LE cYcLE DE L`EAU

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L’EAU
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LE CYCLE
PRÉSENTATION DE L’ÉLÉMENT
Un grand bocal renferme un sol, des
plantes et de l’air. Les plantes peuvent
vivre sans aucun apport d’eau extérieur.
En effet, c’est l’eau déjà présente à l’intérieur qui, suivant un cycle, alimente les
végétaux. Vous observez des gouttes d’eau
sur les parois du bocal, illustrant ainsi le
phénomène du cycle de l’eau présenté par
cet élément.
ACCESSIBILITÉ
ÂGE
NOMBRE DE
VISITEURS
VISITEURS
NON-VOYANTS
FAUTEUILS
ROULANTS
VISITEURS
SOURDS
Tous
5
Non
Oui
Oui
MOTS CLÉS
Eau, cycle, biosphère, transpiration, évaporation, état de la matière (solide,
liquide, gazeux).
L’EAU
LE CYCLE DE L’EAU
Le module « Le cycle de l’eau » fait partie de l’îlot « apprivoiser l’eau ».Il permet
d’aborder le cycle de l’eau et la notion de biosphère à partir du constat que les
plantes qui sont dans une bonbonne fermée ne sont jamais arrosées et qu’elles
survivent.
COMMENT ABORDER
LE MODULE LORS DE LA VISITE ?
Ce module peut être abordé dans le contexte d’un travail
général sur le thème de l’eau. Les élèves sont répartis par
groupe de 2 à 5 en fonction du module. Chaque groupe
s’intéresse à un élément de « l’îlot de l’eau », observe,
manipule. Puis les groupes tournent sur les différents
éléments. Cinq élèves peuvent travailler en même temps
sur le module « cycle de l’eau ».
Pour le module « cycle de l’eau » il est important que les
élèves consacrent un temps important à l’observation
détaillée de la bonbonne.
On peut aider les élèves dans leur observation en leur
posant une série de questions : pourquoi n’est-il pas
nécessaire d’arroser les plantes dans la bonbonne ? Les
plantes ne sont pas arrosées, mais il y a des gouttes d’eau
dans la bonbonne, d’où viennent ces gouttes Quelle est la
différence entre une biosphère et un terrarium ? Comment
peut-on reproduire un écosystème ? Pourquoi ne faut-il pas
ouvrir la bonbonne ? En quoi cette biosphère illustre-t-elle
le cycle de l’eau ?
ACTIVITÉS POSSIBLES EN CLASSE
ACTIVITÉ 1 : Comprendre comment on pourrait vivre sur Mars
(cycle 3 et collège)
Situation problème
La survie à long terme sur la planète
Mars exige la construction d’un habitat stable et pouvant permettre une
production agroalimentaire (et peutêtre d’oxygène) pour ses habitants
humains.
Il n’y a pas d’épicerie sur Mars. Il n’y
existe aucune source pratique d’eau
liquide. Pas d’air à respirer… on ne
pourra donc jamais y ouvrir une
fenêtre !
On doit y vivre dans un environnement totalement fermé et scellé, dans
lequel on trouve tous les éléments
essentiels à la survie humaine.
Dans cette activité, les élèves relèvent
le défi de construire une petite biosphère stable et recherchent les conditions qui assurent le succès ou l’échec
de leur biosphère.
La recherche scientifique exige un
processus d’investigation en plusieurs
étapes : poser une question initiale,
planifier le travail de recherche, enregistrer les observations et recueillir les
données, analyser les données pour
en tirer une conclusion et communiquer les découvertes.
Liste d’équipement
1.
Un gros pot de conserve à large
ouverture (4 litres ou plus) et son
couvercle (enlever l’étiquette). Les
gros pots de cornichons ou de
moutarde utilisés par les cafétérias ou les restaurants conviennent
parfaitement.
2.Gravier ou pierre concassée.
3.Briquettes de charbon ou fragments
de bois.
4.Mousse de sphaigne ou terre riche
en humus (dans les jardineries).
5.
A ssortiment de plantes vertes,
mousses et champignons.
6.Eau.
7.Un peu d’engrais tout usage pour les
plantes.
8.Une étiquette d’identification.
Biosphère
N° d’expérience :
Conçu par :
Volume d’eau :
Contenu (types de plantes et nombre) :
Attention : environnement sensible à la température et à la lumière. Éviter le plein soleil
et les gelées.
Procédure
•Mettre une couche de 2-4 cm de
roches au fond du pot.
