Science et technologie s1601

Aide-mémoire - Première secondaire - Science et technologie

​Voici un guide de préparation contenant toutes les notions abordées dans le cours de science et technologie de première secondaire.

L'univers vivant

L'habitat

L'habitat d'un être vivant correspond à l'endroit où une espèce donnée trouve les conditions optimales pour répondre à ses besoins essentiels. Cet habitat est dépendant des facteurs biotiques, tel que la faune, la flore et les êtres humains, et des facteurs abiotiques, comme le climat, la nature du sol, le relief ou la présence d'eau.

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Les facteurs biotiques et abiotiques

Un facteur biotique correspond aux éléments non vivants d'un milieu qui agissent sur les êtres vivants.

Un facteur abiotique représente les​​ interactions entre les êtres vivants dans un milieu.

Clique sur l'onglet ci-dessous pour avoir des exemples de facteurs biotiques et abiotiques.
Voici quelques exemples de facteurs biotiques et de facteurs abiotiques.
​Facteurs abiotiques
​Facteurs biotiques
​Climat (ensoleillement, température, précipitations, etc.)
Faune (proies, prédateurs, décomposeurs, etc.)
​Nature du sol (acidité, minéraux, humidité, etc.)
​Flore (présence de végétaux servant de nourriture ou d'abri, présence d'herbivores, etc.)
​Nature de l'eau (quantité d'oxygène, salinité, etc.)
​Êtres humains

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La niche écologique

La niche écologique représente le rôle qu'une espèce joue dans son milieu, ce qui inclut toutes les interactions (autant biotiques qu'abiotiques) se produisant dans le milieu de l'espèce.

La niche écologique se définit en cinq caractéristiques:
  1. L'habitat;
  2. Les relations avec les autres espèces (proie et prédateur);
  3. Le régime alimentaire (granivore, herbivore, carnivore);
  4. Le rythme journalier et saisonnier;
  5. Le rôle (consommateur, décomposeur, producteur).

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L'espèce

Une espèce regroupe des êtres vivants ayant des caractéristiques semblables.

Les trois caractéristiques d'une espèce sont:
  1. Les individus d'une même espèce doivent posséder des caractéristiques physiques communes.
  2. Deux individus d'une même espèce doivent pouvoir se reproduire de façon naturelle et leurs descendants doivent pouvoir survivre.
  3. Ces descendants doivent pouvoir se reproduire eux aussi.

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La population

La population représente l'ensemble des individus de la même espèce qui vivent sur un même territoire.

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La densité de population

La densité de la population représente le nombre d'individus habitant un territoire pour une surface donnée.

La densité se calcule grâce à la formule suivante:
|D = \displaystyle \frac {N}{A}|
|D| représente la densité de la population
|N| représente le nombre d'individus dans la population
|A| représente la surface totale de la population


Clique sur l'onglet ci-dessous pour avoir un exemple de calcul de la densité d'une population​.
​​On recense 147 loups dans le parc de La Vérendrye. Sachant que ce parc a une superficie de 13 615 km2, quelle la densité de la population dans ce territoire ?
​|D = ?|
|N = 147 \space loups|
|A = 13 615 km^2|
Il faut tout d'abord identifier les variables utiles pour calculer la densité de la population.
|D = \displaystyle \frac {N}{A}|
|D = \displaystyle \frac {147 \space loups}{13 615 km^2}|
|D = 0,0108 loup/km^2|

​Il faut ensuite substituer les valeurs dans la formule.
La​ ​densité de population des loups est de 0,0108 loup/km2.

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Les adaptations physiques et comportementales

Les adaptations physiques représentent des modifications d'une partie du corps ou de l'apparence d'une espèce qui lui permettent de survivre dans son milieu. Le camouflage et le mimétisme sont des exemples d'adaptations physiques.

Les adaptations comportementales représentent des modifications du comportement d'une espèce qui lui permettent de survivre dans son milieu. La migration et le phototropisme sont des exemples d'adaptations comportementales.

Les adaptations se produisent afin d'augmenter les accès à la nourriture, d'augmenter la probabilité de reproduction et de faciliter la protection de certaines espèces.

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L'évolution

L'évolution est un lent processus qui amène des modifications chez les êtres vivants, ce qui leur permet de s'adapter aux changements dans leur milieu.

