{"id":832,"date":"2023-08-11T15:36:30","date_gmt":"2023-08-11T13:36:30","guid":{"rendered":"https:\/\/didacsciences.be\/?page_id=832"},"modified":"2024-12-12T21:36:30","modified_gmt":"2024-12-12T20:36:30","slug":"electricite-et-electrocinetique","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/didacsciences.be\/index.php\/home\/concepts-scientifiques\/electricite-et-electrocinetique\/","title":{"rendered":"\u00c9lectricit\u00e9 et \u00e9lectrocin\u00e9tique"},"content":{"rendered":"\n

Pour citer cette page : Dahmouche, H. et Roelants, D. (2023).\u00a0\u00c9lectricit\u00e9 et \u00e9lectrocin\u00e9tique<\/em>. DidacSciences. https:\/\/didacsciences.be\/.<\/p>\n\n\n\n

Introduction et balises<\/h2>\n\n\n\n

Les ph\u00e9nom\u00e8nes \u00e9lectriques fascinent et sont au c\u0153ur de notre soci\u00e9t\u00e9, et pourtant, ils restent difficiles \u00e0 pleinement comprendre. La litt\u00e9rature montre des difficult\u00e9s \u00e0 l\u2019apprentissage des savoirs sur l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 au sens large.<\/p>\n\n\n\n

Le savoir sur l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 a un caract\u00e8re ph\u00e9nom\u00e9notechnique certain puisqu\u2019il est un savoir constitu\u00e9 sur une nouvelle nature<\/em> : \u00ab nature instrument\u00e9e et pens\u00e9e humainement dans une histoire de l’homme. \u00bb (Bachelard[1]<\/a>, 1951\/1965, p. 101). Il est li\u00e9 \u00e0 la technique dans la nature<\/em> (p. 125) qui donne une \u00ab finalit\u00e9 \u00e0 des forces dispers\u00e9es \u00bb (p. 5).<\/p>\n\n\n\n

Au d\u00e9part, le terme, electricus<\/em>, serait apparu avec William Gilbert (Cariou[2]<\/a>, 2019, p. 278) au sujet d\u2019une distinction d\u2019attraction, entre la magn\u00e9tique et l\u2019\u00e9lectrique. Newton aurait fait une distinction analogue en assimilant l\u2019attraction\/r\u00e9pulsion \u00e9lectrique \u00e0 d\u2019autres ph\u00e9nom\u00e8nes (lumi\u00e8re, vibration, sensations, mouvements musculaires) via un \u00ab esprit universel \u00bb (p. 383-384). D\u2019apr\u00e8s Benseghir et Closset (1993)<\/a> ces premi\u00e8res connaissances construites d\u2019\u00e9lectrostatique vont faire obstacle \u00e0 l\u2019\u00e9laboration du savoir en \u00e9lectrocin\u00e9tique : les humains vont se focaliser sur les attractions\/r\u00e9pulsions, expliqu\u00e9es en termes de fluides \u00e9lectriques positifs ou n\u00e9gatifs. Ce n\u2019est qu\u2019avec la \u00ab chaine galvanique \u00bb, circuit \u00e9lectrique ferm\u00e9, que le caract\u00e8re dynamique du ph\u00e9nom\u00e8ne \u00e9lectrique est introduit (au contraire des p\u00f4les qui induisent un raisonnement statique).<\/p>\n\n\n\n

Notons que l\u2019exp\u00e9rience de Volta n\u2019est pas spontan\u00e9e ni gratuite, elle rel\u00e8ve d\u2019une intuition portant sur une controverse (Bensaude-Vincent et Stengers[3]<\/a>, 1993, p. 143-144) :<\/p>\n\n\n\n

