Signal et information
Cycle 3 – CM1
• Partie théorique :
Le signal est une grandeur physique, dotée d’une unité et donc mesurable.
Le signal permet de transmettre une information. Pour cela, il faut un émetteur et un récepteur.
L’information est un message, c’est la signification du signal.
Il existe une multitude de signaux : des signaux échangés entre êtres vivants, des signaux échangés entre objets techniques et des signaux échangés entre être vivants et objets techniques.
Pour transformer un signal en une information, il faut une action que l’on appelle traitement.
Pour qu’il y ait communication, trois éléments sont indispensables : - un émetteur, qui délivre un signal porteur de l’information
- un récepteur qui reçoit le signal et décode l’information que ce signal contient - et une transmission (nature du signal, contient une information)
La nature du signal : visuel, sonore, olfactif, ou ondes radio)
La nature de l’information : interdiction, appel, chaud, froid, batterie, fin de la cuisson, fin de la récréation… = avertir, communiquer
• Prérequis :
Energie - Circuit électrique - Objets techniques
• Intentions pédagogiques :
(Eduscol – Mettre en œuvre son enseignant dans la classe)
À l’école élémentaire, la notion de signal ne peut avoir de sens que si elle est abordée à travers des exemples de situations de la vie quotidienne des élèves. L’objectif de cette séquence est de leur faire prendre conscience qu’ils mettent en œuvre des actions automatiques lorsqu’un signal familier leur parvient. Instinctivement, l’information codée qui leur parvient d’une façon ou d’une autre (sonore, visuelle…) a une signification pour eux. Le signal qu’ils entendent ou voient véhicule un message, une information.
Ainsi, ils comprennent qu’un signal est porteur d’information. Ensuite, il convient d’identifier avec les élèves les différents types de signaux qu’ils rencontrent quotidiennement, qu’ils soient sonores, lumineux ou olfactifs et d’expliciter le message associé.
Lorsque les élèves sont en mesure d’identifier le type de signal et d’en comprendre sa signification, le schéma émetteur/information véhiculée/récepteur peut être identifié. Par extension, les élèves sont en mesure de comprendre que les objets techniques reçoivent également des signaux, qu’ils codent et décodent pour véhiculer une information porteuse de sens pour l’utilisateur (quand je tape sur le clavier de l’ordinateur une lettre, il associe un code ou signal informatique que la machine « comprend » et qui nous sera retransmis sur l’écran sous la forme de la lettre demandée). Le lien avec le thème 4 « Matériaux et objets techniques » contribue à l’étude de cette notion
• Programme + Socle commun de connaissances, de compétences et de culture :
Sciences – Matière, mouvement, énergie, information Compétence : Identifier un signal et une information
- Identifier différentes formes de signaux (sonores, lumineux, radio…)
- Nature d’un signal, nature d’une information, dans une application simple de la vie courante
Introduire de façon simple la notion de signal et d’information en utilisant des situations de la vie courante : feux de circulation, voyant de charge d’un appareil, alarme sonore, téléphone)
Sciences Socle commun de connaissances, de compétences et
de culture Pratiquer des démarches scientifiques et
technologiques
Proposer, avec l’aide du professeur, une démarche pour résoudre un problème ou répondre à une question de nature scientifique ou technologique : - formuler une question ou une problématique scientifique ou technologique simple
- proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question ou un problème
- proposer des expériences simples pour tester une hypothèse
- interpréter un résultat, en tirer une conclusion - formaliser une partie de sa recherche sous une forme écrite ou orale
Domaine 4 : Les systèmes naturels et les systèmes techniques
Démarches scientifiques
Conception, création, réalisation
Responsabilités individuelles et collectives
Concevoir, créer et réaliser
Repérer et comprendre la communication et la gestion de l’information
Domaine 4 : Les systèmes naturels et les systèmes techniques
Démarches scientifiques
Conception, création, réalisation
Responsabilités individuelles et collectives S’approprier des outils et des méthodes
Garder une trace écrite ou numérique des recherches, des observations et des expériences réalisées
