Comment réaliser une boussole ?

Le mot boussole vient de l’italien « bussola » qui signifie « petite boîte ». C’est en effet un boîtier métallique qui contient une aiguille aimantée mobile fixée sur un pivot. Cette aiguille tourne grâce au magnétisme de la Terre qui l’attire vers le nord. L’application de la boussole pour la navigation viendra à la fin du XI siècle. Ce n’est qu’en 1190 que la boussole est mentionnée en Europe. En France on l’appelait alors « marinette » car elle était la compagne des marins.

 

Instrument de navigation dont le fonctionnement repose sur la propriété d'une aiguille en acier aimanté de tourner toujours une de ses branches vers le nord.

 

Notre démarche :

Nous avons manipulé une boussole lors de notre séjour à Bussy, en classe transplantée. Nous l'avons observée, nous avons essayé de dire quelles étaient ses différentes parties... Puis nous avons travaillé sur l'orientation, les points cardinaux.

En classe quelque temps après, nous avons schématisé de mémoire la boussole. Nous avons comparé nos dessins et corrigé nos erreurs : aiguilles mal dessinées (elles ressemblaient aux aiguilles d'une montre), absence de couleur pour indiquer le nord...

 A partir de la lecture de ce texte et des observations antérieures, nous avons tenté de fabriquer une boussole très simple.

Le mathématicien chinois Shen Kua raconte qu'un jour de l’an 1100, un de ses collègues suspendit à une ficelle un petit barreau de fer préalablement aimanté. L'expérimentateur s'aperçut que le barreau s'orientait toujours dans une même direction et qu'il y revenait sans cesse quoiqu'on fît pour l'en détourner. Cette direction coïncidait à peu près à celle de l'étoile polaire sur laquelle les navigateurs s'orientaient. Ce Chinois venait de découvrir la boussole qui permet aux marins de connaître à tout moment la direction du nord.

La consigne était d'imaginer une boussole simple.

Les élèves tentent de mettre en pratique ce qu'ils ont lu en oubliant d'utiliser ce qu'ils savaient sur l'objet.

Ils attachent un objet métallique au bout d'une ficelle.

Constat : l'objet suspendu bouge sans cesse.

Les élèves n'ont pas utilisé ce qu'ils avaient observé lors de la manipulation de la boussole. Ils avaient alors pourtant compris que l'aiguille bougeait dans un liquide.

Les groupes piétinent. La maîtresse nous donne deux indices pour nous aider.

Eau + récipient

Puis un autre(pourtant mis en évidence lors des observations antérieures),

nous avons besoin d'un objet aimanté.

Voici quelques essais. 

Groupe 1 

 Groupe 2

Après ces essais, la maîtresse nous présente un nouveau document.

Cette boussole, décrite dans un livre chinois de 1044, est constituée par une feuille de fer aimantée en forme de poisson (le fer était porté au rouge dans un feu de bois, puis rapidement trempé dans l'eau). Voici comment, dans un traité militaire (Wou King Tsong Yao), Tseng Kong-Liang décrit le « poisson-montre-sud » : « Au moment de s'en servir, on place une tasse d'eau dans un endroit sans vent et, à l'équilibre, on lâche le poisson à la surface de l'eau en sorte qu'il flotte : sa tête indique constamment le sud. » (cité dans Tsing Hua, Journal of Chinese Studies, juin 1956, p. 89).
Certains groupes améliorent leurs essais. La boussole indique enfin le nord.

Le principe étant compris, nous avons schématisé nos réalisations.

 

 Ce que nous avons besoin pour réaliser une boussole simple :

matériel nécessaire pour fabriquer une boussole simple :

un récipient + eau + flotteur (bouchon, carton fin, polystyrène) + aiguille aimantée

CM1/CM2C Le Coteau