L'évolution se produit en cinq étapes:
  1. Les individus de la même espèce se reproduisent.
  2. Des différences entre les individus d'une même espèce peuvent apparaître à la suite de la reproduction.
  3. La sélection naturelle va s'opérer, favorisant ceux qui sont le mieux adaptés aux changements du milieu.
  4. Les étapes 1 à 3 vont se répéter au fil des générations. Le nombre d'individus ayant les caractères adaptés au nouveau milieu augmente.
  5. L'espèce est finalement adaptée à son milieu.

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La sélection naturelle

La sélection naturelle est le mécanisme de l'évolution durant lequel les organismes les mieux adaptés survivent et se reproduisent de génération en génération.

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La taxonomie

La taxonomie est le système de classification des êtres vivants principalement basé sur les caractéristiques anatomiques et génétiques.

La taxonomie se divise en cinq règnes:

  • les animaux;
  • les végétaux;
  • les champignons;
  • les protistes;
  • les monères.

Il existe sept niveaux de classification:

  1. Le règne;
  2. L'embranchement;
  3. La classe;
  4. L'ordre;
  5. La famille;
  6. Le genre;
  7. L'espèce.

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La nomenclature

La nomenclature représente le nom donnée à une espèce. Ce nom est composé de deux mots, soit le nom de genre (qui commence avec une lettre majuscule) et le qualificatif de l’espèce (qui commence avec une lettre minuscule), tous deux écrits en latin. Un nom scientifique ne peut être utilisé que pour décrire une seule espèce à l’intérieur d’un genre.

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Les caractéristiques du vivant

Les caractéristiques du vivant représentent les propriétés qu'un organisme doit avoir pour être considéré comme vivant.

Les sept caractéristiques du vivant sont:

  1. Organisation cellulaire
  2. Échanges avec le milieu
  3. Fonction de reproduction
  4. Croissance, développement et reproduction
  5. Réaction aux stimuli
  6. Adaptation au milieu
  7. Utilisation d'énergie

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La cellule

La cellule est l'unité de base des êtres vivants. Elle assure quelques fonctions vitales, telles que la respiration cellulaire, le transport et l'élimination des déchets ainsi que les échanges avec le milieu extérieur.

La cellule végétale se distingue de la cellule animale par sa forme rectangulaire (arrondie dans la cellule animale) et par la présence de structures supplémentaires dans la cellule végétale, soit la paroi cellulosique et le chloroplaste.

Cellule animale
s1601i1.pngsource ​ ​ ​ ​​1. Membrane nucléaire
​2. Noyau
​3. Membrane cellulaire
​4. Cytoplasme
​5. Vacuole
​6. Mitochondries

Cellule végétale
​ ​ ​ ​ ​s1601i2.png
source
​1. Membrane nucléaire
​2. Noyau
​3. Membrane cellulaire
​4. Cytoplasme
​5. Vacuole
​6. Mitochondries
​7. Chloroplastes
​8. Paroi cellulosique

​Structure cellulaire
​Rôle
Membrane cellulaire
​Enveloppe la cellule.
Contrôle les échanges entre la cellule et le milieu extérieur.
​Cytoplasme​Substance gélatineuse dans laquelle sont situés les organites.
Permet le passage de diverses substances à travers la cellule.
​Membrane nucléaire
​Enveloppe le noyau.
Contrôle les échanges entre le noyau et le cytoplasme.
​Noyau​Contrôle les activités de la cellule.
​Vacuole​Agit comme un réservoir en stockant diverses substances.
​Mitochondrie​Produit de l'énergie en effectuant la respiration cellulaire.
​Chloroplaste (uniquement dans les cellules végétales)
​Contient la chlorophylle qui permet à la cellule végétale de faire la photosynthèse.
​Paroi cellulosique (uniquement dans les cellules végétales)
​Permet une meilleure rigidité de la cellule en entourant la membrane cellulaire.

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La reproduction asexuée

La reproduction asexuée est un mode de reproduction durant lequel un individu fait une copie de lui-même. Ce type de reproduction a pour avantage de ne pas avoir besoin de l'apport d'un partenaire et de se faire rapidement et efficacement.

Toutefois, les descendants auront le même bagage génétique, puisque ce sont des clones. De plus, l'adaptation se fait difficilement et lentement.

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La reproduction sexuée

La reproduction sexuée est un mode de reproduction qui nécessite la rencontre entre la cellule sexuelle mâle, le spermatozoïde, et le gamète femelle, l'ovule. Ce mode de reproduction permet d'obtenir un descendant différent et de transmettre à ce descendant les caractéristiques favorisant l'adaptation.