Organiser seul ou en groupe un espace de réalisation expérimentale
- Effectuer des recherches bibliographiques simples et ciblées. Extraire les informations pertinentes d’un document et les mettre en relation pour répondre à une question
Domaine 2 : Les méthodes et outils pour apprendre Organisation du travail personnel
Coopération et réalisation de projets
Démarches de recherche et de traitement de l’information
Pratiquer des langages
Rendre compte des observations, expériences, hypothèses, conclusions en utilisant un vocabulaire précis
Exploiter un document constitué de divers supports Utiliser différents modes de représentation formalisés Expliquer un phénomène à l’oral et à l’écrit
Domaine 1 : Les langages pour penser et communiquer
Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit
Comprendre, s’exprimer en utilisant le langage scientifique
Adopter un comportement éthique et responsable Relier des connaissances acquises en sciences et technologie à des questions de santé, de sécurité et d’environnement
Mettre en œuvre une action responsable et citoyenne,
Domaine 3 : La formation de la personne et du citoyen Expression de la sensibilité et des opinions, respect des autres
La règle et le droit
individuellement ou collectivement, en et hors milieu scolaire
Réflexion et discernement
Responsabilité, sens de l’engagement et de l’initiative Se situer dans l’espace et dans le temps
Replacer des évolutions scientifiques et technologiques dans un contexte historique, géographique,
économique et culturel
Se situer dans l’environnement et maîtriser les notions d’échelle
Domaine 5 : Les représentations du monde et l’activité humaine
Organisations et représentations du monde
• Transversalité :
-
L’éducation à la sécurité routière du cycle 1 au cycle 3
Acquérir des comportements qui permettent de se protéger des dangers de la circulation et tenir compte des autres usagers de l’espace routier.
L’apprentissage des règles de sécurité routière par les élèves relève de plusieurs registres de compétences pour l’élève piéton, passager ou rouleur.
L’Attestation de Première Education à la Route (APER) est délivrée au cycle 3.
Cycle 3 :
Les élèves construisent des parcours en utilisant des panneaux de signalisation.
Leurs camarades réalisent les parcours et les binômes jouent le rôle de gendarmes.
A partir d’un plan en version papier ou numérique, ou lors d’une sortie avec plan, demander aux élèves de placer la signalisation appropriée (intersection de routes, passages piéton…)
A partir d’images ou de photos, faire identifier et nommer les différents espaces (trottoir, chaussée, voie partagée, voie de circulation...)
- Les objets techniques / Circuit électrique
- Histoire (scientifique)
• Séquence « signal et information » CM1 :
Séance 1 : Quels signaux connaissez-vous ?
Répertorier les signaux que connaissent les élèves
Séance 2 : Comment classer les signaux ?
Classer les signaux par nature (visuel, sonore, olfactif, ondes)
Séance 3 : Comment créer un signal porteur d’une information ?
Création de circuits électriques (lumineux, sonore) afin d’élaborer un signal
Séance 4 : Comment représenter la situation mise en jeu par le signal et l’information ?
Schéma « Emetteur = Nature du signal, et information = Récepteur + Transmission »
Séance 5 : Histoire scientifique – Comment communiquions-nous à distance avant l’invention du téléphone ?
Textes sur la communication à distance de l’Antiquité jusqu’à l’invention du téléphone
Séance 6 : Evaluation
Séance 1 Quels signaux connaissez-vous ? Répertorier les signaux que connaissent les élèves
Séance 2 Comment classer les signaux ? Classer les signaux par nature (visuel, sonore, olfactif, ondes)
Séance 3 Comment créer un signal porteur d’une information ?
Création de circuits électriques (lumineux, sonore) afin
d’élaborer un signal
Séance 4 Comment représenter la situation mise en jeu par le signal et
l’information ?
Schéma « Emetteur = Nature du signal, et information =
Récepteur + Transmission » Séance 5 Histoire scientifique – Comment
communiquions-nous à distance avant l’invention du téléphone ?
Textes sur la communication à distance de l’Antiquité jusqu’à l’invention du téléphone
Séance 6 Evaluation
• Séance 1 : Quels signaux connaissez-vous ?
1) Une situation issue de l’environnement immédiat des élèves
Interroger les élèves à propos de la sonnerie pour introduire le sujet.
