Atelier A01 :

Préparer l'observation de l'éclipse du 11 Août 1999

Présentation

- Objectifs :

Préparer nos élèves à l'observation de l'éclipse sous tous ses aspects (l'explication du phénomène, l'observation et la photographie du Soleil, la réalisation d'une maquette, l'utilisation de logiciels et d'Internet)

- Principe :

L'éclipse de soleil qui sera visible en France le 11 août 1999 aura une durée totale de 2 h 40 min pour les points situés sur la ligne de centralité, mais le phénomène le plus spectaculaire d'éclipse totale ne durera que 2 min 18 s.

Afin de profiter au mieux de cet événement il est indispensable de s'y préparer.

L'observation et la photographie du Soleil

Pour préparer l'observation de l'éclipse du 11/08/99, on peut étudier le Soleil avec ses élèves pendant l'année qui précède. Cette activité demande de grandes précautions, le rayonnement solaire étant particulièrement intense. Il faut en particulier toujours utiliser un filtre. Et les filtres prévus pour observer à l'oeil nu ne sont pas les mêmes que ceux que l'on mettra devant un télescope. Les taches solaires peuvent s'observer par projection, la solution sans danger, ou derrière un télescope si l'on dispose d'un bon filtre. Elles peuvent aussi être photographiées. Il faudra alors disposer d'une lunette ou d'un télescope. Les relevés ou photographies pourront être exploités pour déterminer la période de rotation du Soleil.

Il faudra aussi préparer les élèves à l'observation de cette éclipse. Les services d'ophtalmologie seront sûrement débordés les jours qui suivront le 11 août.

Pour la phase partielle : il faut absolument éviter les filtres insuffisants type lunette de soleil ; utiliser plutôt les verres de soudeur (n14), les lunettes de protection en mylar de qualité, l'observation par projection avec un instrument, ou encore, reprenant une expérience décrite par Képler, un simple disque en carton percé d'un trou d'un mm qui donne sur un écran blanc l'image du Soleil éclipsé. Pour ceux qui voudraient faire des photos, on prend les mêmes techniques que pour les taches solaires. On peut exploiter ensuite ces photos ou des relevés de la phase partielle pour en déduire la distance de la Lune si on dispose d'autres photos ou relevés réalisés à la même heure dans une autre ville.

Phase totale : on observe à ce moment sans filtre. On pourra admirer les grains de Baily, la chromosphère avec ses protubérances, la couronne solaire, les ombres volantes... Pour les photographier, là encore nul besoin de filtre. Un objectif de 50 mm permettra de faire des photos d'ambiance avec les planètes et étoiles brillantes ainsi que la couronne. Il faut un téléobjectif, une lunette ou un télescope pour avoir quelques détails dans la couronne interne ou les protubérances.

Attention, dès la fin de la totalité, il faut tout de suite remettre les filtres pour observer !

Dernière chose à savoir : le spectacle d'une éclipse totale est un spectacle inoubliable pour ceux qui ont eu la chance d'y assister. Si vous passez la durée de la totalité à photographier, vous risquez de perdre la majeure partie du spectacle...

Une maquette pour simuler l'éclipse du 11 août 1999 a été construite par chaque stagiaire.

Cette maquette permet de passer du point de vue d'un observateur terrestre à un point de vue extérieur à la Terre. Elle est constituée d'un Soleil (un disque de papier jaune), d'une Lune qui se déplace d'Ouest en Est grâce à une manette, et d'une carte d'Europe collée sur plexiglas et percée en différents endroits.

En plaçant la Lune dans une position donnée correspondant à une heure donnée, 10h40 T.U. par exemple, on peut vérifier qu'une personne située au Havre observe le Soleil totalement éclipsé alors qu'à Bucarest ou à Alger, la Lune n'en cache qu'une partie.

On peut aussi observer le phénomène depuis une ville donnée. On verra par exemple qu'à Dijon le Soleil commencera à être éclipsé aux alentours de 9h05, qu'à 10h25 il n'en restera plus qu'un faible croissant et que l'éclipse se terminera vers 11h50.

Réinvestissement en classe

1) Vitesse de déplacement de l'ombre :

- utiliser la loi de composition des vitesses (Première S en sciences expérimentales)

- déduire la vitesse de l'ombre à partir des heures de passage de l'ombre (Collège : math, sciences physiques, de la 5ème à la 3ème)

- évaluer les distances à l'aide d'une carte / travail sur l'échelle (Collège : math en 5ème)

2) Éclipse :

- présenter le phénomène à partir de documents (film, photo ...)(Tous niveaux)

- comprendre le phénomène (Collège : math, sciences physiques en 4ème et Seconde)

- comprendre ce que représente le terme "grandeur d'une éclipse" (Collège : math, sciences physiques en 4ème ; Seconde en sciences physiques)

- calculer la longueur du cône d'ombre et la distance Terre-Lune pour qu'il y ait éclipse (Collège : math, sciences physiques en 4ème ; Seconde en sciences physiques)

3) Réalisation de maquette :(Club ; Collège:technologie)

4) Exploitation de la maquette :

- présenter le phénomène (Tous niveaux)

- déterminer l'heure de l'éclipse en un lieu donné ou le lieu de l'éclipse à une heure donnée (Collège, sciences physiques : 4ème - Club)

5) Sensibilisation au danger pour les yeux (Tous niveaux et notamment en Seconde, lors de l'étude de l'oeil en sciences physiques)

6) Préparation à l'observation de l'éclipse

- Présenter les phénomènes principaux à observer :

- Se protéger (chapeaux, hydratation ...)

(Tous niveaux)

7) La photographie :

- apprendre le fonctionnement d'un appareil photographique et son utilisation
(École élémentaire ; Première S en sciences expérimentales, Première L ; Club)

- étudier la lunette astronomique
Terminale S (spécialité)

8) Logiciels de simulation, Internet :

Ces outils peuvent être utilisés pour illustrer les cours ou comme supports de recherche documentaire à tous les niveaux.

Éléments bibliographiques

- L'éclipse totale du 11 août 1999, Cahiers Clairaut n 50, Michel Toulmonde.
- Les prochaines éclipses de Soleil en France, Cahiers Clairaut n 80, Michel Toulmonde.