Cycle de l'eau

Résumé

Cette animation illustre le cycle de l’eau, et donne des informations sur les différents états de l’eau, les temps de résidence d’une molécule d’eau et les volumes des différents réservoirs terrestres.

Objectifs d’apprentissage

  • Visualiser le circuit naturel de l’eau dans ses différents états (liquide, gazeux et solide) entre les océans, l’atmosphère et les continents ;
  • Définir les états de l'eau, les temps de résidence et les volumes des différents réservoirs ;
  • Montrer que la vapeur d'eau est invisible, qu'un nuage n'est pas constitué de vapeur d'eau, mais d'eau liquide (très fines gouttelettes).

En savoir plus

L’eau est une ressource précieuse. Elle est abondante, mais inégalement répartie sur notre planète bleue. L’eau se présente sous différents états : liquide, solide et gazeux. Elle s’échange entre les réservoirs de la Terre que sont l'hydrosphère, l'atmosphère et la lithosphère. Ces réservoirs contiennent de l'eau, en quantité variable. Beaucoup au sein de l'hydrosphère, moins dans la lithosphère et en très faible quantité dans l'atmosphère.

L’eau de l’hydrosphère, sous l’action du Soleil, gagne son état gazeux par évaporation et s’élève dans l’atmosphère. Par condensation, l’eau retrouve sa forme liquide et regagne la lithosphère lors des précipitations. La circulation de l'eau dans la lithosphère emprunte trois voies :

  • Le ruissellement, le long des reliefs du sol ;
  • L'infiltration, à travers les fissures naturelles des sols et des roches ;
  • La percolation, en migrant lentement à travers les sols.

À travers l'infiltration et la percolation dans le sol, l'eau alimente les nappes phréatiques (souterraines) et elle regagne l’hydrosphère par ruissellement. Le cycle de l'eau est très influencé par les végétaux qui pompent l'eau du sol par leurs racines et la rejette en grande partie dans l'atmosphère par évapotranspiration (voir animation sur la « machine » arbre).

À travers l'infiltration et la percolation dans le sol, l'eau alimente les nappes phréatiques (souterraines) et elle regagne l’hydrosphère par ruissellement. Le cycle de l'eau est très influencé par les végétaux qui pompent l'eau du sol par leurs racines et la rejette en grande partie dans l'atmosphère par évapotranspiration (voir animation sur la machine arbre).

Scénario

L'enseignant introduit le sujet à partir de deux exemples couramment observés.

  • Introduction du sujet

Il vient de pleuvoir, des flaques se sont formées dans la cour de l'école. L’observation montre que quelques heures plus tard l’eau a disparu.

Vous venez de prendre une douche chaude, les vitres de la salle de bain sont pleines de buée.

  • Hypothèse et démarche d’investigation

Qu’est devenue l’eau des flaques ? Comment s'est formée la buée ?

L'enseignant note les hypothèses proposées par les enfants.

Comment peut-on mettre en évidence les hypothèses émises ? L'enseignant amene les élèves à suivre une démarche d’investigation et à proposer une série d’expériences qui pourront être réalisées par les élèves répartis par groupe.

Expériences pour mettre en évidence l’évaporation de l’eau

  • Prendre plusieurs récipients de taille et de forme différente, les remplir d’une même quantité d'eau. Déposer les récipients dans un même endroit.  
  • Prendre deux récipients identiques, les remplir d’une même quantité d'eau. Fermer un récipient, déposer les récipients dans un même endroit.
  • Prendre plusieurs récipients larges (type assiette), les remplir d’une même quantité d'eau sans les fermer. Déposer les récipients en divers endroits (sur le radiateur, dans la cour en plein soleil, à l’ombre, au réfrigérateur, au congélateur)…

Suivre l’évolution du niveau de l’eau dans chaque cas en indiquant un repère chaque jour.

Expérience pour mettre en évidence la condensation de l’eau

  • Prendre 2 récipients, remplis chacun à moitié, l’un d’eau chaude, l’autre de glaçons. Placer le récipient rempli de glaçons sur le récipient rempli d’eau chaude.
  • Attendre quelques minutes. Que s’est-il formé ? Des goutelettes, résultat de la condensation de l’eau sur une surface froide.

Conclure sur les résultats de ces expériences.

L’eau existe sous plusieurs formes, citer lesquelles.

Quelles sont les différentes formes d’eau présentes dans la nature ? quelle représentation s'en font les élèves ?

  • Comprendre 

Visualiser la vidéo Cycle de l’eau. Comparer avec les idées des élèves.

Lancer l’animation Cycle de l’eau. L'enseignant identifie avec les élèves les différents réservoirs d’eau de la terre, leur taille, l’état de l’eau dans chacun d’eux. Comment l’eau passe-t-elle de l’un à l’autre. Faire un lien avec les expériences réalisées.

  • Synthèse et ouverture

L'enseignant  questionne les élèves sur la perception qu'ils sont de la répartition des réserves naturelles d’eau dans le monde. Pourquoi certaines région sont elles pauvres en eau alors que d’autres en disposent largement (visualiser à nouveau la vidéo Cycle de l’eau au besoin). L’action de l’homme a-t-elle un effet sur certains réservoirs.

Les élèves réalisent une recherche personnelle et produisent un article scientifique qui sera présenté à l'ensemble de la classe.

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