Questions préparées Réponses attendues
Que faisiez-vous avant la sonnerie ? On travaillait / On était dans la cour
Quelle est votre réaction quand vous l’entendez ? On est content, c’est l’heure de la récréation / C’est l’heure d’aller dans la classe
Comment est le bruit que fait la sonnerie ? Bruit strident, fort, qu’on entend de loin
Pourquoi le bruit de la sonnerie est-il fort ? Pour que tous les élèves puissent l’entendre
Donc on peut dire qu’elle sert à quoi la sonnerie ? Récap des réponses précédentes : Appelle les élèves pour sortir ou rentrer en classe = envoie une information
Comment la sonnerie envoie-t-elle son information ? A travers un signal = elle sonne
Demander aux élèves d’autres exemple de signaux dans la vie quotidienne = guider vers de signaux visuels, ondes
Avoir 2 ou 3 exemples en plus
La maîtresse met ces exemples au tableau grâce à un tableau de deux colonnes : Signal - Information
ex : feu rouge, robinet couleur bleu, téléphone...Etc
2) Travail en groupe : répertorier les signaux et informations
La maîtresse donne la consigne : en suivant l’exemple de la sonnerie et des exemples présents sur le tableau, vous allez trouver et répertorier des signaux et informations que vous connaissez.
Faire un tableau à deux colonnes : signal - information Groupe par 4 - Cahier de brouillon
Les groupes changeront à chaque séance
Exemple : Le signal (feu rouge) - Information (je ne dois pas avancer)
3) Mise en commun
Un élève de chaque groupe va au tableau et dit les éléments trouvés.
La maîtresse note au tableau. Brainstorming au tableau tenu par la maîtresse.
Nous obtenons à la fin de cette mise en commun un répertoire de signaux et informations.
4) Trace écrite
Distribution d’un polycopié : tableau à trois colonnes (signal - information - nature du signal)
Les élèves recopient ce qu’il y a sur le tableau. Ils complètent alors les deux premières colonnes (signal – information) grâce à tout ce qu’ils ont trouvé.
Ce polycopié où il y a le tableau est collé dans le cahier de sciences.
5) Pour la prochaine séance
Demander aux enfants de repérer des signaux chez eux pour la prochaine séance et le noter dans le cahier de brouillon (signal - information). Ils doivent chercher un signal obligatoirement, mais peuvent en mettre plus s’ils veulent.
• Séance 2 : Comment classer les signaux ?
1) Mise en commun des signaux trouvés à la maison
La maîtresse demande aux élèves les signaux qu’ils ont repérés chez eux.Ces nouveaux signaux peuvent être ajoutés au tableau de la séance 1.
2) Présentation de la situation-problème
Puis la maîtresse interroge les élèves sur la façon dont ils perçoivent les différents signaux. La maîtresse leur fait prendre conscience qu’il y a une 3e colonne sur le tableau, appelée « Nature du signal ». Les élèves sont alors amenés à comprendre qu’il y a différentes natures de signaux.
3) Travail en groupe : trouver les natures des signaux
Les élèves passent par une phase de recherche pour trouver les différentes natures de signaux.
Groupe de 4.
La maîtresse distribue à chaque groupe : des images de signaux (signaux déjà vus en séance 1 + nouveaux signaux), des feutres et une grande feuille A3.
Ils doivent découper les images, les coller pour les classer. Faire des catégories de natures de signaux.
*
Les laisser libre dans la classification ? Ou leur dire qu’il faut 3 catégories ? Distribution des rôles dans chaque groupe :-
Maître de la parole : explique le schéma au tableau-
Maître de la colle: colle les images-
Maître des ciseaux : coupe les images-
Maître du stylo : écrit sur la feuille4) Partage des classifications faites par les élèves
Le maître de la parole de chaque groupe va au tableau avec la feuille A3 (production de groupe) et explique le travail fait avec le nom des catégories trouvées. Les schémas les plus pertinents peuvent être affichés dans la classe.
5) Révélation des natures de signaux
La maîtresse énonce clairement les différents types de signaux : visuel, sonore, ondes radio (+olfactif)
Si certains groupes avaient trouvé les bonnes natures ou avaient fait des catégories se rapprochant de la bonne classification, la maîtresse peut s’appuyer sur ce qu’ils ont dit.
6) Trace écrite : remplir la troisième colonne du tableau (nature du signal)
Les élèves reprennent leur tableau (séance 1) collé dans le cahier de sciences. La maîtresse leur laisse quelques minutes où ils peuvent réfléchir individuellement sur la nature des signaux présents dans le tableau.