Toutefois, ce mode de reproduction est plus complexe puisqu'il nécessite la recherche d'un(e) partenaire et d'une fécondation, ce qui amène une grande dépense d'énergie.

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La reproduction chez les végétaux

La reproduction asexuée chez les végétaux se produit de deux façons différentes. 

  • Le marcottage est le procédé par lequel une tige d'une plante s'enracine dans le sol sans se détacher de la plante-mère.
  • Le bouturage est le procédé par lequel un morceau d'une plante se détache de la plante-mère et s'enracine pour donner une nouvelle plante.

La reproduction sexuée chez les végétaux se produit par pollinisation. Le pollen (cellule sexuelle mâle) est transporté jusqu'à l'ovule (cellule sexuelle femelle) pour que ce dernier soit fécondé. Lorsque la fleur est fécondée, des graines sont formées et le fruit se développe.

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La reproduction chez les animaux

La reproduction chez les animaux se fait majoritairement de façon sexuée. La reproduction se produit en quatre étapes:

  1. L'accouplement
  2. La fécondation (interne ou externe)
  3. Le développement de l'embryon
  4. La croissance et le développement

La fécondation interne se produit à l'intérieur du corps de la femelle. Elle nécessite un accouplement entre le mâle et la femelle.

La fécondation externe se produit à l'extérieur du corps de la femelle. La femelle dépose ses oeufs non-fécondés pour que le mâle les asperge de sa semence. Cette fécondation ne nécessite pas d'accouplement.

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Le développement de l'embryon

Le développement de l'embryon se fait de trois façons distinctes.

  • Le développement chez les vivipares se fait lorsque l'embryon se développe à l'intérieur de la femelle, les deux étant reliés ensemble lors du développement de l'embryon.
  • Le développement chez les ovipares se fait lorsque l'embryon se développe entièrement à l'extérieur de la femelle, à l'intérieur d'un oeuf dans lequel toutes les substances nutritives se trouvent.
  • Le développement chez les ovovivipares se faire dans un oeuf qui se développe dans le corps de la femelle jusqu'à son éclosion.

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L'univers matériel

La matière

La matière représente tout ce qui possède une masse et un volume. La matière est composée d'atomes, des petites billes minuscules qui sont arrangées de différentes façons selon l'état de la matière.

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Les états de la matière

Les états de la matière correspondent au niveau d'organisation des particules qui constituent la matière. Il existe trois états.

​État Représentation
​Forme ​Volume ​Compressibilité ​Liaison entre les particules
​Solide s1601i29.JPG​Définie​Défini​Incompressible​Particules fortement liées
​Liquide s1601i30.JPG​Indéfinie​Défini​Incompressible​Particules faiblement liées
​Gazeuxs1601i31.JPG​Indéfinie​Indéfini​Compressible​Aucune liaison entre les particules

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    Les changements de phase

    Les changements de phase correspondent au passage d'un état de la matière à un autre. Ces changements se font sous une augmentation ou une diminution de la température.

    Le diagramme suivant représente les changements de phase entre les différents états de la matière.

    s1601i3.JPG 

    Les changements de phase se produisent en diverses étapes.

    • Au départ (1), la substance se retrouve à l'état solide.
    • Lorsqu'elle atteint le point de fusion (2), la substance atteint un plateau durant lequel la substance à l'état solide se transforme complètement vers l'état liquide.
    • Elle se retrouve ensuite complètement à l'état liquide (3).
    • Elle atteint ensuite le point d'ébullition (4). La substance entre dans un nouveau plateau durant lequel la substance à l'état liquide se transforme à l'état gazeux.
    • La substance atteint l'état gazeux (5)

    s1601i4.JPG

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      La masse

      La masse est une mesure de la quantité de matière que contient un objet ou une substance. Elle se mesure en grammes (g) ou en kilogrammes (kg). Il faut utiliser une balance à fléaux pour déterminer la masse d'une substance.

      Deux objets ayant des volumes semblables n'auront pas nécessairement la même masse.

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      Le volume

      Le volume représente la mesure de l'espace à trois dimensions occupé par une substance.

      Le volume se mesure en millilitre (ml), en litres (L) ou en centimètres cubes (cm3). Il est possible de transformer une mesure dans ces diverses unités: par exemple, 100 ml représente également 100 cm3 ou 0,100 L.

