Le cycle de l’eau :
La maîtresse demande aux élèves de se souvenir des trois problématiques qu’ils ont soulevées lors d’une première observation un lendemain de pluie :
Comment l’eau devient nuage, puis le nuage devient de la pluie ?
Pourquoi et comment l’eau passe dans la terre ? A quoi ça sert ?
Pourquoi les eaux en bouteille ont des goûts différents ?
Les élèves sont ensuite répartis en trois groupes pour effectuer une rotation sur trois ateliers.
L’enseignante, la scientifique et le maître ressource sciences prennent chacun un groupe et tournent sur les ateliers après environ 30 minutes.
Le premier atelier : - Comment l’eau devient nuage, puis le nuage devient de la pluie ?
Le protocole expérimental est expliqué aux élèves, ceux-ci le réalisent :
Un verre lesté est déposé au fond d’un aquarium ;
de l’eau chaude est versée par l’enseignant dans l’aquarium ;
un film plastique étirable recouvre l’aquarium ;
des glaçons sont placés au centre du film étirable.
Les élèves observent ce qui se passe.
« Il y a de la buée sur les bords de l’aquarium et sur le film plastique ! »
« Sous les glaçons, il y a de l’eau qui coule ! »
« Ce sont les glaçons qui fondent ! »
« Oui mais l’eau des glaçons ne peut pas traverser le film plastique ! »
« C’est l’eau de la buée formée contre les glaçons ! »
« L’eau sous les glaçons coule dans le verre ! »
Les encadrants font reformuler le cycle de l’eau en demandant le pourquoi du phénomène.
« Il y a de la vapeur d’eau parce que l’eau est chaude ! »
« La vapeur d’eau forme de la buée sous les glaçons parce qu’il fait froid au contact des glaçons ! »
« L’eau tombe ensuite dans le verre ! »
Le cycle est ensuite replacé dans la nature :
« Au niveau de la mer l’eau s’évapore sous l’effet de la chaleur du soleil ! »
« La vapeur monte dans le ciel pour former les nuages ! »
« Lorsque ces nuages rencontrent du froid, ils se condensent et forment de la pluie qui retombe au sol ! »
Le second atelier : - Pourquoi et comment l’eau passe dans la terre ? A quoi ça sert ?
Les élèves disposent de trois bouteilles, de deux sacs contenant soit du sable soit du gravier et de trois verres identiques.
Les élèves découpent les bouteilles pour former un entonnoir et un récipient, ils percent un trou identique dans chaque bouchon puis remplissent soit de sable, soit de gravillon les entonnoirs.
Les questions que se posent les élèves sont :
« Avec quel dispositif, l’eau va-t-elle traverser le plus rapidement et pourquoi ? »
« Va-t-on récupérer la même quantité d’eau dans tous les récipients ? »
Les élèves réalisent l’expérience :
Il est impossible de conclure sur la vitesse à moins de refaire l’expérience plusieurs fois. En effet, dans l’un des groupes, le sable à colmater le trou empêchant ainsi l’écoulement normal de l’eau.
Dans un autre groupe, les verres n’ont pas été versés tous en même temps.
La bouteille témoin (entonnoir vide) contient le plus d’eau puis l’expérience avec les gravillons puis l’expérience avec le sable, contenant le moins d’eau.
Les élèves concluent que le sable retient plus l’eau.
Un élève explique qu’entre les cailloux ou les grains de sable, il y a des espaces qui peuvent contenir de l’eau et entre lesquels l’eau circule.
C’est la porosités !
Si les trous sont trop gros, l’eau s’écoule.
Dans le sable les espaces sont rapprochés l’eau est retenue.
Le troisième atelier : - Pourquoi les eaux en bouteille ont des goûts différents ?
Les élèves ont quatre bouteilles d’eau à gouter :
Evian
Volvic
Hépar
Mont Rocous
Ils doivent donner un avis sur le goût de chaque eau.
Dans un second temps, ils doivent émettre des hypothèses sur le pourquoi des goût différents :
« Elles ne sont pas nettoyées de la même façon ! »
« Elles ne viennent pas du même endroit ! »
« Quand elles s’infiltrent dans le sol, elles traversent des sols différents ! »
L’enseignant ou le chercheur explique que l’eau mise en bouteille n’est pas nettoyée mais qu’elle est mise en bouteille à la source sans traitement.
La première hypothèse est donc invalidée.
Pour vérifier les hypothèses suivantes, les élèves vont chercher sur internet l’origine des différentes eaux. Ils placent sur la carte de France, une étiquette correspondant à chaque eau.
Ils observent la carte et constatent que les eaux proviennent de massifs montagneux différents (Alpes, Vosges, Massif Central et Pyrénées). Les sols traversés sont différents ce qui donne des goûts différents.
Enfin pour faire la synthèse du cycle de l’eau et de l’écoulement terrestre, la scientifique présente une maquette.
Afin de comprendre la propagation des minéraux dans les eaux en bouteilles (ou une pollution), elle verse un colorant sur la maquette puis arrose pour représenter la pluie.
Elle ouvre un robinet à l’opposé de la maquette représentant la source. Les élèves observent la variation des niveaux d’eau et la propagation du colorant. Ils constatent que l’eau circule en profondeur à travers le sable pour arriver à la source en transportant les minéraux (ou une pollution).
La CSTI Aix-Marseille
La vie des Réseaux
Partenaires Scientifiques pour la Classe (ancien ASTEP)