Puis, les élèves remplissent la 3e colonne (nature du signal) par participation orale commune.
Exemple : feu rouge - je dois m’arrêter
La maîtresse demande : d’après vous, quelle est la nature de ce signal ?
La maîtresse interroge les élèves pour obtenir la réponse « visuel ». Les élèves écrivent « visuel » dans la 3e colonne.
Puis, on passe au signal suivant.
• Séance 3 : Comment créer un signal porteur d’une information ?
1) Résumé des séances précédentes
Questions préparées Réponses attendues
Qu’avons-nous vu la dernière fois ? Les signaux
Qu’est-ce qu’un signal ? Exemple de signaux
Envoie une information
Comment un signal envoie-t-il une information ? Les différentes natures vues à la séance 2 - visuel, sonore, ondes radio, olfactif
Comment puis-je communiquer avec les autres ? Quels signaux puis-je envoyer ?
1) Parole 2) Ecriture 3) Geste
Lumière Son
Téléphone/radio/Talkie walkie
Comment créer un signal lumineux ou sonore ?
Communication filaire
Circuit électrique :
interrupteur, fil, ampoule ou alarme, pile, pinces crocodiles
2) Distribution du polycopié et explication de la séance du jour
Distribution du polycopié.
---> Ils ont un polycopié avec un espace réservé au schéma, les questions posées et un espace pour répondre aux questions.
Les élèves sont réunis par petits groupes de 4. Chaque groupe est invité à proposer un protocole expérimental permettant d’émettre un signal sonore ou lumineux et lister le matériel nécessaire.
La maîtresse lit le polycopié (consignes…). Ainsi, les élèves peuvent directement poser des questions s’ils n’ont pas compris quelque chose.
3) Travail en groupe : circuit électrique pour créer un signal
Expérimentation pour signal lumineux :
Mme Odette est une personne âgée qui vit dans la maison voisine de celle de son fils Franck. Elle n’est pas très à l’aise avec les nouvelles technologies. En cas de problèmes, elle souhaite pouvoir prévenir son fils rapidement.
Franck est bricoleur, il voudrait fabriquer lui-même un dispositif lumineux pouvant permettre à Mme Odette de l’alerter en cas de difficulté.
Matériel mis à disposition :
Une lampe, un interrupteur, une pile, des pinces crocodiles Déroulement :
Les élèves sont par 4. Ils doivent créer le circuit électrique. Faire un schéma au préalable. Ils appellent la maîtresse qui valide ou non leur schéma. Puis réalisation du circuit électrique.
Répondre aux questions :
Quelle est la nature du signal ? Visuel, lumineux
Quel est le composant qui permet à Mme Odette d’agir ? Interrupteur Quel est le composant qui génère le signal d’alerte ? Ampoule
Quel est le rôle de la pile ? Fournit l’énergie électrique permettant au système de fonctionner Coder le message :
Je vais bien :
J’ai besoin d’aide, viens vite : Je t’aime :
---> Ils ont un polycopié avec un espace réservé au schéma, les questions posées avec un espace pour répondre aux questions, et la partie “coder le message” avec un espace libre pour expliquer leur codage selon les 3 messages à traduire.
Expérimentation pour signal sonore :
Mme Odette est une personne âgée qui vit dans la maison voisine de celle de son fils Franck. Elle n’est pas très à l’aise avec les nouvelles technologies. En cas de problèmes, elle souhaite pouvoir prévenir son fils rapidement.
Isidore est bricoleur, il voudrait fabriquer lui-même un dispositif sonore pouvant permettre à Mme Odette de l’alerter en cas de difficulté.
Matériel mis à disposition :
Un buzzer, un interrupteur, une pile, des pinces crocodiles Déroulement :
Les élèves sont par 4. Ils doivent créer le circuit électrique. Faire un schéma au préalable. Ils appellent la maîtresse qui valide ou non leur schéma. Puis réalisation du circuit électrique.
Répondre aux questions :
Quelle est la nature du signal ? Sonore
Quel est le composant qui permet à Mme Odette d’agir ? Interrupteur Quel est le composant qui génère le signal d’alerte ? Buzzer
Quel est le rôle de la pile ? Fournit l’énergie électrique permettant au système de fonctionner Coder le message :
Je vais bien :
J’ai besoin d’aide, viens vite : Je t’aime :
3) Mise en commun
Chaque groupe montre le codage créé pour traduire les trois messages (je vais bien – j’ai besoin d’aide, viens vite – je t’aime).
