Astronomie de jour comme de nuit

le dossier N° 15 des Cahiers de l’Animation une revue des CEMEA

Le centre de vacances et de loisirs est un lieu propice à la pratique de l’astronomie, et pourtant... Bien sûr, il existe en France quelques séjours de vacances spécialisés sur l’astronomie. Bien sûr, vous trouverez, ici ou là, des activités proposées en centre de loisirs par des animateurs spécialisés se positionnant en prestataires de service. Mais ces pratiques ne peuvent suffire. Ainsi ce Cahier de l’animation se situe dans une tout autre perspective. Il s’agit de promouvoir la pratique de l’astronomie à grande échelle dans l’offre de loisirs. Et même si un document ne peut remplacer une solide formation, il s’agit ici de sensibiliser l’animateur « généraliste » de le qualifier, de lui ouvrir quelques pistes d’activités concrètes.

Bruno CHICHIGNOUD

AU SOMMAIRE

•Sept bonnes raisons pour faire de l’astronomie - Hervé Normand

•Regarder les étoile - Louis Perriraz

•Découverte dans la nuit - Louis Perriraz

• Les gros yeux - Claude Fournier

• Choisir des jumelles - Jacques Auriau

• Astronomie en CLSH ? - Régis Balry

• S’orienter dans le ciel - Jeannine Chappelet, Evelyne Minot, Francis Minot, Nicole Sanglerat

• Avec un groupe d’enfants - Hervé Normand

• Une nuit à la belle étoile - d’après Jeannine Chappelet et le groupe ciel par Christian Gagneux

• Avec les mains - Alphonse Delavergne

• L’ombre, Les ombres - Groupe Ciel

• L’ombre des objets familiers - Groupe Ciel

• L’ombre du corps - Groupe Ciel

• Le Soleil notre repère précieux - Jacques Auriau

• Soleil obscur - Claude Fournier

• Midi solaire, c’est quand ? - Jacques Auriau

• Jouer avec l’énergie solaire - Jacques Auriau

• La montre - Andres Garcia

•Le cadran solaire - Jean Fulcrand

•Le Soleil, quel intérêt ? - Christian Gagneux

• Construire un cadran solaire - Andres Garcia et Michel Royer

• Pourquoi des éclipses ? - Lucie Varier

• La boîte à éclipses - Andres Garcia, d’après Adrien Poncet

• La Lune - Jacques Auriau

•Jouons avec un planétaire - Lucie Varier

•La photo astro aujourd’hui - Christian Gagneux

• Jeux de mime - Claude Grimaud

•Le ciel m’est tombé sur la tête - Claude Grimaud

•Graine d’astronome - Christian Gagneux

•Questions d’enfants - Martine Leuillier

• Bibliographie

QUELQUES EXTRAITS

QUESTIONS D’ENFANTS

Après des années d’animation pour petits et grands lors des nuits des étoiles et des actions d’accompagnement scolaire dans un centre social, j’ai étendu mes interventions d’animatrice du centre social dans les trois grandes classes d’une école primaire de Martigues. C’est ainsi que chaque semaine, je sensibilise 79 enfants de 8 à11 ans à l’astronomie à bord de mon vaisseau spatial et que nous partons ensemble pour « un voyage dans l’espace ». Il me paraît intéressant de communiquer ici certaines questions que se posent les enfants car j’ai remarqué qu’elles font l’objet de deux préoccupations bien différentes.

Les questions qui traduisent une réelle angoisse, une vraie inquiétude :

- Est-ce que la couche d’ozone peut exploser ? Et le noyau de la Terre ? Et le Soleil ?

- Si nous n’avions plus d’atmosphère, est-ce que nous mourrions étouffés car nous ne pourrions plus respirer ?

- Pourquoi la Terre ne tombe pas dans l’univers sans fin ?

- Est-ce qu’une météorite ne risque t-elle pas de tomber sur la Terre ?

