{"id":1064,"date":"2024-10-07T16:33:02","date_gmt":"2024-10-07T14:33:02","guid":{"rendered":"https:\/\/didacsciences.be\/?page_id=1064"},"modified":"2025-06-12T10:33:08","modified_gmt":"2025-06-12T08:33:08","slug":"systemes-chimiques","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/didacsciences.be\/index.php\/home\/concepts-scientifiques\/systemes-chimiques\/","title":{"rendered":"Syst\u00e8mes et r\u00e9actions chimiques"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"has-text-align-right wp-block-paragraph\">Pour citer cette page : Dahmouche, H. et Roelants, D. (2024).&nbsp;<em>Syst\u00e8mes chimiques<\/em>. DidacSciences. https:\/\/didacsciences.be\/.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Introduction et balises<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">L\u2019\u00e9tude des syst\u00e8mes chimiques fait appel \u00e0 de nombreux savoirs propres \u00e0 la chimie. A notre \u00e9chelle, nous sommes amen\u00e9s \u00e0 c\u00f4toyer de nombreuses transformations chimiques (ex\u00a0: combustion de l\u2019essence dans un moteur thermique qui g\u00e9n\u00e8re notamment du CO<sub>2<\/sub>, d\u00e9tartrage, etc.). Pour d\u00e9crire ces ph\u00e9nom\u00e8nes macroscopiques, le chimiste se repose sur un symbolisme bien particulier et acc\u00e8de un niveau (sub)microscopique d\u2019interpr\u00e9tation. En classe de secondaire, l\u2019enseignement de la chimie implique donc des allers-retours interpr\u00e9tatifs entre le niveau macroscopique et le niveau microscopique. C\u2019est l\u00e0 une source importante de difficult\u00e9s pour les \u00e9l\u00e8ves et enseignants (<a href=\"https:\/\/researchportal.unamur.be\/fr\/publications\/vers-une-nouvelle-approche-de-lapprentissage-de-l%C3%A9quation-de-r%C3%A9ac\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/researchportal.unamur.be\/fr\/publications\/vers-une-nouvelle-approche-de-lapprentissage-de-l%C3%A9quation-de-r%C3%A9ac\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Dehon et Snauwaert, 2011<\/a>). \u00a0<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Rappelons que l\u2019\u00e9volution des syst\u00e8mes chimiques fait intervenir une ou des transformations chimiques (selon un bilan macroscopique en termes d\u2019esp\u00e8ces chimiques pour deux \u00e9tats d\u2019un syst\u00e8me ferm\u00e9). Pour les \u00e9tudier, nous avons recourt au mod\u00e8le de la r\u00e9action chimique qui est une repr\u00e9sentation (sub)microscopique du ph\u00e9nom\u00e8ne, guid\u00e9e par les observations et les mesures r\u00e9alis\u00e9es (modification de la couleur, formation d\u2019un pr\u00e9cipit\u00e9, changement de valeur du pH, etc.). Par ailleurs, pour mod\u00e9liser la transformation chimique incompl\u00e8te, trois mod\u00e8les interviennent&nbsp;: le mod\u00e8le thermodynamique (faisant intervenir notamment le quotient de r\u00e9action et la constante d\u2019\u00e9quilibre), le mod\u00e8le cin\u00e9tique macroscopique et le mod\u00e8le cin\u00e9tique microscopique.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Enfin, un enjeu d\u2019enseignement plus large, qui concerne potentiellement tous les \u00e9l\u00e8ves, est d\u2019\u00e9laborer un lien entre l\u2019\u00e9tat d\u2019\u00e9quilibre dynamique et l\u2019incompl\u00e9tude d\u2019une transformation chimique. Des difficult\u00e9s ont \u00e9t\u00e9 relev\u00e9es autour de l\u2019id\u00e9e d\u2019\u00e9quilibre, qui peut signifier que \u00ab&nbsp;rien ne bouge&nbsp;\u00bb, ou que la proportion des produits et r\u00e9actifs ne peut \u00eatre que de 50\/50.