Un représentant groupe lumineux et un représentant groupe sonore au tableau pour dessiner le schéma réalisé. Les élèves ont normalement tous le bon schéma car la maîtresse est passée au préalable dans les groupes pour valider les schémas avant de réaliser le circuit électrique.
La maîtresse pose les questions présentes sur le polycopié et les élèves répondent par participation orale.
Quelle est la nature du signal ?
Quel est le composant qui permet à Mme Odette d’agir ? Quel est le composant qui génère le signal d’alerte ? Quel est le rôle de la pile ?
Les élèves réagissent et échangent sur les réponses proposées, ils disent s’ils sont d’accord ou non.
A la fin de cet échange, les questions obtiennent les bonnes réponses. C’est la trace écrite.
• Séance 4 : Comment représenter la situation mise en jeu par le signal et l’information ?
1) Rappel de la séance précédente
Questions préparées Réponses attendues
Qu’avons-nous fait la séance précédente ? Circuit électrique
A quoi servait ce circuit électrique ? Faire de la lumière/Faire un bruit = dans le but d’envoyer des messages, des informations = avertir et communiquer
A quoi servait l’ampoule/le buzzer ? Son rôle ?
Rappel de ce qu’est un signal
Qui envoyait le message ? Qui recevait le message ?
Mme Odette / Franck
2) Réflexion sur le schéma
Puis, la maîtresse demande :
A partir de ce que nous avons fait, essayez de faire un schéma. Les élèves reprennent le polycopié de la séance 3.
Il y a une personne ou un objet qui envoie le message. Il y a une personne ou un objet qui reçoit le message. Le message est une information. Comment l’information est-elle transmise ? Grâce à quel moyen, quelle nature de signal ?
Une personne qui envoie le message. Les élèves se mettent par 2 pour créer Une personne qui reçoit le message. un schéma. Puis par 4, confrontation de Un signal qui transcrit une information + Nature du signal deux schémas. Création d’un seul schéma.
Transmission
3) Mise en commun
Quel nom donné à la personne qui envoie le message ? Quel nom donné à la personne qui reçoit le message ?
Si les élèves n’ont pas trouvé émetteur et récepteur, les aider à trouver en utilisant le suffixe « eur ». Chanteur est une personne qui chante. Donc une personne qui reçoit est un « … ».
On doit obtenir : emetteur - nature du signal - information - récepteur + mode transmission Faire deux exemples de schémas :
Ce qu’il faut retenir :
Un signal transmet une information. Pour que l’information soit comprise, il faut associer au signal une convention qui doit être connue de l’émetteur et du destinataire et qui permet de comprendre l’information ainsi transmise.
Quel que soit le type de signal, il est caractérisé par un émetteur, un récepteur, un support de transmission et l’information véhiculée.
3) Schéma ondes
Un talkie-walkie est donné à un élève qui va se poster en dehors de la classe.
Un autre élève se trouve au tableau et doit attendre de recevoir le message de l’autre élève.
Après avoir expérimenté avec 2 élèves de chaque groupe. Les enfants se retrouvent en groupe et doivent sur leur cahier de brouillon faire un schéma de ce qu’ils viennent d’expérimenter. Ils créent le schéma émetteur – signal information – récepteur.
La Maîtresse a préparé un schéma au tableau, elle interroge la nature du signal et le mode de transmission.
Elle dit que le signal a une autre nature que « sonore » et oriente les élève en leur disant que le signal est passé de dehors à l’intérieur de la classe = les ondes. Elle demande aussi la fonction du signal = les deux fonctions possibles sont avertir et communiquer.
Dans leur cahier ils recopient au propre le schéma en établissant les deux natures du signal et sa fonction.
Les élèves doivent comprendre que la nature du signal est différente du mode de transmission. Il y a un émetteur, un récepteur, un signal et une information (une nature de signal) mais ce signal est transmis d’une certaine manière, c’est la transmission (grâce aux ondes pour pour les talkie-walkie). Ils l’ont vu dans la séance précédente : le signal lumineux et sonore est réalisé grâce à des circuits électriques.