- Est-ce que la Lune peut entrer en collision avec la Terre ?

- Si le Soleil est à la moitié de sa vie, quand il s’éteindra, est que nous allons tous mourir ?

- Pourquoi l’immense attraction du Soleil ne nous attire pas ?

- Et la fin de l’univers, c’est quand ?

- Est-ce qu’un big-bang (explosion) peut faire disparaître l’univers comme il l’a fait exister ?

- Est-ce qu’il existe d’autres mondes comme nous dans l’univers ?

- Risquons-nous d’être attaqués un jour par des gens venus d’une autre galaxie ?

Les questions d’intérêt général qui révèlent une réflexion et sont exprimées en de tels termes que l’adulte non averti ne peut y répondre simplement ; en voici quelques exemples :

- Pourquoi les moi sont-ils de 30 et 31 jours puisqu’il manque des jours en février ?

- Pourquoi la Terre tourne de travers ?

- Pourquoi la Terre tourne et nous on ne le sent pas ?

- Comment la Terre peut-elle rester à la verticale ?

- Comment est-on arrivé à déterminer l’orbite de la Terre ?

- D’ou viennent la Terre et la Lune ?

- Quelle face de la Lune est éclairée lors d’une éclipse ?

- De qu’elle matière est formée la Lune et est-ce qu’il y a de l’eau dessus ?

- Depuis quand la Lune et le soleil existe-ils ?

- Comment est fait le Soleil ?

- Comment fait le Soleil pour ne pas bouger ?

- Combien pèse le Soleil ?

- Est-ce que le Soleil éclaire toute les planètes ?

- Si je pouvais tomber d’une planète, ou est-ce que j’atterrirais ?

- Comment font les planètes pour rester en l’air ?

- Pourquoi les appelle t’on Mars ou Pluton ?

- Quelle est et combien pèse la plus lourde des planètes ?

- Comment voyager dans le système solaire ?

- Par quel mystère les étoiles brillent ?

- Comment naît une étoile ?

- Pourquoi est-ce un jour précis que les étoiles filantes se rassemblent et pourquoi on les appelle les Perseïdes ?

- Quelle taille fait la Voie Lactée ?

- Quelle est la différence entre une météorite et un astéroïde ?

- Qu’est-ce qu’un trou Noir ?

- Comment au tout début le magma s’est-il formé ? ■

Martine LEUILLIER

GRAINE D’ASTRONOME

Première séance l’institutrice raconte une histoire « Jean de la Lune« puis nous descendons dans la cour observer la lune en matinée. On voit la lune le jour? Le matériel est déjà en place le directeur s’en est chargé.

Les enfants ce divisent en trois groupes , un groupe avec l’institutrice et les jumelles grossissant 7 fois, le deuxième avec le directeur et le télescope grossissant 73 fois et le dernier groupe avec moi avec la lunette de 80 grossissant 25 fois.

A chaque fois nous leur demandons ce qu’ils voient, pour être sur « qu’ils aient bien les yeux en face des trous ». Les enfants expriment spontanément leurs impressions et ce qu’ils voient. Chaque instrument donne une vue différente, le champ apparent, la taille des détails, la vitesse de déplacement de la lune dans l’oculaire, la facilité et le confort d’observation. Fin de la séance.

Les enfants racontent ce qu’ils ont vu. La lune ronde avec une moitié brillante et une moitié grise. La couleur de la lune blanche à œil nu, bleue dans la lunette et plus jaune marron dans le télescope. Des bosses, des creux, des ombres, des zones grises des petits ronds... Il s’en suit un échange sur ce que l’on à vu.