      Pour mesurer le volume, plusieurs instruments de mesure peuvent être utilisés.

      • Un cylindre gradué peut être utilisé si la substance est à l'état liquide.
      • Une règle peut être utilisée pour une substance solide régulière.
      • Un cylindre gradué et de l'eau peuvent être utilisés pour une substance solide irrégulière (technique de déplacement d'eau).

      Deux objets ayant des masses semblables n'auront pas nécessairement le même volume.

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      La température et la chaleur

      La température est la mesure du degré d'agitation des particules. Elle se mesure en degrés Celsius (ºC).

      La chaleur représente la quantité d'énergie apportée à une substance. Ainsi, lorsqu'on chauffe une substance, les particules s'agitent davantage, ce qui résulte en une augmentation de la température.

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      La dilatation thermique des corps

      La dilatation thermique est le phénomène au cours duquel la matière augmente de volume lorsque la température augmente. La dilatation se produit en raison de l'agitation plus grande des particules, ce qui les amène à prendre plus d'espace.

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      Les propriétés non caractéristiques

      Les propriétés non caractéristiques représentent des propriétés qui ne permettent pas d'identifier précisément des substances.

      La masse, le volume et la couleur sont des exemples de propriétés non-caractéristiques.

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      Les propriétés caractéristiques

      Une propriété caractéristique représente une propriété qui aide à l'identification d'une substance ou d'un groupe de substances.

      Le point de fusion, la masse volumique et l'acidité d'une substance représentent des propriétés caractéristiques.

      Les propriétés caractéristiques permettent de définir l'utilisation qui sera faite d'une substance. Par exemple, les métaux seront choisis dans la fabrication d'outils de cuisson, car ils conduisent la chaleur (conductibilité thermique).

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      L'acidité et la basicité

      Une substance acide est une substance qui, lorsqu'elle est dissoute dans l'eau, possède les propriétés suivantes:

      • Elle a un goût aigre.
      • Elle produit une réaction d'effervescence en présence d'un métal.
      • Elle conduit le courant électrique.
      • Elle rougit le papier tournesol bleu.

      Les produits de consommation tels que le jus de citron ou les boissons gazeuses sont des substances acides.

      Une substance basique est une substance qui, lorsqu'elle est dissoute dans l'eau, possède les propriétés suivantes:

      • Elle a un goût amer.
      • Elle a une texture visqueuse
      • Elle conduit le courant électrique.
      • Elle bleuit le papier tournesol rouge.

      Les produits nettoyants tels que l'eau de javel ou l'ammoniac sont des substances basiques.

      Une substance qui n'est pas acide ou basique est une substance neutre.

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      Les mélanges

      Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances. Les propriétés de ce mélange dépendent des substances qui le composent. 

      Les mélanges se divisent en deux catégories.

      • Les mélanges homogènes sont des mélanges dans lesquels on ne distingue pas les constituants. Il n'y a qu'une seule phase visible.

      Clique sur l'onglet ci-dessous pour avoir des exemples de mélanges homogènes.

      L'eau sucrée et l'acier sont des mélanges homogènes.

      • Les mélanges hétérogènes sont des mélanges dans lesquels il est possible de distinguer les constituants. Il y a donc au moins deux phases visibles.

      Clique sur l'onglet ci-dessous pour avoir des exemples de mélanges hétérogènes.

      L'eau avec du sable et les céréales au lait sont des mélanges hétérogènes.

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      Les solutions

      Une solution est un mélange homogène dans lequel un soluté (substance en plus petite quantité) a été dissout dans un solvant (substance en plus grande quantité). Lorsque le solvant est l'eau, on nomme le mélange solution aqueuse.

      Les propriétés des solutions sont les suivantes:

      • Elles ne possèdent qu'une seule phase autant d'un point de vue macroscopique (à l'oeil nu) que microscopique (au microscope).
      • Elles sont translucides, ce qui signifie qu'elles laissent passer la lumière.

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      La séparation des mélanges

      La séparation des mélanges consiste à retirer une substance d'un mélange. Il existe diverses techniques de séparation des mélanges.

