Les bateaux d'hier et d'aujourd'hui

05’—Entrée des élèves - Distribution du document de travail pour la séance.

10’—Situation déclenchante : Les bateaux dessinés sur le carnet de Taïti ne ressemblent pas tous à ceux qu'on peut observer naviguant sur la Loire ? Quelles évolutions les bateaux ont ils subies ? Pourquoi ?

L'enseignant peut interroger les élèves. Allez vous sur les bords du fleuve ? Est ce que vous y voyez des bateaux ? Y en a t il beaucoup ? A quoi ressemblent ils? A quoi servent ils ? Est ce que vous avez déjà croisé  les bateaux de Taïti ? Où ? A quelle occasion ?

Quelques dessins de bateaux, d'hier :

• La gabare : La gabare ou gabarre est un type de bateau traditionnel destiné au transport de marchandise. Deux types de navires sont désignés par ce mot : les gabares fluviales et les gabares maritimes.
• Le coche d'eau : Le coche ou coche d'eau, est un chaland fluvial, autrefois halé par des chevaux ou mû à la voile comme pour les galiotes. Le coche d'eau est une embarcation de transport fluvial pour passager.
• Le futreau : Le fûtreau est une barque d'usage local sur la Loire. Il peut être gréé ou non d'une voile carrée suivant les usages auxquels il est voué. La dimension traditionnelle de ce bateau est d'une dizaine de mètres.

60’—Extraire des informations : À travers 3 vidéos et 2 pages Internet, les élèves relèvent les informations pour compléter le tableau des différents bateaux.

Démarche conseillée: Il est plus judicieux de commencer par les vidéos car c'est plus difficile mais plus ludique. Il faudra certainement les visionner plusieurs fois mais elles sont courtes.

Dans un premier temps : il faut identifier le bateau concerné puis les informations à rechercher.

Le professeur peut répartir les différentes informations à rechercher entre les groupes pour faciliter le travail.

Les documents ressources proposés :

• Vidéo du bateau « inexplosible » : Présentation de l'inexplosible, bateau à aube pour le transports de passagers sur la Loire, entre Nantes et Orléans.
• Vidéo du « Loire Princesse » : Le « Loire Princesse » de la compagnie CroisiEurope  est un bateau de croisière fluvial qui navigue sur la Loire.
• Vidéo « gabarre » : La gabare « la Bohème » et son équipage d'Atoue Loire dans l'émission « Midi en France » à Angers sur France 3.
• Page internet « toue cabanée » : De nombreuses associations se sont mises, dans une démarche de reconstruction de bateaux ligériens fidèles aux originaux. De nombreuses toues cabanées ont ainsi vu le jour en quelques années.
• Page internet « futreau » : Dans la famille des bateaux de la Loire, le futreau est un petit chaland. Un fort courant de « ravivance » du patrimoine ligérien a suscité la construction d'une foule de ce type de bateaux.

Pour les élèves les plus en difficulté, l'enseignant précise qu'on compare la longueur, les matériaux, le système de propulsion et l'utilisation. L'enseignant pourra évaluer les informations trouvées :

Réponses attendues :

• Les bateaux d’aujourd’hui sont plus grands, ils sont en aluminium alors qu'autrefois ils étaient en bois. Avant ils servaient à transporter les marchandises et à se déplacer. Aujourd'hui, ils servent uniquement au tourisme. Les moteurs ont remplacé  les voiles et les avirons.
• Pour en savoir plus : La marine de Loire a vécu ses plus belles heures au XVIIIème siècle ou par exemple pas moins de 10 000 bateaux stationnaient sur les quais d'Orléans. Les petits bateaux en bois comme les futreaux étaient vendus avec la marchandise qu'ils contenaient comme aujourdh'ui le bocal qui contient la confiture. Peu à peu, les marchandises ont été transportées en train et en camion et la marine de Loire a disparu. Elle réapparaît depuis quelques années pour proposer des excursions touristiques et faire revivre tout un patrimoine.

20’—Synthèse de fin de séance : Les bateaux existent depuis la préhistoire et ont subi différentes évolutions jusqu'à aujourd’hui.

Tout d'abord ils ne répondent plus au même besoin. Avant ils servaient principalement à transporter des marchandises, à pêcher et à se déplacer. Aujourd’hui, c'est un moyen pour les touristes de découvrir le patrimoine ligérien (=la faune et la flore peuplant le fleuve),les châteaux, les villes.

D'autre part, les bateaux ont subi des évolutions technologiques : le bois a été remplacé par le métal dans la fabrication des coques et le système de propulsion est passé des voiles aux moteurs.