La lune ne change pas de forme mais on ne voit sa partie éclairée, les cratères, les montagne, les mer (« il y a de l’eau sur la lune?.. »)... Ils sont aussi très surpris de ne pas voire la même chose dans chaque instrument, ils acceptent aisément les différences de grossissement et de champ mais pas celle de couleur. Je tente une explication sur la déformation des couleurs. Les questions ici sont plus précieuse que les réponses. Entre les séances d'observations, les enfants font des panneaux représentants ce qu’ils ont vus, complété par une recherche documentaire. Les premiers panneaux sur la lune agrémenté de dessins et de photos, son beaux, claires et justes. En les découvrant, je suis très agréablement surpris. Les suivants sur le soleil ont été plus difficiles à réaliser; ce qu’ils voulaient représenter était plus compliqué à conceptualiser. Ils ont aussi réalisés des dessin de planètes, soit des planètes dont ils ont vus des photos dans les livres mit à leur disposition, soit des planètes imaginaires et là encore les résultats sont à la hauteur.

La séance suivante la météo ne permettant pas l’observation, nous nous sommes attardé sur les différentes formes apparentes de la lune, avec comme support deux calendrier celui de la poste et un calendrier des lune. Le premier nous permet de savoir repérer les moments charnières et des repères dans le temps, ou plutôt à quel moment j’ai la possibilité de voir la lune, la nuit, le matin, l’après-midi, le soir et quand on ne peut pas la voire. Avec le calendrier des lunes nous la voyons évoluer chaque jour et découvrir les nom de la lune d’après sa forme, le croissant, le quartier (le premier, le dernier sans s’attarder) la lune gibbeuse (ce nom leur a beaucoup plu et plusieurs semaines plus tard ils s’en souviennent très bien), la pleine lune et la nouvelle lune. Ce qui nous a pris la matinée sans que nous en apercevions.

La troisième séance la météo n’est toujours pas très favorable, j'évoque le Soleil. C’est une boule de gaz énorme... De cet astre ont dit souvent qu’il est grosse une boule de feu, ce n’est pas tout à fait vrais, car la chaleur du Soleil est beaucoup plus importante. Le soleil est une étoile. « Comment une étoile? » oui une étoile, les étoiles sont toutes des boules de gaz en fusion comme le soleil. « Le soleil lui il est gros », « il ni a pas d’étoile le jour »... le soleil est très très loin, sinon il nous brûlerait, mais si l’on compare les étoiles alors le soleil est tout à coté de nous, c’est à dire que les étoiles sont tellement plus loin que la lumière quelles nous envoient nous arrive que par ces petits points qui brille la nuit. Des étoiles il y en a dans toute les directions du ciel... donc aussi bien le jour que la nuit mais le jour la lumière du soleil est tellement forte du fait qu’il est proche de nous, qu'il nous empêche de voire les autres étoiles...

A la récréation, une éclaircie, je prend juste le temps d’installer la petite lunette de 50 sur un pied photo avec un filtre pleine ouverture, avec un grossissement de 24 fois. les règles de sécurité exgigent davantage de précotions encore avec les enfants d'âge maternel Chacun son tour les enfants mettent un œil à l’oculaire.

A chaque enfant je demande ce qu’il voit ce qui me permet de vérifier qu’il c’est bien positionné et suivant ce qu’il me décrit, la couleur du soleil, les points noir, les taches leurs formes. Si le soleil est "manger", je doit le remette dans le champ de la lunette. Ils sont en train de constater que la terre tourne.

Lors de la dernière séance la météo ne permettant pas d’observation nous regardons un montage vidéo sur l’aventure de la conquête de la lune fait par le directeur de l’école. Nous arrêtons régulièrement pour explicité les images. Puis après la récréation je leur passe des diapos, des filé d’étoiles pour montrer le mouvement apparent de la voûte céleste, et expliquer le mouvement quotidien de la terre, avec l’expérience des observations précédentes. Avec des photos et des dessins de constellations, je leur montre comment les hommes en traçant des lignes imaginaires entres les étoiles dessine les constellations et se repère dans le ciel. Puis quelles photos d’étoiles filantes et de la comète Hale-Bopp, pour leur parler des comètes. Pourtant habitué à manier les grandes distances, je ne pensais as que ces très jeunes enfants m'emmèneraient si loin ■

Christian GAGNEUX

LA PHOTO ASTRO AUJOURD’HUI

Deux possibilités :

- Un appareil argentique avec une pose B, appareil ancien, il offre beaucoup de possibilités en astrophotographie.