Emetteur
Mme Odette
Récepteur
Franck Lumineux
Sonore
= Je vais bien / J’ai besoin d’aide / Je t’aime
Transmission : Circuit électrique
Emetteur
Feu tricolore
Lumineux
= Vert j’avance / Orange je freine / Rouge je n’avance pas
Récepteur
Le conducteur
• Séance 5 : Histoire scientifique – Comment communiquions- nous à distance avant l’invention du téléphone ?
Sciences en lien avec l’histoire : la communication avant l’électricité et depuis l’électricité.
Questions préparées Réponses attendues
Savez-vous comment on communiquait à l’époque sans portable ? pigeon message, lettres, un messager sur un cheval
Et si on remontait encore plus loin, comment les grecs à l’Antiquité communiquaient-ils quand ils étaient loin ? Ou comment les tribus indiennes faisaient-elles pour communiquer entre elles ?
1) Explication de la séance du jour
Distribution d’un polycopié où il y a 6 petits textes et des illustrations.
Groupes de 4 ou 5 : chaque groupe travaille sur un texte.
Il y a 6 textes sur le document. Lire le document destiné au groupe. Puis, indiquer : une date ou une période, une ou des personnes, le nom de l’invention, et une phrase explicative. Petit résumé.
2) Mise en commun
Une personne de chaque groupe va au tableau et lit le résumé : date, personne, nom invention, phrase explicative.
Création d’une frise chronologique.
La frise chronologique constitue le cours.
Texte 1 - Code Morse = Télégraphe électrique
Samuel Morse crée un télégraphe électrique et le célèbre code Morse en 1832. Ainsi, il est possible de transmettre une information beaucoup plus rapidement et sur de longues distances. Une personne clique sur un bouton de façon courte (.) ou longue (-), selon le code Morse. En appuyant sur ce bouton, il ferme le circuit électrique. L’électricité passe alors par ce circuit. On peut envoyer de cette façon 30 mots par minute. Chaque lettre a son propre code. Un point représente un son court et un tirer un son long. A l’autre bout de la ligne, un récepteur voit son stylet encreur déposer l’encre sur une feuille de papier. Il découvre un message en code Morse et il ne lui reste plus qu’à le déchiffrer.
En 1899, Guglielmo Marconi réussit la première communication télégraphique sans fil, grâce aux ondes électromagnétiques. Ainsi, plus besoin de fil pour transmettre un message.
MONTRER VIDEO MORSE : https://www.youtube.com/watch?v=L6gxfX4GrbI + DISTRIBUER CODE MORSE POUR PLUS DE COMPREHENSION
Texte 2 - La Grèce Antique
Dans la Grèce antique, des messagers délivraient les messages importants à leurs souverains pour signaler l’avancée des troupes ennemies ou une victoire par exemple. Les messages étaient écrits sur des lettres en rouleaux ou des tablettes de bois enduites de cire. Ils pouvaient parcourir plusieurs dizaines de kilomètres par jour parfois jusqu’à l’épuisement.
Au fur et à mesure, une organisation s’est mise en place avec un système de relais et l’utilisation des chevaux.
Texte 3 - Le téléphone
En 1876, Graham Bell invente le téléphone. Lorsqu’une personne parle, elle fait vibrer de l’air devant une
membrane. Cette vibration est convertie en un signal électrique et est transmise le long des fils. Au bout de la ligne, le signal électrique fait vibrer une membrane, ce qui permet de convertir le signal électrique en son, Bell permet à la parole d’être transmise. Au début des années 1890, la mise en contact de deux personnes au téléphone est réalisée par une opératrice. La communication est manuelle parce qu’elle doit assurer la connexion en utilisant des fils électriques.
Texte 4 - Les Indiens
Pour communiquer sur de longues distances, les Indiens ont mis au point un code des signaux de fumée. Ainsi, la taille du nuage de fumée, la longueur de sa diffusion, sa fréquence et même sa couleur étaient des signes à interpréter pour trouver le message envoyé. Si toutes les tribus s’appuyaient sur ces mêmes signes, leur
interprétation variait d’une tribu à l’autre, permettant ainsi de protéger des informations pour qu’elles ne soient pas comprises par les autres tribus.
