Cette expérience vise à simuler une éruption volcanique de type effusifEffusif Du latin effundere : répandre. Adjectif caractérisant un type de volcan qui produit des coulées de lave sans produire d'explosion. générant des coulées de laves sans explosion.
Matériel nécessaire pour réaliser la maquette :
1) Un plan de travail.
2) Des gants de bricolage (latex), une blouse.
3) Du plâtre, une dosette, un bol, une cuillère à soupe, un agitateur.
4) De la gouache noire ou un pigment noir en poudre d’origine végétale pour colorer le plâtre dans la masse, du charbonCharbon Du latin carbo : même sens. Terme général désignant, au sens large, une roche sédimentaire servant de combustible enrichie en carbone (80% environ), et constituée essentiellement de débris végétaux ayant subi un processus complexe appelé carbonification ou carbonisation. de bois réduit en poudre et finement tamisé suffit.
5) Un tube en plastique d’environ 3 cm de diamètre, ou plus en fonction de la taille de la maquette que vous voulez réaliser.
6) Diverses gouaches pour peindre la maquette si on le souhaite.
7) Du vernis.
Il existe dans le commerce, de petites maquettes avec tout le matériel nécessaire, dans les rayons jouets.
Réalisation de la maquette du volcanVolcan Du latin vulcanus : Vulcain dieu du feu. Lieu où du magma en fusion et des gaz chauds atteignent la surface de l'écorce terrestre, soit à l'air libre, soit sous l'eau. :
1) Gâcher le plâtre avec de l’eau, après avoir ajouté et mélangé le pigment noir (facultatif, une ou deux cuillères à soupe environ), le plâtre doit-être pâteux. La couleur blanche du plâtre et le noir du pigment donneront un gris basaltique plus ou moins foncé.
2) Modeler à la main un cône avec le plâtre préalablement coloré autour du tube en plastique, de 5 cm environ de profondeur ou plus.
3) Bouchez l’ouverture du tube en plastique avec du coton ou du papier absorbant pendant le façonnage, pour éviter de le remplir de plâtre.
4) Laissez sécher le temps nécessaire avant de peindre et de vernir. Le vernis n’est utile que dans le cas d’une utilisation répétée de la maquette, afin de la rendre résistante au rinçage à l’eau.
On peut également utiliser du papier trempé et façonné, puis peint, mais le plâtre est plus résistant dans le temps.
Matériel nécessaire à l’expérience :
1) Du bicarbonate de sodium (bicarbonate de soude) en poudre, que l’on trouve dans le commerce avec le sel de table.
2) Du vinaigre, coloré ou non.
3) Une pissette ou un flacon mou.
4) Du liquide vaisselle.
5) De la gouache rouge (évitez l’éosine qui tache les vêtements pour longtemps).
Réalisation de l’expérience :
1) Préparer à l’avance le mélange liquide : vinaigre coloré, gouache rouge diluée (facultatif), additionné de quelques gouttes de liquide vaisselle, pour mousser d’avantage. Placer le mélange dans une pissette ou un flacon mou.
2) Placer la maquette sur un plan de travail facile à nettoyer.
3) Versez dans le tube une cuillère à café de bicarbonate de sodium.
4) Ensuite au moment de l’expérience, ajouter le mélange liquide (placé dans le flacon mou) par petits jets. Le contacte entre un produit acide (le vinaigre) et un produit basique (le bicarbonate), génère une effervescence plus ou moins spectaculaire. Vous pouvez renouveler plusieurs fois l’expérience en rajoutant du liquide. La présence d’un colorant peut amoindrir l’effervescence. La réaction ne peut pas être plus spectaculaire avec les produits utilisés, il n’est pas conseillé d’utiliser d’autres produits plus forts, surtout en classe et sans lunettes de protection.
On peut également faire le contraire et verser le bicarbonate sur le vinaigre, le résultat est identique.
Interprétation de l’expérience, analogie avec une éruption réelle :
Cette expérience ne retrace bien évidemment pas une éruption effusiveEffusive Du latin effundere : répandre. Ce dit d'une roche volcanique qui est issue de l'éruption d'un volcan, en se répandant sur le sol à l'état de fusion. réelle. Néanmoins elle montre clairement que ce sont les gaz ‘exsolvés’ qui sont les moteurs de l’éruption. En effet l’ajout d’acide qui réagit avec le bicarbonate de soude, libère (par réaction chimique du CO2, qui forme donc des bulles dont la taille augmente rapidement et qui conduit ainsi à une augmentation de volume du mélange qui s’écoule alors hors du conduit. Dans les magmas la cause de l’exsolution du gaz (passage de la forme dissoute à la forme gazeuse) est liée à la diminution de pression ou d’autres processus plus complexes. Les bulles de gaz qui se forment alors dans le liquide magmatiqueMagmatique Roche issue de la cristallisation du magma. diminuent sa densité et le magmaMagma Du grec magma : résidu pâteux. Liquide silicaté pouvant contenir une fraction de cristaux et de gaz, à haute température (au moins 600°C) qui donne les roches magmatiques par solidification. bulleux remonte donc vers la surface sous l’action de la poussée d’Archimède donnant une coulée de laveLave De l'italien lava. Roche magmatique volcanique émise en fusion, à l'état principalement liquide (peut contenir des gaz et des cristaux) par les volcans. si la remontée est assez lente : c’est une éruption effusive. Commentaire : Benoit Villemant, Institut des Sciences de la Terre de Paris (ISTeP), Sorbonne Université, campus Pierre et Marie Curie, Paris, France.
Photographe : Gérard Brusseaux.
Source : Institut des Sciences de la Terre de Paris (ISTeP), Sorbonne Université, campus Pierre et Marie Curie, Paris, France.