•Recouvrir les roches avec 2-3 cm de
charbon (écraser les gros morceaux
en miettes).
•Rajouter environ 5-6 cm de terre
riche en humus.
•Choisir une grande variété de petites
plantes vertes. Des petites mousses
et des bâtonnets recouverts de
lichens peuvent être ajoutés.
•Préparer une solution d’eau et
d’engrais selon les indications sur
le contenant d’engrais. En verser
suffisamment pour couvrir les roches
au fond du pot.
•Sceller le contenant, créer une étiquette identifiant le contenu de votre
biosphère et coller l’étiquette sur le
couvercle.
•Installer la biosphère dans un endroit
relativement chaud et éclairé.
•Enregistrer les observations.
Conseils
•Planifier une sortie sur le terrain
pour ramasser les plantes et la terre
nécessaires pour chaque biosphère.
•Certaines biosphères mourront rapidement, alors que d’autres dureront
des années. Il est très important
de documenter le plus possible le
contenu de chaque biosphère afin
de pouvoir expliquer le succès ou
l’échec de chaque biosphère.
•Utiliser de la terre et des plantes
provenant du même endroit et de
conditions identiques.
•Essayer de ne pas changer les biosphères d’endroit trop souvent, car il
est difficile pour les plantes de s’acclimater à un nouvel environnement.
L’EAU
LE CYCLE DE L’EAU
Travail des élèves à partir de leur biosphère
1-Demander aux élèves de faire un tableau qui énumère tous
les éléments de leur biosphère et ce que chaque élément
consomme et produit. Faire prédire aux élèves l’impact
global sur la biosphère de l’élimination de chaque élément
individuellement.
2-Demander aux élèves de suggérer un animal ou une plante
qui pourrait être introduit avec succès dans leur biosphère et
d’expliquer l’impact de cette introduction sur l’ensemble de
la biosphère.
3-Etablir un tableau pour définir et comparer une biosphère
et un terrarium 
AVERTISSEMENT : Ne jamais ouvrir la biosphère.
Vous risquez de détruire la capacité du système
à créer un équilibre stable. Éviter les longues
expositions aux rayons de soleil direct.
Un terrarium ?
Une biosphère ?
ACTIVITÉ 2 : Appliquer les maths à la mission sur Mars
(cycle 3 et collège)
L’être humain a besoin de consommer environ 4 litres d’eau
par jour (en aliments et breuvages) pour rester en bonne
santé.
1.De quelle quantité d’eau une personne a-t-elle besoin
pour une mission aller-retour vers Mars de 910 jours ?
2.Quelle quantité d’eau, en litres, pour un équipage de
quatre personnes ?
3.Quelle quantité d’eau, en kilogrammes, pour un équipage
de quatre personnes ?
4.Quelle quantité d’eau, en kilogrammes, pour un équipage
de quatre personnes si la moitié de l’eau consommée
peut être recyclée ?
5.Trouver une méthode pour recycler l’eau utilisée par les
plantes dans une biosphère simple.
CONSEIL Commencer par déterminer où va l’eau utilisée pour arroser les plantes.
Autre activité possible : Recherche documentaire
(cycle 3 et collège)
Pour entreprendre un voyage vers Mars nous devrons
nous fier à des machines pour aider à maintenir un environnement stable à l’intérieur de l’habitat fermé. On peut
proposer aux élèves une recherche pour trouver comment
les astronautes recyclent l’air dans la navette spatiale, ou
comment les eaux usées sont purifiées dans les usines de
traitement des eaux usées des villes.
LE SOCLE COMMUN DE CONNAISSANCES
CONNAÎTRE
ÊTRE CAPABLE DE
ATTITUDES DÉVELOPPÉES
PILIER 1 :
la maîtrise de la langue
française
• Vocabulaire associé au
module : le cycle de l’eau,
les écosystèmes…
• S’exprimer à l’oral dans
un débat
• Lire et rédiger un texte
bref, cohérent
• Faire un schéma
• Ouverture au débat
PILIER 3 :
la culture scientifique et
technologique
• Éléments de
compréhension du
monde vivant (modèle
pour expliquer le cycle
de l’eau, le principe d’un
écosystème, les besoins
des plantes)
• Observer, se questionner,
formuler une hypothèse,
la valider
• Percevoir la différence
entre modèle et réalité
• Comprendre la relation
de cause à effet
• Sens de l’observation
• Goût du raisonnement
PILIER 5 :
la culture humaniste
• Éducation au
développement durable
(les équilibres dans les
écosystèmes)
• Comprendre l’impact
de l’Homme sur son
environnement
• Comprendre et décrire le
monde réel
• Esprit critique
• Responsabilité face à
l’environnement
• Prise de conscience de la
fragilité des écosystèmes
PILIER 7 :
l’autonomie et l’initiative
• Construire son opinion
• Développer l’envie de
participer à des activités
civiques
• Sens des responsabilités
L’EAU
LE CYCLE DE L’EAU
LES PROGRAMMES SCOLAIRES
Cycle 1
• Les plantes et l’eau. L’arrosage.