      ​Type de séparation
      Substances à séparer
      ​Représentation
      ​Sédimentation et décantation
      • ​Séparer un solide d'un liquide
      • Séparer deux liquides non miscibles
      s1601i6.jpg
      ​Centrifugation
      • Séparer un solide d'un liquide
      • Séparer deux liquides non miscibles
      s1601i10.jpg
      source
      ​Tamisage
      • ​Séparer des constituants solides plus gros que d'autres
      s1601i9.jpg
      source
      ​Filtration
      • ​Séparer un solide d'un liquide
      • Séparer un gaz d'un solide
      s1601i7.jpg
      ​Évaporation
      • ​Séparer un solide d'un liquide
      • Séparer un liquide d'un autre liquide (que ce soit un mélange homogène ou hétérogène)
      s1601i5.png
      source
      ​Distillation
      • ​Séparer un solide d'un liquide
      • Séparer un liquide d'un autre liquide (que ce soit un mélange homogène ou hétérogène)
      s1601i8.jpg
      source

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      L'univers Terre et espace

      La structure interne de la Terre

      La structure interne de la Terre est composée de trois grandes parties.

      • Le noyau est la partie située au centre de la Terre. Il est formé par un noyau externe (à l'état liquide) et un noyau interne (à l'état solide).
      • Le manteau est la partie la plus épaisse de la Terre. Il est formé d'un manteau supérieur (à l'état solide) situé sous la croûte terrestre, alors que le manteau inférieur, formé par le magma (état visqueux), se trouve au-dessus du noyau.
      • La croûte terrestre est la partie externe de la Terre. Elle se divise en une croûte continentale, qui correspond aux continents, et en une croûte océanique, qui correspond aux fonds des océans.

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      La lithosphère

      La lithosphère est l'enveloppe externe de la Terre formée de la croûte terrestre et de la partie supérieure du manteau.

      La lithosphère est essentielle pour les êtres humains puisqu'elle leur permet d'assurer leur survie, notamment par la croissance des végétaux et par la construction des maisons.

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      Le relief

      Le relief représente l'ensemble des formes présentes sur la surface terrestre.

      Il existe différents types de reliefs qui ont chacun leur utilité pour l'être humain.

      ​Relief ​Description ​Exemple d'utilisation pour l'être humain
      ​Plateaux​Grande plate-forme d’altitude plus ou moins élevée et où le relief est peu accidenté.Exploitation minière
      ​Boucliers​Partie très ancienne de relief qui a l'apparence d'un plateau légèrement bombé.​Industrie forestière
      ​Plaines​Région plate présentant peu de dénivellation. ​Agriculture
      ​Collines​Relief généralement modéré et relativement peu étendu qui s'élève au-dessus d'une plaine ou d'un plateau.​Installation d'éoliennes
      ​Montagnes​Reliefs qui s'élèvent très haut. ​Ski alpin
      ​Vallées​Creux situés entre deux montagnes. ​Construction de villes

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      L'hydrosphère

      L'hydrosphère représente l'ensemble des eaux de la Terre. La surface de la Terre est couverte à plus de 70 % d'eau. L'eau des océans et des mers représente une grande proportion de l'eau salée sur Terre, qui totalise 97 % de l'eau sur Terre. L'eau des lacs, des glaciers et les eaux souterraines représente l'eau douce et fournit 3 % de l'eau sur la surface de la Terre.

      L'eau se déplace continuellement dans l'atmosphère, notamment lorsqu'elle s'évapore en raison de la chaleur du Soleil. Elle participe ainsi à la régulation de la température sur la surface terrestre et contribue à de nombreux phénomènes météorologiques.

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      L'atmosphère

      L'atmosphère représente l'enveloppe d'air qui entoure la Terre. Elle est formée de quatre couches distinctes.

      ​Couche de l'atmosphère
      ​Description Relations entre l'être humain et la couche
      ​Troposphère​Couche la plus près de la surface de la Terre.
      Couche qui contient la plus grande partie de l'air.
      ​Phénomènes météorologiques

      Déplacement des avions
      ​Stratosphère​Deuxième couche à partir de la surface de la Terre.
      ​Couche d'ozone

      ​Mésosphère​Troisième couche en partant du sol.
      ​Étoiles filantes (météores)
      ​Thermosphère​Couche la plus éloignée de la surface de la Terre.
      ​Aurores polaires
      Satellites

      L'air se compose principalement des gaz suivants:

      • 78 % d'azote, ou diazote;
      • 21 % d'oxygène, ou dioxygène;
      • 0,97 % d'autres gaz, comme la vapeur d'eau ou l'argon;
      • 0,03 % de gaz carbonique (dioxyde de carbone).

