Sciences de la vie et de la Terre

Magma

23 / 12 / 2007 | Marie-Jeanne Pellerin

Cette nouvelle version remplace l’ancienne sous DOS voir l’analyse du BIG et est en vente depuis le 29 novembre 2007 au CNDP [1].

Lorsque j’ai découvert Magma au moment de la sortie de la première version sous DOS, j’ai été séduite par les possibilités de rendre enfin un peu plus concret un phénomène difficile à enseigner, la formation de minéraux au sein d’un magma lors de son refroidissement. Par contre un problème est tout de suite devenu évident, comment utiliser ce logiciel pour enseigner ?

Avec mon collègue Denis Rebout, nous avons cru que Magma pourrait également nous aider à enseigner la fusion partielle des péridotites. Hélas, après beaucoup d’essais, nous avons compris que ce n’était pas possible, Magma modélisait le refroidissement mais pas la fusion partielle.

Le nouveau Magma a été conçu en partant de ces besoins nés de l’utilisation en classe. Un environnement pédagogique a été créé afin de faciliter son utilisation dans l’enseignement. Un menu expérimentation a été ajouté afin d’observer la cristallisation de la fraction fondue d’une même péridotite dans des conditions variées de température et de pression.

 1- Une modélisation conservée sous une présentation améliorée.

Les résultats s’affichent sous forme de fenêtres indépendantes qui peuvent être déplacées et disposées côte à côte. Les informations affichées peuvent être sélectionnées et certaines couleurs d’affichage peuvent être choisies.

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réarrangement des fenêtres
  • à gauche : résultat d’une modélisation
  • à droite : proportions des différents minéraux

Pour une première approche l’interface peut sembler chargée... un article annexe présente une prise en main sur un exemple

 2- Les nouveaux outils ou Les nouvelles fonctionnalités

2.1- Trois mode de saisie de la composition des roches.

On peut entrer la composition des roches grâce à une présélection, mais on peut également le faire en partant d’un schéma interactif des différents contextes magmatiques qui permet de situer les roches formées dans leur contexte géologique.
Enfin il est possible d’entrer des valeurs manuellement en s’aidant de curseurs incrémentant les valeurs dans les fenêtres de saisie.

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fenêtre des données initiales :
  • schéma interactif
  • zones de saisie manuelle. remarquer les informations de l’aide contextuelle

2.2- Modélisation de résultats d’expériences

Le diagramme de la fusion partielle d’une péridotite est interactif et permet de visualiser le % fondu de péridotite en fonction des conditions de température et de pression. On peut modéliser la roche obtenue à partir de la fraction fondue.

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Modélisation de la fusion partielle d’une péridotite.

2.3- Des possibilités de mémorisation étendues

  • Les compositions des roches modélisées peuvent être sauvegardées, contrairement à l’ancienne version, sous forme de fichiers que l’on peut utiliser lors d’une session ultérieure.
  • Les différentes expériences sont mémorisées le temps de la session dans le fichier laboratoire Magma où elles sont présentées sous forme d’une arborescence, ce qui permet à l’élève et à l’enseignant de retrouver la démarche expérimentale entreprise.

2.4- Convertisseur

Pour respecter le souhait des programmes d’exprimer la composition des roches en % d’éléments et non en % d’oxydes, un convertisseur a été ajouté.

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convertisseur

2.5- Quadrillage

Un quadrillage accessible en option facilite le dénombrement et l’estimation de la taille des minéraux.

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quadrillage

 3- L’environnement pédagogique

3.1- Pour les élèves

De nombreux documents sont à la disposition des élèves :
Un glossaire, un formulaire des minéraux, des documents et des diaporamas sur la fusion partielle, ainsi que des documents sur la chambre magmatique, l’évolution d’un minéral au cours du temps, l’origine des péridotites.

Parmi ces documents il y a un personnage qui raconte son histoire, le petit pyroxène dont l’ambition est de rendre l’histoire des minéraux attrayante…

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La famille pyroxène...
de gauche à droite : Le petit pyroxène,
le même avec ses feldspaths,
avec ses auréoles d’amphiboles et enfin la jadéite !.

3.2- Pour les professeurs

L’environnement pédagogique à disposition des professeurs (non accessible aux élèves si on choisi l’installation « élève » proposée au début du programme d’installation) propose 20 exercices pédagogiques utilisant Magma pour aider à la construction de différentes notions du collège à la terminale…

Un tableau récapitulatif permet de choisir facilement les activités. A titre d’exemple le tableau ci-dessous présente les 5 premières activités d’un ensemble qui en comporte 20.

N°  Problème Notions construites Niveau Fichier utilisé Résultats obtenus
1 Comment le refroidissement d’un magma engendre-t-il une roche magmatique ? Les roches magmatiques sont constituées de minéraux qui se forment par refroidissement d’un magma. Collège Lycée N’importe lequel. Les minéraux s’accroissent au cours du refroidissement. Ils n’apparaissent pas tous en même temps.
2 Comment expliquer que les roches magmatiques sont de couleurs différentes ? La composition minérale détermine la couleur de la roche. Collège Lycée Laves du nord de la chaîne des Puys, à entrer dans Magma (compositions indiquées dans la fiche) Les laves sombres contiennent plus de minéraux sombres que les laves claires, constituées à 95% de minéraux clairs.
3 Comment expliquer que tous les minéraux n’ont pas des formes géométriques ? L’ordre de cristallisation des minéraux détermine leur forme. Collège Lycée Roche grenue ; exemple : le granite de la présélection. Les premiers formés ont une forme caractéristique carrée avec ce logiciel (micas), ils sont automorphes. Les derniers occupent les espaces restants (quartz), ils sont xénomorphes.
4 Comment passer d’un magma à un ensemble de minéraux ? L’édification d’un minéral. Lycée : 1re S Schéma du contexte du magmatique : basalte tholéiitique. Au fur et à mesure de la formation des minéraux, le magma s’appauvrit en éléments qui rentrent dans la composition des minéraux.
5 Quelle est l’origine de la diversité de structure des roches ? L’origine de la diversité de la structure des roches :
structure microlithique, structure grenue.
Lycée : 1re S, Term. S Schéma du contexte du magmatique : basalte tholéiitique, andésite (1), ryolite. On fait varier la vitesse de refroidissement : –vitesse 7 ou 8 : roche microlithique, –vitesse 1 : roche grenue Granite, microgranite et microgranite de bordure d’un granite intrusif.

3.3- Un environnement évolutif.

Cet environnement évoluera au cours du temps. Une documentation accessible en partant du logiciel jusqu’au site Magma du CNDP permet d’accéder à des activités supplémentaires, si l’ordinateur est relié à internet.
Un travail de modélisation déjà prêt sur les roches de la Lune sera mis en ligne très prochainement.

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La surface lunaire
Photo Michel Grossier.

Si un enseignant souhaite mettre en ligne son travail à la disposition de tous, il pourra le faire, en adressant un message au CNDP…

3.4- Des aides à la prise en main du logiciel

NDLR. Pour compléter cette présentation et faciliter votre travail voici 2 annexes pour une prise en main plus facile :

  • voir l’article annexe réalisée par MJ Pellerin
  • ou télécharger le « Petit guide de présentation et de mode d’emploi du nouveau logiciel MAGMA » ci dessous réalisé par D. Rebout
  • attention ces 2 « fiches » sont différentes !
Post Scriptum :

Un logiciel qui aidera à stimuler l’intérêt des élèves pour la géologie….

[1lien vers le site du CNDP ; prix de la version monoposte : 39€ et de la version établissement : 89€

 

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