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Cette page est en lien avec celle consacr\u00e9e au <a href=\"https:\/\/didacsciences.be\/index.php\/langage-symbolique-chimie\/\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/didacsciences.be\/index.php\/langage-symbolique-chimie\/\">langage symbolique de la chimie<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Entr\u00e9es faciles<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">L\u2019histoire de la chimie peut donner des exemples et des situations de questionnements scientifiques relatifs aux transformations, \u00e0 faire revivre aux \u00e9l\u00e8ves&nbsp;:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Wojtkowiak, B. (1988). <em>Histoire de la chimie<\/em>. Technique et documentation.<\/li>\n\n\n\n<li>Bensaude-Vincent, B. et Stengers, I. (1993). <em>Histoire de la chimie<\/em>. La d\u00e9couverte.<\/li>\n\n\n\n<li>Baudet, J. C. (2017). <em>Histoire de la chimie<\/em>. De Boeck Sup\u00e9rieur.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Le chapitre de Kermen (2015)<a href=\"#_ftn1\" id=\"_ftnref1\">[1]<\/a> traite des interpr\u00e9tations du niveau \u00ab&nbsp;microscopique&nbsp;\u00bb pour rendre compte d\u2019une transformation chimique.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">\u00c9crits scientifiques<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">L\u2019<a href=\"https:\/\/pubs.rsc.org\/en\/content\/articlehtml\/2013\/rp\/c3rp00012e\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">article de Taber (2013)<\/a> est un article cl\u00e9 pour ce qui est de la connexion entre les niveaux macroscopique et submicroscopique pour v\u00e9rifier la compr\u00e9hension qu\u2019ont les \u00e9l\u00e8ves des ph\u00e9nom\u00e8nes chimiques.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a href=\"https:\/\/researchportal.unamur.be\/fr\/publications\/vers-une-nouvelle-approche-de-lapprentissage-de-l%C3%A9quation-de-r%C3%A9ac\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/researchportal.unamur.be\/fr\/publications\/vers-une-nouvelle-approche-de-lapprentissage-de-l%C3%A9quation-de-r%C3%A9ac\">L&rsquo;article de Dehon et Snauwaert (2011)<\/a> met en \u00e9vidence les difficult\u00e9s des \u00e9l\u00e8ves dans la compr\u00e9hension des conventions symboliques de l&rsquo;\u00e9quation de r\u00e9action. Les auteurs proposent ensuite une analyse des effets d&rsquo;un outil didactique bas\u00e9 sur des mod\u00e8les mol\u00e9culaires sur l&rsquo;apprentissage de l&rsquo;\u00e9quation de r\u00e9action.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a href=\"https:\/\/www.persee.fr\/doc\/aster_0297-9373_1997_num_25_1_1107\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/www.persee.fr\/doc\/aster_0297-9373_1997_num_25_1_1107\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">L&rsquo;\u00e9tude de cas de Fillon (1997)<\/a> traite des difficult\u00e9s des \u00e9l\u00e8ves \u00e0 passer du ph\u00e9nom\u00e8ne de r\u00e9action chimique \u00e0 son mod\u00e8le (l&rsquo;\u00e9quation-bilan). L&rsquo;auteur propose une strat\u00e9gie p\u00e9dagogique s&rsquo;appuyant sur l&rsquo;expression et la confrontation entre \u00e9l\u00e8ves pour d\u00e9passer ces obstacles.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a href=\"https:\/\/www.persee.fr\/doc\/aster_0297-9373_1994_num_18_1_1026\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/www.persee.fr\/doc\/aster_0297-9373_1994_num_18_1_1026\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Furio, Bullejos et de Manuel (1994)<\/a> questionnent l&rsquo;apprentissage du concept de r\u00e9action chimique par traitement de probl\u00e8mes ouverts. Les auteurs \u00e9mettent l&rsquo;hypoth\u00e8se que ce mod\u00e8le d&rsquo;enseignement permet un changement conceptuel. Il a \u00e9t\u00e9 appliqu\u00e9 \u00e0 l\u2019enseignement du mod\u00e8le atomique de la mati\u00e8re. <\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Plusieurs \u00e9tudes ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9di\u00e9es \u00e0 aux difficult\u00e9s des \u00e9l\u00e8ves \u00e0 pr\u00e9voir le sens d\u2019\u00e9volution d\u2019un syst\u00e8me ferm\u00e9 en \u00e9tat d\u2019\u00e9quilibre chimique auquel l\u2019on fait alors subir une perturbation (variation de pression, de volume, de temp\u00e9rature, d\u2019un constituant, etc.)