Raphaël Sager –CPD Sciences, technologies et développement durable - Académie de Strasbourg – 2015/2016

1. La nappe phréatique

Matériel : 1 aquarium en verre (ne raye pas) – gravier de filtration ou galets à placer en couche de fond –

sable à placer par-dessus – éventuellement, gazon (semer en barquette 10 jours avant), figurine,

maisonnette, rochers, pour réaliser un paysage.

2. Le puits de captage

Matériel : 1 petite pompe (se récupère sur des fontaines décoratives d’intérieur – petits aquariums…) – 1

contenant en verre capable de contenir la pompe.

Modélisation d’une nappe phréatique et d’un château d’eau

couche imperméable

gravier-galets

sable

sol

tube en plastique (percé de plusieurs trous)

tuyau pour aquariophilie

joint

pompe

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3. Le système de prétraitement de l’eau (à ne pas introduire dès le

début)

Matériel : 1 contenant transparent avec couvercle étanche à visser – tuyau en silicone d’aquariophilie –

morceaux de mousse – sable – coton – charbon actif – mèche métal 5mm (forêt pour perceuse)

4. Le château d’eau

Matériel : 1 support pour surélever le château d’eau (tabouret ou bien montage d’uns structure simple

en bois) – 1 seau transparent – tuyaux pour aquariophilie – T de liaison et robinets d’arrêt (se trouve en

jardinerie pour le micro-arrosage)

récipient transparent

capuchon transparent

mousse, éponge…

gravier, pouzzolane…

sable

charbon actif

coton, papier absorbant…

récipient transparent (à fixer sur le support)

support en bois, tabouret…

passage des tuyaux (au plus simple, percer 5mm avec une mèche « métal » - système photographié trop chronophage)

tuyau en silicone pour aquariophilie

matériel de micro-irrigation :

robinets d’arrêt – T de liaison…

Tout le matériel est vendu en magasin de bricolage…

Raphaël Sager –CPD Sciences, technologies et développement durable - Académie de Strasbourg – 2015/2016

5. Principe de fonctionnement

En remplissant progressivement l’aquarium avec de l’eau (sur l’herbe), les élèves remarquent qu’elle va

occuper l’espace entre le gravier.

L’eau peut aller jusqu’au niveau du sol. Petit à petit, elle pénètre dans le puits de captage (grâce aux

trous percés) avant d’être pompée et envoyée vers le système de prétraitement.

L’eau, potable à présent, est ensuite envoyée vers le château d’eau qui est surélevé (permet une

distribution grâce à la pression selon le principe des vases communicants).

6. Simuler une pollution de la nappe phréatique

Il suffit de faire couler une cartouche entière d’encre rouge sur l’herbe (peut représenter un excès

d’engrais par exemple) puis d’arroser la culture. (Phénomène de lessivage des sols)

Proposer le système SANS la partie « prétraitement ». Les élèves sont amenés à observer ce qui se

passe et à en déduire les conséquences pour le consommateur. L’eau qui arriverait à nos robinets

serait polluée. Ils pourront proposer leurs solutions pour résoudre le problème (la filtration ou le

« nettoyage » seront sans doute proposés, y compris la non utilisation des engrais. Pour cette

dernière proposition, il sera judicieux d’introduire la notion d’agriculture raisonnée car la première

cause de pollution est un excès d’engrais).

pollution de la nappe

sans prétraitement

avec prétraitement

Raphaël Sager –CPD Sciences, technologies et développement durable - Académie de Strasbourg – 2015/2016

7. Des propositions d’activité

Extrait des programmes de 2008

- Découverte de l’existence de la nappe phréatique (cahier d’Ariena 5, pages 2-3-4) - Découverte du circuit de l’eau domestique

- Investigation sur le terrain et internet : prendre en photos les différents éléments (visibles) de sa commune (station de captage, station de prétraitement, château d’eau…) et les placer sur une photo aérienne.

- Réalisation d’expérimentations sur les vases communicants (cf doc Mme Chantal, IUFM Melun) - Critique d’une modélisation numérique ICI . - Modélisation d’une nappe phréatique, de la station de prétraitement, du château d’eau. Créer des

groupes d’élèves qui s’occupent chacun d’une partie du circuit. - Modélisation d’une pollution de la nappe due à un lessivage de sol. - [en lien avec l’EMC] Débat sur l’utilisation des engrais, produits phyto-sanitaires… - Les utilisations de l’eau domestique (Cahier d’Ariena 5 page 8) - Visite d’une station d’épuration - Modélisation d’une station d’épuration, à relier au reste et sur une maquette physique. - Le cycle de l’eau dans la nature - Retour sur notre utilisation personnelle de l’eau – réflexion sur des gestes écocitoyens –

établissement d’une charte, petites vidéos de sensibilisation, affiches de prévention, …

Issu de : http://fr.slideshare.net/bibaarchitecte/alimentation-en-eau-potable1