École A. Daudet La Rivière de corps Puiser l eau CE2. Séance N 1

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1 École A. Daudet La Rivière de corps Puiser l eau CE2 Séance N 1 1) Présentation du projet : Comment faire remonter de l'eau? A partir de la photographie d un puits A partir de l actualité : aide à la population d Asie du Sud 2) Individuellement : Recueil exhaustif des propositions Chaque enfant est invité à dessiner sur une feuille son idée : Comment faire remonter l eau d'un puits? 3)Présentation des différentes idées et classement par grandes familles- Collectivement au tableau Si nécessaire, l enseignant aide les enfants à caractériser ou nommer les différents procédés ; repérer les différences, les ressemblances 8 grandes idées se dégagent ficelle + bassine+ crochet (avec ou sans poulie...) moulin à eau (qui est en fait un moulin à vent auquel on a fixé des sceaux au niveau des ailes!) chaîne de sceaux aspirer l'eau utiliser des pompes presser l'eau (principe du piston) faire monter l'eau avec de l'air par évaporation puis condensation sur une surface métallique 3) Constitution des équipes de travail Répartition en groupes Séance n 1 bis :Production d'écrit Les groupes étant constitués en mettant ensemble les enfants ayant eu la même idée; lors d'une séance intermédiaire, ils réaliseront un schéma de présentation. Les schémas seront photocopiés sur transparents afin d'être présentés sur écran à l'ensemble de la classe. Le dernier principe (évaporation/ condensation) sera écarté car il ne répond pas à une approche «technologique» et sera exploité ultérieurement en sciences physiques

2 Un document de synthèse sera réalisé à destination de chaque élève regroupant les idées de toute le classe. (Montage des 7 grandes idées retenues sur format A3 à coller dans le cahier d'expériences) 1. rappel des 7 projets des groupes Séance n 2 2. Mise en évidence des similitudes et différences entre les projets afin de travailler en 2 demi- classes en parallèle moulin, chaîne de sceaux et sceau remontés à l'aide d'une poulie travailleront ensemble aspiration et pression de l'eau vont travailler ensemble. 3. Mise en activité des deux demi- classes Groupe ficelle +sceau: le sceau est remonté au départ sans poulie, la ficelle est passée dans un crochet guide. Le sceau flotte sur l'eau => il faut le lester. Ce problème résolu, les enfants décident d'introduire une poulie. Nécessité de mettre en place un axe (bâtonnet de bois) Sous le poids du sceau rempli d'eau, l'axe plie, se déforme. Groupe presser l'eau: Des pistons sont réalisés sur une maquette de petite taille. Difficulté d'ajuster la taille réelle du piston au diamètre de la boîte de conserve qui représente le puits. S'il est trop petit l'eau passe par dessus et la pression du piston ne peut être efficace. Déformation du piston car matériaux utilisés: carton, polystyrène Séance n 3 1. Répartition en deux demi-classes et reprise des activités en apportant des solutions aux problèmes rencontrés lors de la dernière séance Groupe sceau + ficelle + poulie : une poulie avec une gorge plus profonde est réalisée (ajout de rebords en carton) un axe en métal (tige filetée+ écrous remplace l'axe de bois) Groupe presser l'eau: Des pistons en bois ont été réalisés par un adulte afin d'éviter les problèmes de déformation. Deux diamètres ont été réalisés. Il faut prendre en compte le problème du

3 gonflement du bois en contact avec l'eau. Des réglages peuvent être faits à l'aide de bracelets en caoutchouc fixés sur la tranche des pistons. 2. Regroupement - Communication: Chaque groupe présente à l'autre l'avancée de ses travaux et raconte les difficultés rencontrées. Pour le groupe Presser l'eau, le principe fonctionne mais au niveau de la maquette seulement. Les élèves réalisent qu'il est difficilement transposable dans la réalité. Pour le groupe sceau + ficelle + poulie, le principe fonctionne et il est décidé de le tester en conditions réelles 3. Expérimentation -Collectivement -sous le préau Différents moyens de fixer la poulie Différentes tailles de poulies sont testées les efforts à fournir sont comparés Chaque enfant est invité à vivre corporellement la situation: soulever à deux mètres du sol un sceau rempli d'eau de 15 litres=> voir vidéo 4.Retour en classe- conclusion Le système est efficace et d'autant plus, si la poulie est grande. Il reste à résoudre le problème de la fixation de la corde pour pouvoir ensuite décrocher le sceau rempli. Une discussion s'engage sur les différentes possibilités et débouche sur l'idée d'un crochet. Recherche de l'endroit le plus adéquat pour le placer. Séance n 4 Groupe sceau+ ficelle + poulie: 1ère partie: Remplacement de la poulie par un cylindre autour duquel s'enroulera la ficelle. Comparaison des deux systèmes 2ème partie: Rédaction d'un écrit explicatif: ce qui a été réalisé par le groupe et les difficultés rencontrées Groupe Presser l'eau: 1ère partie:

4 Rédaction d'un écrit explicatif: ce qui a été réalisé par le groupe et les difficultés rencontrées 2ème partie Faire remonter l'eau grâce à de l'air dans un tuyau (à partir d'un schéma d'un groupe)=> la solution est inefficace mais nous travaillerons sur les modifications à apporter et découvrirons le principe des vases communicants ainsi que les conditions pour réaliser un jet d'eau Utilisation de seringue, gonfleur, pompe et soufflet : se confronter au problème de sortie et prise d'air... Séance n 5 Groupe sceau+ ficelle + poulie: réaliser une chaîne de sceaux se confronter à un certains nombres de difficultés techniques Groupe Presser l'eau: Aspirer l'eau en siphonnant + réaliser un écrit communicationnel sur les deux dernières séances Séance n 6 Fin des travaux en cours pour les deux groupes Présentations /échanges A partir du travail réalisé sur la chaîne des sceaux et les difficultés rencontrées => présenter une noria (document) => voir qu'elle est la synthèse du moulin à eau et de la chaîne de sceaux Séance n 7 Découverte de la vis d'archimède + Intervention du Lycée de sainte Maure sur les puits en Afrique démonstration de pompe ANNEXES

5 1.Analyse de la situation pédagogique à posteriori Connaissances apportées Notions du programmes abordées remarques *Apport documentaire sur la noria *Présentation d'une vis d' Archimède *Présentation par un intervenant et démonstration du fonctionnement d'une pompe Concepts visés: *d'axe *de poulie (levier) *roue à aubes *énergie /effort *pression/aspiration Notions abordées: *flottaison *amont/ aval *horizontalité *vases communicants *siphon *piston *courant *prise et sortie d'air Obstacle à franchir: le courant de la rivière est dû au vent Problèmes rencontrés par les enfants Solutions trouvées par les enfants

6 Problèmes rencontrés par les enfants Solutions trouvées par les enfants * le seau flotte => le lester *avec une gomme:+ *avec des rondelles de bois:- *l'axe en bois plie sous le poids du seau *la ficelle sort du creux (de la gorge) *gorge de la poulie toujours pas assez profonde => remplacer par un axe en métal (tige filetée) =>essayer différents diamètres de poulies =>ajouter des bords + hauts *que faire de la corde? => remplacer la poulie par un cylindre *dans la chaîne de seaux, les seaux ne se remplissent pas *les seaux sont trop lourds à lever *pour actionner la roue il faut une manivelle on n'aura pas assez de force dans la réalité *comment récupérer l'eau en haut de la roue? => * les lester *les attacher autrement * les agencer 2 par 2 en les inversant => les fixer sur une roue => désolidariser l'axe de la roue et utiliser le courant de la rivière pour actionner le système => fixer une gouttière Problèmes rencontrés par les enfants Solutions trouvées par les enfants Presser l'eau (par le haut) * le piston se déforme faire un piston en bois *le piston trop gros ou trop petit utiliser des joints en caoutchouc pour ajuster la taille *les petites seringues ne font pas monter l'eau Presser l'eau (par le bas) changer la taille des seringues *les gonfleurs et soufflets font des bulles manipuler le tuyau seul, faire varier le niveau d'eau du puits en le levant plus ou moins Faire monter l'eau en aspirant *en siphonnant, ça ne marche pas quand le puits est abaisser le bac de réception au dessous du niveau plus bas que le bac de réception du puits

7 Dans le cahier d'expériences *un écrit personnel: mon idée pour remonter l'eau *un écrit de groupe: notre schéma plus précis Écrits«instrumentaux» *un «bullogramme» des idées de la classe *remonter l'eau avec une poulie Écrits «communicationnels» *monter en pressant descriptif/ analyse des difficultés *le siphon *un montage photocopié de document sur les norias *un schéma sur le fonctionnement d'une pompe à pied Écrit document proposés par le Maître Écrit pour mémoire / schéma standard 2. Extraits de cahiers d'expériences et d'observations Premières propositions individuelles

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9 Propositions d' un groupe Bullogramme des propositions de la classe

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11 Écrits de synthèse

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13 Document donné par le maître

14 3. Quelques photos montrant l'évolution du projet : a) système de puits ultra simple: ficelle passant dans un crochet reliée au sceau b) système amélioré par une poulie aux bords rehaussés et un crochet pour fixer la ficelle c) système où un cylindre remplace la poulie + manivelle d) chaîne de sceaux pour plus de performance e) chaîne de sceaux fixés sur une roue + manivelle = principe de la noria

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