- Un appareil Photo numérique (APN), les reflex numériques (leurs prix sont exorbitants à partir de 500 €), nous nous consacrerons aux APN compact (plus abordables).

Aujourd’hui le matériel n’est qu’un moyen, pas besoin d’être un astronome ou photographe expérimenté pour pratiquer la photographie astronomique. Elle permet de rapporter des souvenirs originaux d’observations lors, d’une veillée, d’un bivouac, d’une nuit à la belle étoile… Dans tous les cas choisissez une nuit sans Lune ou au plus avec un léger croissant, et un lieu éloigné de toute lumière, (attention aux lampes de poche). Pour photographier la lune le temps de pose dépend de sa phase et de la focale utilisée. N’oubliez pas un papier et un crayon, pour noter et numéroter ce que vous photographiez.

L’astrophoto, avec un APN compact, ne demande pas de matériel particulier ni de logiciel de traitement d’image, juste le mode d’emploi de l’APN, un trépied pour stabiliser l’appareil et un déclencheur souple s’il est possible de l’adapter.

La focale courte des APN compacts utilisés seuls, équivalent de 35 à 100 mm, convient parfaitement pour la photographie grand champ. Un crépuscule sert de fond à un paysage apparaissant comme le décor d’un théâtre d’ombre. Une planète brillante, un rapprochement planétaire ou un fin croissant de Lune, simple à réaliser, peuvent donner un coté esthétique à vos photos.

Pour réussir vos photos astronomiques il y a certaines conditions

La faible luminosité conditionne la vitesse d’obturation, devant être la plus lente possible, pour un APN de 1 à 8 s selon les modèles. Privilégiez le mode priorité à la vitesse au mode manuel, quand c’est possible, car la vitesse peut être plus lente. De plus pour ces temps de pose longs un trépied est le seul moyen de faire des photos nettes, surtout si l’on veut les agrandir.

Par faible luminosité, la mise au point automatique est parfois difficile et aléatoire, régler l’appareil sur la position "infini", (la plupart des modèles ont cette possibilité), permet de palier à ce problème.

Sur son trépied ou avec un adaptateur, on peut fixer l’APN derrière l’oculaire d’un instrument astronomique et photographier des détails du ciel.

L’appareil argentique avec une pose B, (un reflex se trouve d’occasion pour moins de 100 €), permet de choisir son temps de pose en fonction du film utilisé et de l’effet désiré. Les sujets peuvent être les mêmes qu’avec le APN.

Le matériel nécessaire est un trépied stable, un déclencheur souple avec blocage et un carton noir. Utilisez un film sensible supérieur à 400 ASA noir et blanc ou couleur. Utilisez un objectif à focale courte moins de 50mm et avec un temps de pose inférieur à 30 s les étoiles paraissent fixes et permettent de dessiner les constellations. Avec des temps de pose longs supérieurs à 5 mm les filés d’étoiles permettent de voir et de comprendre le mouvement apparent du ciel. L’étoile Polaire est-elle vraiment fixe ? En combien de temps les étoiles font-elle un tour complet ? …

Comment procéder

Fixez l’appareil sur le pied, réglez la vitesse sur la pose B, ouvrez le diaphragme au maximum (sur le chiffre le plus petit 2,8 ou 4), placez le carton devant l’objectif sans le toucher utilisez le déclencheur souple attendre la fin des vibrations entre 3 et 8 s, retirer le carton chronométrez le temps pose désiré, replacer le carton devant l’objectif déverrouillez le déclencheur. Attention il est impossible de vérifier le résultat plusieurs essais sont nécessaires en faisant varier le temps de pose.

