Un sismomètre de démonstration a plusieurs objectifs pédagogiques:
- il permet de mieux faire comprendre aux élèves le mode de fonctionnement de l'appareil et ainsi de mieux appréhender ce qu'est une onde sismique.
- en réalisant des mesures de vitesses de propagation des ondes, il permet de mettre en évidence le lien entre densité de la roche et vitesse de propagation.
Différents montages sont proposés ci dessous:
Montage 1: Capteur piézo et chaine exao avec module voltmètre.
Montage 2: Capteur piézo relié à la carte son de l'ordinateur MONTAGE TRES EFFICACE)
MONTAGE 1: Un piézomètre relié à une chaine d'exao utilisant le module voltmètre:
Le montage ci dessous permet de réaliser ce genre de mesures. Il offre l'avantage d'être peu onéreux: 3 euros. En effet, si les sismomètres type Pierron coûtent environ 120 euros l'unité, le capteur utilisé ici coûte 1.6 euro!! Il est disponible chez Reboul à Besançon.
Matériel nécéssaire:
- 2 capteurs piézométriques disponibles chez Reboul à Besançon.
- des échantillons de roches de densité différente (nous utilisons un granite et un calcaire ainsi qu'un morceau de contre-plaqué).Tous nos échantillons ont strictement les mêmes dimensions afin d'être cohérent dans le raisonnement. Dimension: Epaisseur 3cm, longueur 140 cm et largeur 10 cm.
- .les capteurs sont reliés au module exao de Micrelec via le capteur voltmètre.
- 2 serre-joints
- des petits blocs de polystyrène.
Principe de la manipulation: On frappe sur une extrémité de la roche; les ondes se propagent et passent d'abord sous un capteur puis ensuite sous l'autre. Connaissant la distance séparant les 2 capteurs, il est facile de mesurer la vitesse de propagation de l'onde. Résultats: Des résultats seront disponibles sur le site Internet SVT de l'académie. Les vitesses de propagation sont nettement différentes (rapport de 1 à 4 entre le granite et le bois).
Les astuces: Il faut absolument utiliser les serre-joints afin de solidariser le capteur et la roche. Il faut impérativement isoler la roche du sol avec les blocs de polystyrène. Enfin, le piézomètre peut également être branché sur des enceintes (avec ampli) afin d'entendre le séisme.Pour que les échnatillons de roche ne coûtent pas trop cher, allez voir un marbrier et utiliser ses chutes de granite.Il ne vous la fera pas payer; il lui faudra simplement couper un échantillon de calcaire aux mêmes dimensions, mais c'est une roche tendre donc facile à couper. Les 2 échantillons nous ont été facturés 15 euros.Enfin, faites attention en manipulant les roches; le calcaire est une roche fragile....on en sait quelque chose!!
Les inconvénients: La lecture des temps d'arrivée des ondes est relativement difficle avec le logiciel orphy.