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      Les plaques tectoniques

      ​Les plaques tectoniques sont de grands morceaux de la lithosphère qui se déplacent en surface du manteau terrestre.

      Ces plaques sont en mouvement continuel. Au cours de leur déplacement, les plaques peuvent amener divers phénomènes.

      ​Phénomène ​Description ​Conséquence ​Représentation
      ​Collision entre deux plaques
      ​La plaque la plus dense plonge dans le manteau où elle fondera alors que la plaque la moins dense demeure en surface.Formation de montagnes
      Formation de volcans
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      source
      ​Éloignement entre deux plaques
      ​L'éloignement des plaques se déroule principalement dans les fonds océaniques. Le magma remonte à la surface et redevient solide. ​Formation de dorsales océaniques (chaîne de montagnes sous-marines)

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      source
      ​Frottement entre deux plaques
      ​Deux plaques glissent parallèlement l'une contre l'autre, dégageant une grande quantité d'énergie.
      ​Tremblements de terre
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      source

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      L'orogénèse

      L'orogénèse représente l'ensemble des processus qui entraînent la formation de montagnes.

      Les montagnes peuvent être formées par différents phénomènes:

      • Lorsqu'il y a une collision entre deux plaques, il se forme une chaîne de collision.
      • Lorsqu'une plaque passe en dessous de l'autre, la zone de subduction formée amène la création de la cordillère.
      • Lorsqu'une plaque passe au-dessus d'un point chaud, elle amène la formation d'une colline.
      • Lorsqu'un volcan s'éteint, il devient une montagne.
      • Lorsque deux plaques s'éloignent, les dorsales océaniques formées entraînent la création de chaîne de montagnes sous-marines.

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      Les volcans

      Un volcan est une ouverture qui se forme dans la croûte terrestre par lequel divers matériaux solides, liquides et gazeux sont expulsés pour atteindre la surface de la Terre.

      Une éruption volcanique se produit en quelques étapes:

      1. Le magma se fraie un chemin dans la lithosphère.
      2. Il s'accumule dans la chambre magmatique, créant ainsi une augmentation de la pression.
      3. Lorsque la pression à l'intérieur du volcan devient trop forte, le magma est expulsé à l'extérieur du volcan. Une explosion accompagnée d'un tremblement de terre annonce l'arrivée de l'éruption.
      4. La majorité du magma passe par la cheminée principale, alors qu'une partie peut également se frayer un chemin par des cheminées secondaires.
      5. Lorsque le magma atteint l'air, il sort du cratère sous forme de lave.

      La majorité des volcans sont situés le long de la ligne de rencontre de différentes plaques tectoniques. La ceinture de feu, située dans l'océan Pacifique, est un exemple de ligne de rencontre sur laquelle plus de 1500 volcans actifs sont présents.

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      Les tremblements de terre

      Un tremblement de terre est une vibration du sol causée par le dégagement d'énergie dans la lithosphère.

      Un tremblement de terre peut être causé par le mouvement des plaques lithosphérique ou par une éruption volcanique.

      Le foyer d'un tremblement de terre est l'origine du tremblement de terre. La faille est la cassure dans la lithosphère que se produit par la libération d'énergie dans le tremblement de terre. L'épicentre est l'endroit sur la surface de la terre situé juste au-dessus du foyer.

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      L'érosion

      L'érosion est l'usure de la surface de la terre par divers agents.

      L'érosion peut être provoquée par:

      • l'eau, dont les vagues qui touchent le sol ou la pluie;
      • le gel et le dégel, par l'eau qui s'infiltre dans les montagnes et qui, lors d'un gel, entraîne une fissure dans la roche;
      • le vent, comme lors des tempêtes de sable qui déforment les roches;
      • la gravité, notamment lors d'avalanches;
      • les êtres humains, notamment lorsque ces derniers font de l'exploitation minière ou de la déforestation de masse.

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      Le cycle de l'eau

      Le cycle de l'eau représente la circulation naturelle de l'eau dans les différents états sur la surface de la Terre.

      Le cycle de l'eau est représenté par le schéma suivant.

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      Source

      Les différentes étapes sont décrites ci-dessous.