- Avantage de l’argentique : le nombre de possibilités de réglages, la fixation au foyer d’un instrument astronomique, à l’aide d’un adaptateur,choisir un appareil à déclencheur mécanique qui n’a pas de contrainte d’énergie.

- Avantage du numérique : pouvoir visionner sur l’écran de contrôle en zoomant au maximum permet de déceler le moindre flou, multiplier les essais sans contrainte de nombres de clichés (taille de la carte) ■

Christian GAGNEUX

UNE NUIT A LA BELLE ETOILE

d'après Jeannine CHAPPELET

Chacun sait le plaisir qu'éprouvent les enfants à coucher sous une petite tente. C'est rassurant car on a un toit sur la tête ! Coucher à la belle étoile est une autre aventure. Il vaut mieux le faire avec un petit groupe, un soir sans Lune.

Une fois les enfants bien installés sur des duvets ouverts (prendre la précaution de vérifier que vous pourrez replier le dessus dès que l'enfant s'endort) vous racontez une histoire simple et apaisante, aussi près de la nature que possible : l'histoire d'un écureuil gentil, d'un grillon malin ou d'une petite taupe obstinée de façon à amener naturellement les enfants à écouter les bruits du soir à la fin de l'histoire : " Ho ! J'entends notre grillon qui chante. Vous l'entendez aussi ? "

Sûrement alors une petite voix fera remarquer qu'elle en entend même deux et vous passerez ainsi d'un bruit à un autre.

N'oubliez pas que vos jeunes citadins ne sont guère habitués à écouter chanter la nature à la tombée de la nuit ; le chien qui aboie dans le lointain, le bruit d'une pomme de pin qui tombe les fera tressaillir. Vous pouvez également remarquer ensemble toutes les senteurs qui se dégagent à cette heure après les fortes chaleurs de la journée. Enfin et surtout, les étoiles apparaîtront une à une dans le ciel qui s'obscurcit. Ce sera alors le monde fascinant de ces petits points lumineux qui scintillent, boules pourtant toutes semblables à notre Soleil quelquefois plus petits que lui, plus souvent beaucoup plus gros, énormes mais paraissent si petit à cause de l'éloignement.

Il serait bien étonnant qu'au bout d'un moment un enfant crie son étonnement, parfois son inquiétude de "cette étoile, là qui s'en va !" Si ce n'est pas un avion (mais on entendra alors très vite le bruit) c'est un satellite artificiel qui va son bonhomme de chemin, brillant tant qu'il est, là-haut, éclairé par le Soleil et qui s'éteint tout à coup quand il passe dans l'ombre de la Terre. Mais sûrement verrez-vous aussi une étoile filante dont le passage sera ponctué de " oh ! " d'admiration.

Tous les enfants devraient passer au moins une fois la nuit dehors à regarder le ciel. Les soirs entre les 10 et 13 août c'est un festival de longues traînées lumineuses. Bien sûr, vous expliquerez, pour rassurer les enfants que c'est un phénomène naturel, que ce ne sont pas des étoiles qui se décrochent, qu'il ne s'agit en général que de grains de poussière de la taille d'une tête d'épingle qui, arrivant très vite dans notre atmosphère, ralentissent leur course par frottement et s'enflamment comme une allumette. Pour la plupart, ces petits cailloux se consument entièrement. Seuls les plus gros laissent des résidus qui tombent sur la Terre. Peut-être aurez-vous la chance de voir éclater l'une de ces "étoiles filantes" comme une pièce de feu d'artifice. Passant chaque année au moins une nuit à la belle étoile avec des adolescents, je suis toujours surprise de rencontrer des jeunes de 13/15 ans et même des adultes qui n'ont jamais vu une étoile filante.

Que regarder cet été ?

Repérez vous en vous aidant d'une carte du ciel. Rechercher d'abord la Grande Ourse, reconnaissable par sa forme de "casserole" et qui se trouve pour le début de nuit l'été entre l'Ouest et le Nord-Ouest.

