Matériaux et objets techniques en CM2 : leçon, exercices et évaluation

1. Distingue l’objet technique et le matériau

Observe les objets qui t’entourent : une bouteille, un vélo, une fenêtre, un pull ou une règle. Certains existent dans la nature, comme un caillou, une feuille ou une branche. D’autres ont été imaginés, fabriqués ou transformés par des humains pour répondre à un besoin : ce sont des objets techniques. Une gourde répond au besoin de transporter une boisson. Un parapluie répond au besoin de se protéger de la pluie. Une chaise répond au besoin de s’asseoir. Un objet technique peut être simple, comme une cuillère, ou plus complexe, comme un vélo. Il est souvent composé de plusieurs pièces qui ont chacune un rôle. Le matériau, lui, est la matière utilisée pour fabriquer un objet ou une partie d’objet. Le verre est un matériau ; une vitre est un objet fabriqué avec du verre. Le bois est un matériau ; une table peut être fabriquée avec du bois. Le plastique est un matériau ; une règle peut être fabriquée avec du plastique. Pour bien parler des objets, pose-toi toujours deux questions : « De quel objet s’agit-il ? » puis « Avec quel matériau est-il fabriqué ? ». Cette différence t’aidera à décrire précisément ce que tu observes.

2. Classe les grandes familles de matériaux

• Les matériaux métalliques comprennent par exemple le fer, l’acier, l’aluminium et le cuivre. Ils sont souvent solides et peuvent conduire l’électricité.
• Les plastiques sont des matériaux fabriqués et transformés par les humains. Ils peuvent être rigides ou souples, opaques ou transparents.
• Le verre est souvent transparent et imperméable. Il laisse passer la lumière, mais peut se casser lors d’un choc.
• Le bois vient des arbres. Il peut être solide, assez léger et agréable à tenir. Il doit être protégé de l’humidité dans certains usages.
• Les textiles, comme le coton, la laine ou certains tissus fabriqués, servent notamment à fabriquer des vêtements, des sacs ou des rideaux.
• Les matériaux minéraux, comme la pierre, le sable, l’argile ou la céramique, sont utilisés dans les constructions, la vaisselle ou les revêtements.

3. Observe les propriétés d’un matériau

Pour choisir un matériau, ne te contente pas de son apparence. Cherche ses propriétés, c’est-à-dire ses caractéristiques utiles. Un matériau rigide garde sa forme et se plie difficilement : une planche de bois ou une règle métallique peuvent être rigides. Un matériau souple se déforme facilement : du tissu ou du caoutchouc peuvent être souples. Un matériau résistant supporte assez bien les chocs, les efforts ou l’usure selon l’usage prévu. Attention : résistant ne veut pas dire indestructible. Un matériau imperméable ne laisse pas passer l’eau : le verre, le métal et certains plastiques peuvent être imperméables. À l’inverse, un tissu ordinaire peut laisser passer l’eau. Un matériau transparent laisse voir à travers lui, comme du verre propre ou certains plastiques. Un matériau opaque ne laisse pas voir à travers lui, comme le carton ou le bois. Certains matériaux conduisent l’électricité, notamment les métaux. D’autres l’isolent davantage, comme le plastique ou le bois sec. Une gaine plastique autour d’un fil électrique aide donc à protéger les personnes. Une même famille de matériaux peut regrouper des matériaux aux propriétés différentes : il faut observer l’objet réel et son utilisation.

4. Relie une propriété à un usage

Règle à retenir

5. Comprends qu’un objet peut utiliser plusieurs matériaux

La plupart des objets techniques ne sont pas fabriqués avec un seul matériau. Observe un vélo : son cadre peut être métallique, ses pneus sont en caoutchouc, sa selle contient souvent des matériaux souples, ses réflecteurs peuvent être en plastique et certains câbles comportent du métal recouvert de plastique. Chaque matériau répond à un besoin particulier. Le cadre doit soutenir le poids et garder sa forme : on cherche donc un matériau rigide et résistant. Les pneus doivent rouler, adhérer au sol et absorber une partie des irrégularités : on utilise un matériau souple et résistant à l’usure. Les câbles électriques ont besoin d’une partie métallique pour conduire l’électricité et d’une protection isolante autour. Pour analyser un objet, repère d’abord ses différentes parties. Ensuite, nomme le matériau de chaque partie. Enfin, explique le lien entre ce matériau et son rôle. Tu peux utiliser une phrase modèle : « La partie … est fabriquée en … car elle doit être … ». Par exemple : « La vitre est fabriquée en verre car elle doit laisser passer la lumière tout en restant rigide. » Il existe parfois plusieurs solutions possibles : un fabricant peut choisir un matériau différent s’il respecte les propriétés nécessaires.

6. Suis une méthode pour choisir un matériau

Imagine que tu dois fabriquer le toit d’un petit abri pour protéger un livre de la pluie. Commence par préciser le besoin : le livre doit rester sec. Puis indique le rôle de la pièce : le toit doit couvrir et protéger. Cherche ensuite les propriétés indispensables : le matériau doit être imperméable, assez rigide pour tenir en place et suffisamment résistant pour ne pas se déchirer facilement. Compare enfin plusieurs matériaux. Un morceau de carton ordinaire est rigide, mais il absorbe l’eau : il ne convient pas seul sous la pluie. Un tissu ordinaire est souple, mais souvent peu imperméable : il ne convient pas seul non plus. Une plaque de plastique rigide peut convenir si elle est imperméable et assez solide. Après ton choix, vérifie aussi si l’objet sera facile à utiliser, sûr, durable et possible à réparer. Le meilleur choix dépend toujours de la situation. Un matériau léger est utile pour un objet à porter ; un matériau très résistant peut être plus utile pour une pièce qui supporte de lourdes charges. Ne retiens pas une réponse sans raison : explique toujours la propriété qui justifie ton choix.

7. Pense aussi à l’environnement et à la durée de vie

• Avant de fabriquer ou d’acheter, demande-toi si l’objet est vraiment nécessaire et s’il peut être utilisé longtemps.
• Privilégie, quand c’est possible, un objet solide, réparable ou réutilisable plutôt qu’un objet jetable.
• Trie les matériaux selon les consignes de collecte de ton lieu de vie afin qu’ils puissent parfois être recyclés.
• Réutilise un matériau lorsque cela est adapté et sans danger : un bocal en verre peut devenir un rangement, par exemple.
• Évite de penser qu’un matériau est toujours meilleur qu’un autre : son intérêt dépend de l’objet, de son usage, de sa fabrication et de sa fin de vie.

Attention aux mots proches

8. Parle comme un scientifique et un technicien

Lorsque tu présentes un objet technique, organise ta réponse. Commence par le nom de l’objet et le besoin auquel il répond. Décris ensuite ses parties importantes. Nomme les matériaux employés, puis leurs propriétés utiles. Termine par une justification complète. Par exemple, pour une bouteille réutilisable, tu peux écrire : « Cette bouteille sert à transporter une boisson. Son bouchon doit fermer le récipient et empêcher le liquide de sortir : il doit donc être étanche. Son corps doit résister aux petits chocs et être facile à transporter. » Si tu ne connais pas exactement le nom du matériau, observe avec soin et formule une hypothèse : « Cette partie semble être en plastique car elle est légère et légèrement souple. » Une hypothèse doit pouvoir être vérifiée en cherchant une information fiable ou en observant davantage. Nova te donne son dernier conseil : un bon choix de matériau répond toujours à une question simple, « Qu’est-ce que cette partie doit réussir à faire ? ». Quand tu trouves la réponse, les propriétés à rechercher deviennent plus faciles à repérer.