      • L'évaporation se produit lorsque l'eau liquide sous transforme en vapeur d'eau sous l'effet de la chaleur du Soleil.
      • La transpiration (ou évapotranspiration) se produit lorsque de l'eau s'évapore des êtres vivants.
      • La vapeur d'eau se condense en se refroidissant pour amener la formation de nuages.
      • Les précipitations surviennent ensuite lorsque l'eau dans les nuages retournent au sol.
      • L'eau circule à la surface du sol (ruissellement) ou elle pénètre dans le sol (infiltration). Lorsque l'eau entre dans le sol, elle crée des nappes d'eau souterraine (nappes phréatiques).

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      Les propriétés de la lumière

      La lumière est une forme d'énergie rayonnante pouvant être détectée par l'oeil.

      Il existe des propriétés importantes de la lumière.

      • La lumière se déplace en ligne droite. Lorsqu'elle entre en contact avec un obstacle, elle est arrêtée, ce qui amène la formation d'une zone d'ombre.
      • La lumière est réfléchie par différentes surfaces. Ainsi, les rayons réfléchis atteignent l'oeil, ce qui permet aux êtres humains d'observer les objets qui l'entourent.

      Les propriétés de la lumière permettent d'expliquer de nombreux phénomènes astronomiques, tels que le cycle du jour et de la nuit, les phases de la lune, les saisons et les éclipses.

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      Le cycle du jour et de la nuit

      Le cycle du jour et de la nuit est expliqué par:

      • la rotation de la terre, qui se fait en 24 heures, d'ouest en est;
      • la propagation de la lumière en ligne droite, qui ne permet d'éclairer qu'une moitié de la surface de la Terre en même temps.

      L'inclinaison de la Terre est un autre facteur qui influence la durée du jour et de la nuit. Ainsi, lors des journées d'été, l'inclinaison fait en sorte que la durée du jour est plus grande que la durée de la nuit, alors que l'opposé se produit durant l'hiver. Aux équinoxes, la durée du jour et de la nuit sont égales.

      Les régions près de l'équateur ont des durées du jour et de la nuit presque égales à la longueur de l'année.

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      Les saisons et la révolution de la Terre

      Les saisons s'expliquent par les phénomènes suivants:

      • la révolution de la Terre, soit le mouvement de la Terre autour du Soleil, qui se produit en 365,25 jours;
      • l'inclinaison de l'axe de la rotation de la Terre, qui est d'environ 23º, fait en sorte qu'à certains moments, un hémisphère de la Terre sera davantage réchauffé par le Soleil.

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      source

      Les saisons sont inversées entre l'hémisphère Nord et l'hémisphère Sud. De plus, les régions près de l'équateur ne ressentent pas les effets des saisons.

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      Les phases de la Lune

      Les phases de la Lune représentent les parties de la Lune éclairées par le Soleil telles qu'observées sur Terre. Les phases de la Lune s'expliquent par les phénomènes suivants:

      • la révolution de la Lune, qui tourne autour de la Terre en environ 28 jours;
      • la propagation de la lumière en ligne droite, ce qui ne permet d'éclairer qu'une partie de la Lune;
      • la réflexion diffuse de la lumière, car la Lune peut être observée uniquement en raison de la lumière du Soleil qui est réfléchie sur la surface lunaire.

      s1601i16.jpg 

      Source 

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      Les éclipses

      Les éclipses représentent la disparition totale ou partielle d'un astre qui passe dans une zone d'ombre créée par un autre astre.

      Il existe deux types d'astres:

      • L'éclipse solaire, qui se produit lorsque la Lune se situe entre le Soleil et la Terre, et qu'elle produit une zone d'ombre ou de pénombre sur la surface de la Terre.

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      Source 

      • L'éclipse lunaire, qui se produit lorsque la Terre se situe entre le Soleil et la Lune, et qu'elle produit une zone d'ombre ou de pénombre dans laquelle passe la Lune.

      s1601i18.png 

      Source 

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      L'univers technologique

      Le schéma de principe

      Un schéma de principe est un dessin simplifié d'un objet qui représente le fonctionnement de cet objet technique.

      Un schéma de principe comporte généralement les éléments suivants:

      • la représentation simplifiée et le nom des pièces qui entrent en jeu dans le fonctionnement de l'objet technique;
      • les forces qui permettent à l'objet de fonctionner;
      • les mouvements des pièces qui sont engendrés par ces forces;
      • les guidages et les liaisons utiles à la compréhension du fonctionnement de l'objet.

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      Le schéma de construction

      Le schéma de construction est un dessin simplifié d'un objet qui représente les matériaux utilisés dans la fabrication d'un objet technique.

