage bouteilles plastiques à INFINEO"

Attention de passer les étapes de présentation et de chiffres de l'usine.

4. Je conclus

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Comment sont classés les plastiques et pour quelle raison ?

En fonction de leurs propriétés. Ils sont classés en 7 catégories.

Nomme les étapes nécessaires au recyclage du plastique.

Etape 1 : dépôt dans les containers de tri, ramassage par les ripeurs, acheminement vers le centre de tri, tri par catégorie et mise en balles.

Etape 2 : traitement dans les usines de régénérations : nettoyage, broyage, mise en paillettes puis en granules.

Etape 3 : usine de revalorisation (transformation en de nouveaux produits) 

Leçon à copier

Le plastique est très présent dans nos déchets, mais il se dégrade très difficilement. On attache beaucoup d'attention à son recyclage.

On distingue 7 catégories de plastique que l'on traite et réutilise pour la production de différents produits.

6

Evaluation

Dernière mise à jour le 06 avril 2021
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Décrire les états et la constitution de la matière à l'échelle macroscopique.
Identifier les principales familles de matériaux.
Durée
45 minutes (1 phase)

1. J'identifie ce que je sais et ce que je sais faire.

individuel | 45 min. | évaluation

Fiche d'évaluation aménagée ou non.