Abstract :
[fr] Il existe actuellement un consensus sur le fait que les scientifiques ne décrivent pas la réalité telle qu’elle est dans toute sa complexité mais qu’ils en construisent des représentations qui leur permettent de l’expliquer partiellement et de la maîtriser, partiellement également. De telles représentations sont généralement appelées des modèles et le processus de leur construction est la modélisation. Les référentiels et programmes de sciences insistent de plus en plus, dans un souci d’authenticité épistémologique, sur la nécessité de confronter les élèves aux modèles établis et à leur élaboration, afin qu’ils se constituent une vision aussi fidèle que possible de l’entreprise scientifique.
Le concept de modèle possède des composantes multiples et il n’est pas aisé d’en donner une définition compacte, complète et définitive. On pourrait tenter de dire, en bref, que modéliser, c’est simplifier délibérément pour pouvoir expliquer et agir efficacement. On peut envisager différents types de modèles qui ne s’excluent pas mutuellement. On les rencontrera dans les différentes activités expérimentales que nous proposons.
(i) On peut tout d’abord modéliser une situation expérimentale complexe (une pile commerciale ou un accumulateur, par exemple) par une autre situation apparentée mais plus simple et dont on contrôle mieux les paramètres, afin de mettre leur influence en lumière. Diverses expériences sur les piles (de Daniell, entre autres) illustrent cet aspect. Les expériences proposées sur la diffusion entrent également dans cette catégorie.
(ii) En chimie, le principe explicatif fondamental consiste à fonder les observations macroscopiques sur des processus décrits au niveau sub-microscopique (atomes, molécules, ions, électrons). Cette représentation sub-microscopique peut être schématique et/ou symbolique. Pour plusieurs des expériences proposées, on demande de représenter schématiquement les mouvements des particules concernées. On demande aussi de traduire le phénomène en un langage symbolique, l’écriture de la réaction chimique. Ici aussi, il s’agit d’une modélisation : quand on écrit HCl(aq), par exemple, on remplace une situation complexe et relativement mal définie – des ions H3O+ et des ions Cl- hydratés avec éventuellement plusieurs couches d’hydratation – par une écriture compacte qui représente de manière conventionnelle l’essentiel de l’information dont on a besoin dans un but déterminé (un titrage, par exemple).