&nbsp;:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Certaines concernent les conceptions des \u00e9l\u00e8ves et des enseignants sur l\u2019\u00e9quilibre dynamique&nbsp;: <a href=\"https:\/\/www.tandfonline.com\/doi\/pdf\/10.1080\/0950069910130411\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Banerjee (1991)<\/a>&nbsp;; <a href=\"https:\/\/www.tandfonline.com\/doi\/pdf\/10.1080\/0140528850070211\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Hackeling et Garnett (1985)<\/a><\/li>\n\n\n\n<li>D\u2019autres portent plus particuli\u00e8rement sur l\u2019usage du principe de Le Chatelier et les r\u00e9ponses erron\u00e9es engendr\u00e9es&nbsp;: <a href=\"https:\/\/onlinelibrary.wiley.com\/doi\/epdf\/10.1002\/tea.3660320906\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Qu\u00edlez-Pardo et Solaz-Portol\u00e9s (1995)<\/a>&nbsp;; <a href=\"https:\/\/pubs.acs.org\/doi\/pdf\/10.1021\/ed076p554?casa_token=81dGhmsCDpAAAAAA:tpAbm9V8z0W6cP8Yhhlfl5e_3e8wyE7HkMmicm3J4GfJx7tK7I_ZV1FuOBSKQA6SaJ5HDukiFe_YKg\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Tyson, Treagust et Bucat (1999)<\/a>&nbsp;; <a href=\"https:\/\/www.tandfonline.com\/doi\/abs\/10.1080\/0140528860080409\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Gorodetsky et Gussarsky (1986)<\/a>&nbsp;; &nbsp;<a href=\"https:\/\/onlinelibrary.wiley.com\/doi\/abs\/10.1002\/%28SICI%291098-2736%28200002%2937%3A2%3C160%3A%3AAID-TEA5%3E3.0.CO%3B2-M?casa_token=TE3ygAfgDWMAAAAA%3AYtmhjGDx1unqpPJNK-RD4Vpk0f2K1kRquWEURhMh84LkcinLqbsJasTn0qCQ6tnGQazQZOytlXZABw\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Voska et Heikkinen (2000)<\/a><\/li>\n\n\n\n<li>L\u2019article de <a href=\"https:\/\/pubs.rsc.org\/en\/content\/articlehtml\/2002\/rp\/b0rp90030c\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Kousathana et Tsaparlis (2002)<\/a> porte sur les erreurs engendr\u00e9es par de potentiels crit\u00e8res d\u2019\u00e9volution d\u2019un syst\u00e8me. C\u2019est ce que font \u00e9galement <a href=\"https:\/\/www.tandfonline.com\/doi\/abs\/10.1080\/09500693.2010.519008?casa_token=QNMY4Jh4f5gAAAAA:eHIsURHPW9Hw_WRb3tE3EyARzhhFUk6BPsXSL731YDCL3MyYvvAp44vpsoNRroGtrXNXgFTVBhA\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Kermen et M\u00e9heut (2011)<\/a> \u00e0 partir du mod\u00e8le thermodynamique.<\/li>\n\n\n\n<li>Enfin, la th\u00e8se de <a href=\"https:\/\/ardist.org\/these\/kermen\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Kermen (2007)<\/a> et son ouvrage<a href=\"#_ftn2\" id=\"_ftnref2\">[2]<\/a> pr\u00e9sentent des \u00e9tudes de la pr\u00e9vision et de l\u2019explication par les \u00e9l\u00e8ves de l\u2019\u00e9volution des syst\u00e8mes chimiques. En particulier, le chapitre 5 porte sur la compr\u00e9hension qu\u2019ont les \u00e9l\u00e8ves de fin de secondaire de l\u2019\u00e9volution des syst\u00e8mes chimiques. Il s\u2019agit par exemple de d\u00e9terminer les raisons que les \u00e9l\u00e8ves donnent \u00e0 l\u2019arr\u00eat d\u2019une transformation chimique et le mod\u00e8le utilis\u00e9.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">L\u2019<a href=\"https:\/\/www.tandfonline.com\/doi\/abs\/10.1080\/0950069980200401?casa_token=dF6D9uq8XDoAAAAA:qbC504HzaE5aIqNBK0zoy1k8cRFQdBgCkcQHQQauKcvr97juEvNnBVyv50NxXSYRRePDEWLxbtc\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">article de Van Driel et al. (1998)<\/a> porte sur le changement de conception des \u00e9l\u00e8ves, d\u2019une conception statique vers une conception dynamique de la r\u00e9action chimique (en tant que mod\u00e8le).