Fabriquer un bateau en pâte à modeler qui flotte
« Le bateau qui ne devait pas flotter »
- ÂgeDès 6 ans
- Durée30 min
- AdulteAdulte dans la pièce
- OùSur une table
Fabrique un bateau en pâte à modeler qui flotte et observe ce que la forme change ! Dès 6 ans, avec un adulte dans la pièce, transforme une boule qui coule en petite coque capable de porter des trombones. Prévois 5 minutes de préparation et 25 minutes d'expérience sur une table protégée par un torchon.
La question
Comment faire flotter une matière qui coule ?
Ton idée
Que va-t-il se passer, à ton avis ? Choisis une idée avant de commencer.
Le matériel
- 50 g au total, réutilisés pendant toute l'expérience Pâte à modeler compacte, qui ne se dissout pas dans l'eau et dont une boule coule
- 1 bassine, avec environ 8 cm d'eau Bassine d'eau à température ambiante
- 6 trombones de même taille Trombones pour charger le bateau
- 1 Torchon
L’expérience
- 1
Installe la bassine sur le torchon, au milieu d'une table stable. Compte les 6 trombones avec l'adulte et place-les au sec, à côté de la bassine.
- 2
Rassemble les 50 g de pâte à modeler en une seule boule. Dépose-la doucement dans l'eau, puis retire ta main pour observer où elle se place.
- 3
Récupère toute la pâte et tamponne-la avec un coin sec du torchon. Aplatis-la en un disque un peu plus large que ta paume.
- 4
Relève le bord du disque tout autour pour former une coque ouverte. Pince doucement la pâte pour obtenir un fond continu, des parois assez fines et un bord régulier, sans trou.
Garde toute la pâte : il faut comparer deux formes faites avec exactement la même quantité.
- 5
Pose la coque bien à plat sur l'eau, avec son ouverture vers le haut, puis lâche-la doucement. Si l'eau entre immédiatement, récupère toute la pâte, sèche-la et reforme une coque plus régulière avant de la reposer.
- 6
Ajoute les trombones un par un au centre du bateau, en les répartissant de chaque côté. Après chaque ajout, retire ta main et observe le bord ; arrête dès que l'eau commence à entrer, ou lorsque les 6 trombones sont à bord.
- 7
Retire les trombones, puis sors le bateau de l'eau. Compte de nouveau les 6 trombones avec l'adulte et rassemble tous les morceaux de pâte sur le torchon.
Observe
La boule compacte descend au fond de la bassine. Avec la même pâte, une coque assez large et bien formée reste à la surface, avec son intérieur au sec. Quand tu ajoutes des trombones, le bateau s'enfonce davantage et son bord se rapproche de l'eau. Si le bord passe sous la surface, l'eau entre et le bateau peut couler ; il est aussi possible qu'il porte les 6 trombones sans prendre l'eau.
À noter dans ton carnet
- La position de la boule : à la surface ou au fond.
- La forme de la coque qui réussit à flotter, dessinée de dessus et de côté.
- Le nombre de trombones portés avant la première entrée d'eau, dans la limite de 6.
- L'endroit où l'eau entre en premier, si cela se produit.
Comprendre
L'eau pousse les objets vers le haut. En forme de bateau, ta pâte peut écarter assez d'eau pour que cette poussée la soutienne avant que l'eau entre par le bord.
La boule et le bateau contiennent exactement la même quantité de pâte. Leur masse, c'est-à-dire la quantité de matière qu'ils contiennent, ne change donc pas. Pétrir la pâte ne la rend pas plus légère. En lui donnant une autre forme, tu changes la place qu'elle occupe dans l'eau.
Quand un objet entre dans l'eau, il prend une place que l'eau occupait auparavant : il déplace de l'eau. L'eau exerce sur lui une force vers le haut, appelée poussée d'Archimède. Cette poussée est égale au poids de l'eau déplacée. Plus le volume immergé, c'est-à-dire la place occupée sous la surface, est grand, plus cette poussée est importante.
La boule compacte de cette expérience est plus dense que l'eau : à volume égal, sa pâte a une masse plus grande que celle de l'eau. On appelle masse volumique la masse contenue dans un volume donné. Même entièrement sous l'eau, la boule ne déplace pas assez d'eau pour être soutenue. Elle descend donc au fond.
La coque creuse occupe une place plus large que la boule. Tant que son intérieur reste sec, l'eau reste à l'extérieur de cette coque, même si les parois sont fines. Le bateau peut ainsi déplacer assez d'eau pour que la poussée vers le haut équilibre son poids. C'est aussi ce qui permet à une grande barque de porter des passagers : sa coque garde un espace intérieur au sec.
Chaque trombone ajoute de la masse. Pour porter cette charge, le bateau doit déplacer davantage d'eau : il s'enfonce donc un peu plus. Mais il lui faut garder une partie du bord au-dessus de la surface. Lorsque l'eau entre, la coque perd sa réserve d'espace sec et peut s'enfoncer davantage. Une charge mal répartie peut aussi faire pencher le bateau et provoquer une entrée d'eau d'un seul côté.