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<\/p>\n\u00ab Volta est un physicien, form\u00e9 dans la tradition laplacienne, incapable de diss\u00e9quer une grenouille. Son intention \u00e9tant de prouver qu’il n’existe qu’une seule \u00e9lectricit\u00e9, celle des physiciens, il remplace le muscle et le nerf de la grenouille de Galvani, branch\u00e9s entre fer et cuivre, par des bouts de carton et des chiffons mouill\u00e9s. Cet analogon<\/em> du montage de Galvani se pr\u00e9sente comme une colonne o\u00f9 sont empil\u00e9s des disques de cuivre alternant avec des disques d’\u00e9tain et, plus tard, des disques d’argent avec des disques de zinc. Chaque paire est s\u00e9par\u00e9e par des petits morceaux de carton ou de cuir imbib\u00e9s d’eau ou d’un autre liquide. \u00bb<\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n

Alors que Galvani avait largement \u00e9tudi\u00e9 les nerfs et les muscles avant d\u2019envisager l\u2019influence de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 sur les nerfs. De m\u00eame, l\u2019exp\u00e9rience du cerf-volant de Franklin n\u2019a rien de l\u2019exp\u00e9rience spontan\u00e9e, elle rel\u00e8ve d\u2019une v\u00e9rification \u00e0 faire sur une hypoth\u00e8se publi\u00e9e (Cariou[2]<\/a>, 2019, p. 486).<\/p>\n\n\n\n

Au niveau didactique, la pleine compr\u00e9hension du circuit \u00e9lectrique demanderait le d\u00e9passement du raisonnement s\u00e9quentiel. Il s\u2019agirait par exemple de rompre avec les explications du type \u00ab le courant sort de la pile par la borne positive, passe dans un premier r\u00e9cepteur, puis un second, puis retourne enfin dans la pile par la borne n\u00e9gative \u00bb, qui laissent penser \u00e0 un enchainement de causes. Autre exemple d\u2019explication \u00e0 d\u00e9passer : \u00ab U = RI, la r\u00e9sistance augmente donc la tension U augmente \u00bb. Or, les ph\u00e9nom\u00e8nes consid\u00e9r\u00e9s sont quasi-simultan\u00e9s puisque les variables sont en permanence en relation. Un tel raisonnement peut d\u2019ailleurs \u00eatre retrouv\u00e9 dans d\u2019autres domaines (par exemple : \u00ab La densit\u00e9 du gaz diminue, donc sa pression diminue \u00bb. Des publications pr\u00e9sentent ce raisonnement (disponibles ci-dessous).<\/p>\n\n\n\n

D\u2019autres difficult\u00e9s peuvent \u00eatre mises en \u00e9vidence, comme celles construites avec l\u2019analogie du fluide (analogie hydraulique). Dans cette analogie, l\u2019id\u00e9e que la pile ou la batterie puisse \u00eatre \u00ab charg\u00e9e \u00bb laisse penser \u00e0 certains \u00e9l\u00e8ves que cette pile ou batterie va \u00ab consommer \u00bb le fluide (Robardet et Guillaud[4]<\/a>, 1997, p. 173-174 ; Dupin et Johsua, 1986<\/a>), ce qui fait que le retour \u00e0 l\u2019autre borne n\u2019est donc pas souvent envisag\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

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Figure : Exemples de repr\u00e9sentations de circuits \u00e9lectriques indiquant une conception \u00ab consommation \u00bb. Tir\u00e9e de Shipstone (1985, p. 35)<\/a>.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

De nombreuses autres difficult\u00e9s ont \u00e9t\u00e9 document\u00e9es (Robardet et Guillaud[4]<\/a>, 1997 ; Dupin et Johsua, 1986<\/a> ; McDermott et Shaffer, 1992<\/a> ; etc.). Elles persistent souvent m\u00eame apr\u00e8s enseignement d\u2019autant que pour Robardet et Guillaud, ces difficult\u00e9s ne seraient pas rencontr\u00e9es par les \u00e9l\u00e8ves (p. 176).<\/p>\n\n\n\n