<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Des articles \u00e9tudient \u00e9galement les difficult\u00e9s des \u00e9l\u00e8ves ou \u00e9tudiants \u00e0 pr\u00e9voir le sens d\u2019\u00e9volution d\u2019un syst\u00e8me dont l\u2019\u00e9tat initial ne r\u00e9sulte pas de la perturbation d\u2019un \u00e9tat d\u2019\u00e9quilibre chimique&nbsp;: <a href=\"https:\/\/www.persee.fr\/doc\/didas_1250-0739_2000_num_16_1_1089\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Stavridou et Solomonidou (2000)<\/a>&nbsp;; <a href=\"https:\/\/www.tandfonline.com\/doi\/abs\/10.1080\/0950069950170306\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Niaz (1995)<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Les difficult\u00e9s des \u00e9l\u00e8ves \u00e0 faire le lien entre le niveau macroscopique et le niveau microscopique a \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9 par <a href=\"https:\/\/www.persee.fr\/doc\/didas_1250-0739_2003_num_22_1_1146\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Laugier et Dumon (2003)<\/a> et <a href=\"https:\/\/pubs.rsc.org\/en\/content\/articlehtml\/2003\/rp\/b2rp90035a\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Tsaparlis (2003)<\/a>. De mani\u00e8re compatible, les articles de Johnson <a href=\"https:\/\/www.tandfonline.com\/doi\/abs\/10.1080\/09500690050044062?casa_token=9YSkAV_hTcsAAAAA:kDFFCuWKxtqlM6F9ux6Z0nkfW7mKRJU967CdfNntlyWdOSe_SU6QkZ6T34rRubTBvuV_Rq0QYMQ\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">(2000)<\/a> et <a href=\"https:\/\/www.tandfonline.com\/doi\/abs\/10.1080\/09500690110095339?casa_token=flf1iADscrgAAAAA:wWE7NJRbp_CEjAy7qUY_OpGDhxMepfRghxQBQARl5bbsQiBhc2V8JraWFnTmrY_Y-XCBhP0HP-4\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">(2002)<\/a> montrent que pour les \u00e9l\u00e8ves de d\u00e9but de secondaire, il n\u2019est pas ais\u00e9 de reconnaitre un changement d\u2019esp\u00e8ces chimiques \u00e0 partir des seuls crit\u00e8res macroscopiques (point de fusion, couleur, etc.). Le recours \u00e0 un mod\u00e8le particulaire se montre aidant.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Pistes de r\u00e9flexion pour les TFE et m\u00e9moires<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Un TFE ou un m\u00e9moire pourra s\u2019int\u00e9resser \u00e0\/aux\u2026<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Difficult\u00e9s courantes des \u00e9l\u00e8ves dans notre contexte scolaire.<\/li>\n\n\n\n<li>Conceptions des \u00e9l\u00e8ves associ\u00e9es \u00e0 l\u2019\u00e9tat d\u2019\u00e9quilibre et en quoi celles-ci peuvent nuire aux apprentissages.<\/li>\n\n\n\n<li>Moyens conceptuels de faire \u00e9voluer les conceptions courantes des \u00e9l\u00e8ves.<\/li>\n\n\n\n<li>Pratiques enseignantes courantes pour enseigner les syst\u00e8mes chimiques et leurs \u00e9volutions, afin de rep\u00e9rer les avantages et inconv\u00e9nients de chaque pratique.<\/li>\n\n\n\n<li>la place de l\u2019exp\u00e9rimentation et de la mod\u00e9lisation pour ces enseignements.<\/li>\n\n\n\n<li>Etc.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a href=\"#_ftnref1\" id=\"_ftn1\">[1]<\/a> Kermen, I (2015). Mod\u00e9liser, repr\u00e9senter des transformations chimiques. Dans Evrard, T. et Amory, B. (dir.), <em>Les mod\u00e8les : des incontournables pour enseigner les sciences !<\/em> (pp.&nbsp;193-201). De Boeck.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a href=\"#_ftnref2\" id=\"_ftn2\">[2]<\/a> Kermen, I. (2018). <em>Enseigner l\u2019\u00e9volution des syst\u00e8mes chimiques au lyc\u00e9e<\/em>. Presses Universitaires de Rennes.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Pour citer cette page : Dahmouche, H. et Roelants, D. (2024).&nbsp;Syst\u00e8mes chimiques. DidacSciences. https:\/\/didacsciences.be\/. Introduction et balises L\u2019\u00e9tude des syst\u00e8mes chimiques fait appel \u00e0 de nombreux savoirs propres \u00e0 la chimie. 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