I.6.2 - Qu’est-ce qui permet à l’avion de voler ?

Niveaux conseillés

CE2, CM1, CM2, 6e

Résumé

à l’aide d’une feuille de papier, la classe étudie la portance de l’air.

Notions

L’avion subit une force, appelée portance, exercée par l’air en mouvement.

Modalité d'investigation

Expérimentation

Matériel

Feuille de papier

Lexique

portance

Durée

45 min

Prérequis

Avant de commencer cette séance, les élèves doivent savoir que l’air exerce une force (cycle 2). On peut le vérifier de différentes façons :

  •  la résistance perçue lorsque la voiture est en mouvement et que l’on passe la main par la fenêtre ;
  •  l’utilisation d’un drapeau (tendu lorsque l’on court ou lorsqu’il y a du vent) ;
  •  étudier des photos de dégâts matériels liés au vent.

Question initiale

L’enseignant demande aux élèves de répondre individuellement et par écrit à la question : Qu’est-ce qui permet à un avion de voler ? Les réponses sont assez variées : le vent, les hélices, le moteur, l’élan, les ailes, la vitesse, les réacteurs… Afin de bien différencier ce qui est nécessaire au vol de ce qui permet d’avancer, l’enseignant peut demander : « Que se passe-t-il si le moteur s’arrête ? ».
Finalement, la classe conclut que l’avion a besoin d’une force exercée par l’air (le vent passe par dessous et ça le fait décoller / il a besoin de la force de l’air…).
L’enseignant tient une feuille de papier dans sa main et demande aux élèves : Que se passe-t-il si on souffle par en-dessous ? Sans difficulté, ils répondent que la feuille va se soulever. Il demande ensuite : Et si on souffle par au-dessus ? Là, la classe est plus partagée ; certains élèves pensent que la feuille va se soulever, et d’autres qu’il ne va rien se passer.

Expérimentation (individuellement)

Les élèves réalisent la manipulation proposée. Ils comparent le résultat à leurs hypothèses et complètent leurs réponses.


En soufflant légèrement au-dessus de la feuille, on crée un écoulement d’air qui soulève celle-ci.
Classe de 6e d’Igor Ferrieu (Le Kremlin-Bicêtre)

Mise en commun

Cette manipulation montre que le mouvement de l’air au-dessus de la feuille permet de la soulever. L’enseignant peut aussi montrer que si l’on déplace la feuille horizontalement, elle se soulève. Dire que l’air est en mouvement ou que la feuille est en mouvement dans l’air est similaire : c’est le mouvement relatif qui compte.
Oralement, les élèves cherchent comment ce principe pourrait s’appliquer à l’avion. L’enseignant introduit la notion de portance et propose une définition de ce principe, que les élèves notent dans leur cahier.

Conclusion

La classe élabore une conclusion collective, par exemple : L’avion subit une force, appelée portance, exercée par l’air en mouvement. Cette force est dirigée vers le haut et permet à l’avion de voler.

 

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Partenaires du projet

ADEME CASDEN Editions Le Pommier