Texte 5 - Electricité
En 1800, Alessandro Volta invente la première pile électrique et il produit pour la première fois du courant. Son nom a été donné à une unité de mesure, le volt. Mais il faudra attendre encore longtemps avant que l’électricité n’arrive.
C’est l’américain Thomas Edison qui construit en 1882 la première centrale électrique à Manhattan. Le courant remplace alors la vapeur pour faire tourner les machines.
Texte 6 - Le télégraphe optique
En 1794, Claude Chappe invente le télégraphe optique. Grâce à lui, il est possible de transmettre une information codée. Plusieurs télégraphes étaient placés aux sommets de collines, à 12km de distance. En modifiant la position des bras articulés du télégraphe, il était possible de transmettre une information, de colline en colline. En 1794, son système de télégraphe entre Paris et Lille a été mis en fonction pour la première fois (220km). Via les quinze relais, le message mettait treize minutes à passer. Un courrier porté par un cheval aurait eu besoin d’au moins vingt heures pour couvrir la même distance.
• Séance 6 : Evaluation
Polycopié distribué :
Exercice 1 : Lis les situations suivantes puis complète les tableaux Situation 1 :
Lors de la sortie cinéma de fin d’année, le maître s’est endormi. La maîtresse Candice souhaite le réveiller sans gêner les personnes présentes. Elle décide alors de lui lancer du pop-corn.
Emetteur Maîtresse Candice
Récepteur Le maître
Information Réveille-toi
Nature du signal Tactile
Situation 2 :
La famille Brioche a fini de dîner. Ils regardent un film tous ensemble. Tout à coup, le lave-vaisselle sonne.
Emetteur Lave-vaisselle
Récepteur La famille Brioche
Information Le lave-vaisselle a fini
Nature du signal Sonore
Exercice 2 : Pour chaque image, identifie l’information et la nature du signal Image 1 : feu de circulation orange → je dois freiner, visuel
Image 2 : alarme incendie → il y a le feu, sonore
Image 3: télécommande pour volets roulants → ouvrir ou fermer les volets, ondes radio
Exercice 3 : Le code morse
La maîtresse a préparé une phrase en morse à traduire :
La maîtresse a préparé une phrase à traduire en morse :
QCM par rapport à la séance 5 :
Qui a inventé le téléphone ? Morse - Bell - Chappe
Comment les indiens communiquaient-ils ? Crier - Fumée - Cheval
En quelle année Chappe a-t-il inventé le télégraphe optique ? 1794 - 1832 - 1800 Construire un circuit électrique (faire le schéma) situation à inventer
• Progressivité :
CM1 : identifier un signal et son information dans des situations de la vie courante + nature du signal (visuel, sonore, ondes) + transmission circuit électrique
CM2 : identifier un signal et son information dans des situations de la vie courante + nature du signal (visuel, sonore, ondes) + complexifier la transmission avec électrique, électromagnétique, objets techniques
6e : signaux numériques (les informations sont codées par des nombres), signaux analogiques (peuvent prendre toutes les valeurs)
transmission par câbles conducteurs, fibre optique, ondes acoustiques, ondes électromagnétiques signal analogique, signal logique (niveau haut, niveau bas), signal numérique, algorithme
capteurs naturels ou techniques
• Liste de signaux, exemples :
Minuterie Réveil Feu rouge
Feu clignotant + barrière qui se baisse + sonnerie pour le passage du train Baby phone
Sonnerie cloche à l’école Voyants dans la voiture
Voyant sur le frigo qui indique la température Voyant pour indiquer la batterie - sur un jouet - Panneau Stop
Sonnette d’entrée Alarme incendie
Notification sur un portable Panneau non-fumeur Four (fin de cuisson)
Lave-vaisselle (fin de lavage) Robinet rouge/bleu
Icone enveloppe (mail)
Signal Information Nature du signal
Comment créer un signal porteur d’une information ?
Mme Odette est une personne âgée qui vit dans la maison voisine de celle de son fils Franck. Elle n’est pas très à l’aise avec les nouvelles technologies. En cas de problèmes, elle souhaite pouvoir prévenir son fils rapidement. Franck est bricoleur, il voudrait fabriquer lui-même un dispositif lumineux pouvant permettre à Mme Odette de l’alerter en cas de difficulté.