• La buée, la vapeur d’eau. Histoire d’une goutte d’eau.
Cycle 2
• L’eau vapeur, l’eau liquide. Les manifestations de la vie chez les plantes, les
besoins des plantes (eau + évapotranspiration).
• Démarche de projet pour construire une biosphère et poursuivre les observations.
Cycle 3
• Éducation à l’environnement.
• Démarche scientifique (observation, hypothèse, manipulation) pour montrer
l’évapotranspiration par les feuilles.
Collège :
6e, 5e SVT, Sciences Physiques,
technologiques
4 e 3e
• Cycle de l’eau, démarche scientifique (évapotranspiration des plantes).
• Thèmes liés à la responsabilité humaine et à l’environnement (l’équilibre des
écosystèmes et de la biosphère).
Les thèmes de convergence
au collège
• Éducation à l’environnement et au développement durable (équilibre des
écosystèmes et de la biosphère). Climatologie (cycle de l’eau).
BOÎTE À OUTILS
SITES INTERNET
•Site de l’agence spatiale canadienne, qui propose un
travail pour les élèves sur la vie martienne
>>http://www.asc-csa.gc.ca/fra/educateurs/ressources
mars/3annee.asp
•Site du centre d’information sur l’eau : explication et
illustration du cycle de l’eau
>>http://www.cieau.com/accueil.htm
•Site de l’agence Rhin Meuse de l’eau dédiée aux
enfants : explication du cycle de l’eau, jeux… :
>>http://www.eau-rhin-meuse.fr/hector/index2.htm
CD-ROM et DVD
•Défends ta planète !
L’encyclopédie du développement durable CD-ROM,
PC/MAC, 2004, ISBN 92-3-203920-6 Éditions UNESCO/
Strass Productions, niveau collège mais également un
bon outil pour l’enseignant.
•« L’eau ça coule de source »
DVD émission « C’EST PAS SORCIER » : le cycle de l’eau
à la surface de la Terre.
avec la biosphère, le cycle de l’eau, l’érosion, les
écosystèmes et les climats. Il explique aussi les
menaces environnementales, de la diminution de la
couche d’ozone aux pluies acides, en passant par la
déforestation.
•« Perlette, goutte d’eau »
L’incontournable livre de Marie Colmont, éd. Album du
Père Castor en cycle 1 et 2.
•« Lou, la petite goutte d’eau »
de Jean-Claude Sarrazin, préface de jean Rouault, éd.
Joca Servia cycle 1.
•« Histoire d’une goutte »
Béatrice Alemagna, Album éd. Autrement cycle 1
•« qu’est-ce qu’une goutte d’eau ? »
David Quéré, éd. Le Pommier, la goutte d’eau
scientifique niveau collège.
•« les réserves de la biosphère »
C.Sourd, série raconte-moi - explique-moi, éd. Unesco.
Un ouvrage accessible à tous pour comprendre les
enjeux de la sauvegarde de la biodiversité, les richesses
de la biosphère, les menaces qui pèsent sur elle.
Des idées d’animation
LIVRES
•Construire et utiliser une mini-forêt
CRDP Rouen, Cassette de 25 mn Laboratoire de biologie
IUFM, 2 rue du Tronquet BP 18 76131 Mont Saint Aignan
cedex
•Un spectacle poétique et scientifique sur l’itinéraire
d’une goutte d’eau
>>http://www.culture-commune.fr/Spectacles-en
-Stock/animation-244-01.html
•L’environnement, comprendre le fragile
équilibre de la vie sur terre
Ed. Québec Amérique
Un excellent livre récent de base pour se familiariser
En partenariat avec
Le Vaisseau
1 bis rue Philippe Dollinger 67100 Strasbourg
Tél. 03 88 44 65 65 • [email protected]
Du mardi au dimanche de 10h à 18h
www.levaisseau.com