Pour aller plus loin : La classe peut se rendre au festival de Loire à Orléans qui a lieu toutes les années impaires fin septembre.

05’—Entrée des élèves  - Distribution du document de travail pour la séance.

05’—Situation déclenchante : On a observé a priori des bateaux très différents mais il existe quand même des points communs lesquels ?

10’—Recherche des fonctions techniques du bateau : Le professeur demande aux élèves ce qu'on attend d'un bateau. « Si j'achète un bateau, je veux vérifier s'il arrive à ... ? Tous les bateaux doivent pouvoir ... ? ».

Les réponses attendues sont : un bateau doit flotter, avancer et tourner. Les élèves complètent la première ligne du tableau : « Tous le bateaux doivent pouvoir ... ». Ils peuvent également répondre s'arrêter et se garer.

10’—Recherche des solutions techniques du fûtreau : Le professeur distribue la maquette du fûtreau aux élèves. cf. document.

Les élèves doivent identifier, découper et colorier la (les) partie (s) du bateau qui servent à :

• flotter —le fond ou la coque en bleu,
• avancer —la voile et le mat en rouge,
• tourner —le piautre, le billard et la barre en vert.

La distinction entre avancer et tourner n'est pas toujours aisée. La voile et le piautre sont facilement identifiés mais il faudra expliquer qu'il manque des pièces pour assurer complètement cette fonction.

Le professeur passera dans les différents groupes pour rééxpliquer au besoin et répondre aux questions des élèves.

Consignes pour la maquette : 

• repasser au bic les pointillés pour mieux plier le papier,

• les croix correspondent aux trous à percer,

• les piques en bois sont utilisées pour le billard du piautre et le mat.

Les élèves recherchent d'autres solutions techniques. Le professeur explique que sur tous les bateaux, on trouve les mêmes fonctions techniques (flotter, avancer, tourner) mais avec des solutions techniques différentes. Sur un futreau, on avance grâce à une voile, ... mais comment peut-on avancer sur un autre bateau ?

Le professeur demande aux élèves d'autres solutions techniques. Les élèves complètent la troisième ligne du tableau : « Mais on pourrait aussi utiliser ... ».

Les réponses attendues sont :

• la coque en aluminium ou des flotteurs en plastique pour flotter,
• un moteur et une roue à aube ou une hélice pour avancer,
• un gouvernail ou un safran et une barre pour tourner.

Les élèves peuvent reprendre une partie de leur recherche de l'activité précédente ou faire appel à leurs connaissances personnelles.

15’—Synthèse de fin de séance : Un objet technique, c'est un objet qui est fabriqué par l'homme pour répondre à un besoin. Les bateaux sont des objets techniques qui répondent à la question « à quoi ça sert ?» donc au besoin de se déplacer.

Les solutions techniques sont les différentes parties d'un objet et les fonctions techniques, leurs rôles. Dans le futreau : la coque en bois (ST) sert à flotter (FT), la voile et le mat (ST) servent à avancer (FT), le piautre, le billlard et la barre (ST) servent à tourner (FT).

Pour aller plus loin : Le professeur peut organiser la visite d'un musée de la marine, d'une exposition ou d'un atelier. Par exemple, le musée de la marine de Loire à Châteauneuf-sur-Loire propose des animations pédagogiques pour les scolaires. Pour plus d'informations, consulter le site du musée marine de Loire. 

05’—Entrée des élèves  - Distribution du document de travail pour la séance.

05’—Situation déclenchante : Quel est le meilleur matériau pour construire une coque de bateau ?

Le professeur interroge les élèves pour faire la liste des différents matériaux qu'on peut utiliser pour fabriquer les coques de bateaux. Les 3 matériaux testés seront le bois, le métal (acier) et le plastique.

15’—Présentation des différents ateliers : L'enseignant explique ce qui est attendu dans chaque atelier et l'ordre de passage des différents groupes. Chaque groupe passera par chacun des 6 ateliers en respectant la rotation établie et restera une dizaine de minutes sur l'atelier avant de passer au suivant.

60’—Manipulations en ateliers : 

Atelier 1 : Observation de matériaux qui sont restés dans l'eau et comparaison avec ceux qui n'ont pas été en contact avec l'eau. Le professeur doit plonger les 3 échantillons quelques jours avant dans l'eau pour faire les observations.

• Résultats attendus : le bois a gonflé, l'acier a rouillé, le plastique est resté intact.

Atelier 2 : Lecture d'un document ressource pour trouver les  problèmes rencontrés par les  différents matériaux constituant des coques de bateau et les moyens de protection.