Matériel mis à disposition :
Une lampe, un interrupteur, une pile, des pinces crocodiles Schéma :
Réponds aux questions :
• Quelle est la nature du signal ?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
• Quel est le composant qui permet à Mme Odette d’agir ?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
• Quel est le composant qui génère le signal d’alerte ?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
• Quel est le rôle de la pile ?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Code le message :
Je vais bien : ____________________________________________________________________________
J’ai besoin d’aide, viens vite : _______________________________________________________________
Je t’aime : ______________________________________________________________________________
Comment communiquions-nous à distance avant l’invention du téléphone ?
Texte 1 - Code Morse = Télégraphe électrique
Samuel Morse crée un télégraphe électrique, donc, le code Morse en 1832. Ainsi, il est possible de transmettre une information beaucoup plus rapidement et sur de longues distances. Une personne clique sur un bouton de façon courte (.) ou longue (-), selon le code Morse. En appuyant sur ce bouton, il ferme le circuit électrique. L’électricité passe alors par ce circuit. On peut envoyer de cette façon 30 mots par minute. Chaque lettre a son propre code. Un point représente un son court et un tirer un son long. A l’autre bout de la ligne, un récepteur voit son stylet encreur déposer l’encre sur une feuille de papier. Il découvre un message en code Morse et il ne lui reste plus qu’à le déchiffrer.
En 1899, Guglielmo Marconi réussit la première communication télégraphique sans fil, grâce aux ondes électromagnétiques. Ainsi, plus besoin de fil pour transmettre un message.
MONTRER VIDEO MORSE :
https://www.youtube.com/watch?v=L6gxfX4GrbI
Texte 2 - La Grèce Antique
Dans la Grèce antique, des messagers délivraient les messages importants à leurs souverains pour signaler l’avancée des troupes ennemies ou une victoire par exemple. Les messages étaient écrits sur des lettres en rouleaux ou des tablettes de bois enduites de cire. Ils pouvaient parcourir plusieurs dizaines de kilomètres par jour parfois jusqu’à l’épuisement.
Au fur et à mesure, une organisation s’est mise en place avec un système de relais et l’utilisation des chevaux.
Texte 3 - Le téléphone
En 1876, Graham Bell invente le téléphone. Lorsqu’une personne parle, elle fait vibrer de l’air devant une membrane. Cette vibration est convertie en un signal électrique et est transmise le long des fils. Au bout de la ligne, le signal électrique fait vibrer une membrane, ce qui permet de convertir le signal électrique en son, Bell permet à la parole d’être transmise. Au début des années 1890, la mise en contact de deux personnes au téléphone est réalisée par une opératrice. La communication est manuelle parce qu’elle doit assurer la connexion en utilisant des fils électriques.
Texte 4 - Les Indiens
Pour communiquer sur de longues distances, les Indiens ont mis au point un code des signaux de fumée. Ainsi, la taille du nuage de fumée, la longueur de sa diffusion, sa fréquence et même sa couleur étaient des signes à interpréter pour trouver le message envoyé. Si toutes les tribus s’appuyaient sur ces mêmes signes, leur interprétation variait d’une tribu à l’autre, permettant ainsi de protéger des informations pour qu’elles ne soient pas comprises par les autres tribus.
Texte 5 - Electricité
En 1800, Alessandro Volta invente la première pile électrique et il produit pour la première fois du courant. Son nom a été donné à une unité de mesure, le volt. Mais il faudra attendre encore longtemps avant que l’électricité n’arrive.
C’est l’américain Thomas Edison qui construit en 1882 la première centrale électrique à Manhattan. Le courant remplace alors la vapeur pour faire tourner les machines.
Texte 6 - Le télégraphe optique
En 1794, Claude Chappe invente le télégraphe optique. Grâce à lui, il est possible de transmettre une information codée. Plusieurs télégraphes étaient placés aux sommets de collines, à 12km de distance. En modifiant la position des bras articulés du
télégraphe, il était possible de transmettre une information, de colline en colline. En 1794, son système de télégraphe entre Paris et Lille a été mis en fonction pour la première fois (220km). Via les quinze relais, le message mettait treize minutes à passer.
Un courrier porté par un cheval aurait eu besoin d’au moins vingt heures pour couvrir la même distance.
= code du télégraphe optique