      Un schéma de construction comporte généralement les éléments suivants:

      • les pièces ou un ensemble de pièces formant l'objet technique, représentées par des couleurs différentes;
      • les noms des pièces;
      • les matériaux;
      • les organes de liaison ou de guidage, si nécessaire.

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      Les types de mouvements

      Un mouvement représente un changement de position d'un objet par rapport à un point de référence.

      Il existe trois types de mouvement.

      ​Types de mouvement
      ​Définition ​Sens
      ​Symboles normalisés
      ​Translation rectiligne
      ​Mouvement d'un objet en ligne droite.
      ​Unidirectionnel
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      ​Bidirectionnels1601i20.jpg
      ​Rotation ​Mouvement d'un objet selon une trajectoire circulaire.
      ​Unidirectionnels1601i21.jpg
      ​Bidirectionnels1601i22.jpg
      Hélicoïdal​Mouvement d'un objet qui se déplace le long d'un axe tout en tournant autour de cet axe.
      ​Bidirectionnels1601i23.jpg

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      Les types de forces et leurs effets

      Une force est une action qui peut changer la forme d'un objet ou en modifier l'état de mouvement.

      Il existe cinq types de forces.

      Type de force Description Symbole
      CompressionForce qui est appliquée de façon à pousser ou à écraser un objet.
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      Traction (ou extension)
      Force qui est appliquée de façon à tirer ou à étirer un objet. s1601i25.PNG
      TorsionForce qui est appliquée de façon à tordre un objet. s1601i26.PNG
      FlexionForce qui est appliquée de façon à plier ou à courber un objet. s1601i27.PNG
      CisaillementForce qui est appliquée de façon à briser ou à déchirer un objet. s1601i28.PNG

      Lorsqu'une de ces forces est appliquée sur un objet, différents effets peuvent survenir.
      Effet
      ​Définition
      ​Déformation ​​Déformation temporaire (élastique)
      Déformation qui survient lorsqu'un objet change de forme, mais qui reprend sa forme lorsque la force initiale est retirée.
      ​Déformation permanente
      ​Déformation qui survient lorsqu'un objet change de forme, et qui ne reprend pas sa forme lorsque la force initiale est retirée.
      ​Modification du mouvement
      ​Modification de l'état de repos ou du mouvement initial
      ​Modification appliquée sur un objet qui met en mouvement un objet initialement au repos ou qui change la direction d'un objet déjà en mouvement.

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      La liaison

      La liaison est un assemblage de deux ou plusieurs pièces dans un objet technique. La liaison est assurée par la présence d'un organe de liaison qui permet de maintenir les pièces ensemble.

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      Le guidage

      Le guidage est le dispositif qui permet de contrôler ou diriger les mouvements d'un objet technique ou d'une des pièces de l'objet technique.

      Il existe trois types de guidage.

      Type de guidage Description
      TranslationGuidage qui permet à une pièce de se déplacer en ligne droite.
      Rotation
      Guidage qui permet à une pièce de tourner autour d'un axe.
      HélicoïdalGuidage qui permet à une pièce d'effectuer un mouvement en translation tout en tournant autour d'un axe.

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      Les matières premières, les matériaux et le matériel

      Les matières premières représentent les substances que l'on retrouve dans la nature et qui seront transformées pour être utilisés dans la fabrication d'objets techniques.

      Les matériaux représentent les substances obtenues à la suite d'une transformation d'une matière première et qui est prête à être utilisée dans un objet technique.

      Le matériel représente les outils utilisés dans la fabrication d'objets techniques.

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      Le cahier de charges

      Le cahier de charges est un document qui explique la fonction d'un objet ainsi que les contraintes à respecter lors de la construction de cet objet.

      Il existe plusieurs types de contraintes.

      Contraintes Description
      PhysiqueContraintes liées aux éléments naturels (eau, air, soleil, etc.) qui peuvent avoir une action sur l'objet technique.
      TechniqueContraintes liées aux autres objets techniques qui seront en contact avec l'objet à fabriquer.
      IndustrielleContraintes liées à la production en série de l'objet.
      ÉconomiqueContraintes liées à l'aspect financier de l'objet.
      HumaineContraintes liées à l'utilisation et à l'apparence de l'objet.
      EnvironnementaleContraintes liées aux effets potentiels de l'objet sur l'environnement.

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      Les vidéos
      Les exercices
      Les références