• Résultats attendus :
• • le bois craint les UV (décoloration), l'humidité (gonflement), les champignons (tâche noire), les différences de température (fissure). On le protège grâce à des vernis (huile de lin, résine, filtre UV).
• • le plastique craint l'osmose (apparition de cloques). On le protège avec une résine (époxy).
• • l'acier craint l’électrolyse (oxydation / rouille). On le protège avec des anodes en magnésium ou en zinc (elles s'oxydent à la place de la coque).

• • Le principe de la résine ou du vernis est simple à comprendre : on installe une couche imperméable qui empêche l'eau de dégrader les matériaux.
• • Le principe d'anode sacrificielle est plus complexe. Sans rentrer dans les détails, si il n'y a que de l'acier : c'est l'acier qui s'oxyde. Par contre, s'il y a du magnésium et de l'acier : le magnésium s'oxydera avant l'acier et donc par la même protégera l'acier.

Atelier 3 : Les élèves doivent tester la flottabilité d'un matériau en immergeant les 3 matériaux dans une bassine d'eau et en observant s'ils remontent à la surface ou non.

• Résultats attendus : Le bois et le plastique flotte, par contre l'acier coule.

Atelier 4 : Les élèves doivent immerger une boule de pâte à modeler dans une bassine d'eau et observer si elle remonte à la surface. Ensuite, ils vont aplatir cette même boule et recommencer le test.

• Résultats attendus : La boule de pâte à modeler coule alors que la plaque de pâte à modeler flotte.

Atelier 5 : Pour tester la rigidité d'un matériau, les élèves doivent mesurer la distance entre le sol et l'extrémité du matériau fléchi avec une règle de 1m.

Tout d'abord, ils accrochent une baguette de matériau sur un bord de table à l'aide d'un serre-joint, font un repère sur la table afin d'installer les matériaux toujours à la même distance du bord de la table. Ensuite, ils suspendent un poids au matériau (une vis installée à l'extrémité de la baguette permettra de retenir plus facilement le poids accroché à une ficelle).

Remarque : Il est important que le professeur montre précisément cette manipulation à la classe, afin que les élèves puissent la réaliser en autonomie ou sinon l'enseignant restera positionné de manière privilégiée sur cet atelier. C'est le plus complexe des 6 ateliers proposés. 

• Résultats attendus : Les distances de la plus petite à la plus grande donnent le plastique puis le bois et l'acier

Atelier 6 : Pour tester la dureté d'un matériau, il suffit de positionner un tube en PVC de 50 cm environ sur le matériau et lâcher un poinçon dans le tube toujours de la même hauteur.

Les élèves doivent mesurer le diamètre du trou réalisé par le poinçon sur le matériau.

• Résultat attendus : Les diamètres des trous du plus petit au plus grand donnent l'acier, le plastique et le bois.

Phase de conclusions :

Atelier 1 et 2 : Les différents matériaux peuvent être altérés par l'eau mais on peut aussi les protéger.

Atelier 3 et 4 : La flottabilité dépend de la nature et de la forme du matériau.

Les élèves peuvent faire la remarque qu'il y a des bateaux en métal qui flottent. Sans rentrer dans les détails de la poussée d'Archimède, le professeur peut s'appuyer sur les résultats des élèves et l'importance de la forme du matériau. Une baguette en métal coule, mais une coque en métal flotte.

Atelier 5 : Pour un bateau, il faut un matériau rigide sachant  que la hauteur mesurée doit être la plus grande possible. L'acier est le meilleur matériau des 3 matériaux testés.

Atelier 6 : Pour un bateau, il faut un matériau dur donc de par l'expérience, un diamètre du trou le plus petit possible. L'acier reste le meilleur matériau.

L'enseignant peut évaluer si les élèves réussissent à suivre le protocole de chaque atelier.Une bonne explication en amont amènera les élèves à plus d'autonomie lors des manipulations et dégagera davantage de temps pour les groupes les plus en difficultés.

15’—Retour sur les expériences : Le professeur invite les élèves à mettre en commun leurs conclusions.

15’—Synthèse de fin de séance : Le choix d'un matériau se fait en fonction des contraintes  de l'objet à fabriquer et de ses propriétés.

Pour fabriquer un bateau, il faut choisir un matériau qui n'est pas altéré par l'eau, qui flotte et qui est résistant.

D'autres contraintes interviennent également comme le coût, l'esthétique ou l'impact sur l'environnement.

Le matériau choisi ne pourra pas remplir toutes les conditions, mais il en remplira un maximum. Par exemple, le plastique flotte et n'est pas altéré par l'eau, par contre il est peu résistant.

Pour aller plus loin : Fabriquer un bateau en justifiant le choix des matériaux.