- Coque
- Partie extérieure du bateau qui forme son fond et ses côtés.
- Masse
- Grandeur qui indique la quantité de matière d'un objet ; elle se mesure notamment en grammes.
- Volume immergé
- Place occupée par un objet sous la surface de l'eau.
- Poussée d'Archimède
- Force exercée par l'eau vers le haut sur un objet ; elle est égale au poids de l'eau déplacée.
- Masse volumique
- Masse contenue dans un volume donné, utile pour comparer des matières à volume égal.
Nouveau défi : Deux coques, une même quantité de pâte
Avec les mêmes 50 g de pâte, compare une coque ronde et une coque allongée, l'une après l'autre. Prédis laquelle portera le mieux les mêmes 6 trombones, puis ajoute-les un par un en les répartissant au centre. Arrête chaque essai dès la première entrée d'eau et compare tes résultats. Si les deux portent les 6 trombones, note simplement cette égalité : tu n'as pas besoin d'ajouter une charge.
Autres idées à tester
- Avec une coque qui flotte, compare deux répartitions des mêmes 4 trombones : bien répartis au centre, puis regroupés près d'un côté. Récupère les trombones entre les essais et observe si le bateau penche.
Ranger et jeter
Récupère toute la pâte, laisse sa surface sécher et range-la selon les indications de son emballage. Compte et range les 6 trombones avec l'adulte. L'adulte vérifie que la bassine est vide et que la table ainsi que le sol sont secs ; le torchon peut ensuite être lavé.
L'eau peut aller à l'évier après retrait de tous les morceaux de pâte et de tous les trombones. La pâte ne va pas à l'évier : conserve-la si elle reste utilisable, sinon place-la dans les ordures ménagères. Les trombones sont séchés et conservés pour une prochaine activité.
Pour les enseignants et les animateurs
- Classes
- Dès 6 ans ; cycle 2, du CP au CE2, et cycle 3, du CM1 à la 6e.
- Notion
- Flottaison, influence de la forme à masse constante et rôle du volume d'eau déplacé. Au cycle 3, première approche qualitative de la poussée d'Archimède.
- Compétences
- Formuler une hypothèse et la confronter à une observation.
- Comparer deux objets en conservant la même quantité de matière.
- Observer, compter une charge et représenter un résultat par un dessin.
- Distinguer ce qui est observé de l'explication proposée.
- En classe
- Pour 25 élèves, prévoyez 5 groupes de 5, avec par groupe 50 g de pâte, 1 bassine contenant environ 8 cm d'eau, 6 trombones et 1 torchon. Comptez 5 minutes de préparation puis 25 minutes d'expérience, en alternant les rôles de modeleur, déposant, observateur, compteur et dessinateur. Vérifiez vous-même le comptage des petites pièces au début et à la fin, et faites vider les bassines après usage sous votre contrôle. Lors de la mise en commun, comparez surtout les formes et les conditions d'entrée d'eau : le nombre de trombones ne suffit pas à expliquer une réussite.
- À la fin, l’élève sait…
- L'élève doit pouvoir dire que la quantité de pâte reste identique, mais qu'une coque creuse peut déplacer assez d'eau pour être soutenue. Il doit aussi décrire une observation précise : en ajoutant une charge, le bateau s'enfonce et son bord se rapproche de l'eau.
Questions fréquentes
Pourquoi notre bateau coule-t-il dès qu'on le pose ?
Vérifiez d'abord que l'eau n'entre pas par un trou ou un bord trop bas. Une coque étroite, avec un fond très épais, peut aussi s'enfoncer avant de déplacer assez d'eau. Récupérez toute la pâte, séchez sa surface et reformez un fond plus large avec des parois régulières. Déposez ensuite la coque bien à plat, sans la pousser sous l'eau.
Toutes les pâtes à modeler conviennent-elles ?
Non : certaines pâtes sont très légères et flottent déjà en boule, tandis que d'autres se dispersent dans l'eau. Pour cette expérience, utilisez une pâte compacte, résistante à l'eau, dont une boule descend au fond. Vous pouvez vérifier ces propriétés sur une petite portion prise dans les 50 g, puis la réunir au reste avant de commencer. Si la pâte ne convient pas, reportez l'activité plutôt que d'interpréter un résultat qui ne teste pas la question prévue.
Faut-il absolument trouver combien de trombones font couler le bateau ?
Non, l'objectif principal est de comparer la boule et la coque avec la même quantité de pâte. Si votre bateau porte les 6 trombones, le résultat est déjà intéressant. Notez qu'il porte au moins cette charge, sans chercher sa limite exacte. Vous pouvez ensuite comparer deux formes avec le même matériel et les mêmes quantités.
Vérifiée avant publication
Cette expérience a été relue le 15 octobre 2026 par notre contrôle de sécurité et notre contrôle scientifique : 60 phrases relues une à une, dont 19 appuyées par une citation des sources ci-dessous ; aucune erreur restante.
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