De là vous pourrez trouver l'étoile Polaire : Prolonger le côté ab (deux étoiles que l'on appelle les Gardes) de 5 fois la distance qui les sépare, dans le sens indiqué par la flèche sur le dessin, ce n'est pas une étoile très brillante, mais elle indique le Nord.

Maintenant, en prolongeant l'arc formé par les trois étoiles "du manche de la casserole", vous verrez une grosse étoile de couleur rougeâtre : Arcturus l'étoile la plus brillante d'un groupe d'étoiles qu'on appelle la constellation du Bouvier ; cette constellation ressemble aussi à un cerf volant. En prolongeant encore cet arc vous tombez sur une étoile bleue : l'Epi de la Vierge.

A côté du Bouvier, se trouve la couronne : 5 à 6 étoiles bien visibles forment un magnifique diadème !

Au-dessus de votre tête (en première partie de nuit) étincelle Véga de couleur bleue. Deux autres étoiles très brillantes aussi : Deneb et Altaïr dessinent avec Véga un grand triangle isocèle. A ces trois étoiles, on a donné le nom de "belles d'Eté".

Et avant de vous laisser aller vous-même à la rêverie, quand les enfants seront endormis, n'oubliez surtout pas de fermer les duvets. Il fera froid au petit jour, même dans le midi de la France et même si le soir il fait encore chaud. Attention aussi à la rosée du matin en inventant des systèmes avec des bâches plastiques ■

Christian GAGNEUX d'après Jeannine CHAPPELET

LE SOLEIL QUEL INTERET ?

Le soleil n’est qu’une étoile banale parmi toutes les autres. De taille moyenne, d’âge moyen, il est un astre stable. Le Soleil est notre étoile, « proche de nous »; La seule sur laquelle nous puissions observer des détails de son atmosphère et d’essayer de comprendre quelques phénomènes sur ses mouvements, son activité, sa structure, d’entrevoir des généralités sur les étoiles, essayer de comprendre quelques éléments de son fonctionnement.

Pour regarder le soleil il faut absolument se protéger de sa lumière directe. Les brûlures de la rétine due au soleil après quelques secondes d’observation sont irréversibles. Elle ne provoque pas de douleur, mais une tâche noire s’installe dans le champ de vision, la perte totale de la vue peut-être très rapide. En cas d’accident, consulter, au plus vite, un ophtalmologiste.

Pour l’observer sans risque il y a plusieurs solutions.

Sans instrument, avec des lunettes de protection « type éclipse », vous ne verrez qu’un rond jaune ou bleu suivant le type de filtre utilisé. Pour voir des détails il faut grssir, une petite lunette de 50 ou 60 mm, suffit pour une bonne observation.

Mais attention, un instrument d’observation astronomique est conçu pour concentrer la lumière donc multiplie les risques. C’est à l’endroit ou l’œil va se placer, au point focal, que la chaleur va être la plus intense.

La projection est certainement la méthode la mieux adaptées à l’observation solaire pas d’investissement supplémentaire, simple à mettre en œuvre, avec quelques précautions. Là vous pouvez sans danger profiter du spectacle, et avec pour gros avantage de pouvoir en profiter à plusieurs, sans avoir à attendre son tour. Vous regardez et découvrez des taches, les compter, les mesurer, découvrir leurs déplacements au travers de plusieurs observations, leur évolution, leurs apparitions, disparition... le spectacle est au rendez-vous, splendide, explicable .... Le Solarscope est un outil exceptionnel pour l’observation par projection, facile à utiliser par des enfants et sans danger.

Pour une observation directe, il faut absolument mettre un filtre à l’ouverture de l’instrument avant de concentrer la chaleur.

Et vous pouvez aussi découvrir la couronne solaire en vous construisant une « boite à éclipse », qui adapte le principe de la projection ■

Christian GAGNEUX