Réaliser un distillateur solaire de poche

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1 Réaliser un distillateur solaire de poche Cet atelier scientifique propose aux élèves de fabriquer un mini distillateur solaire avec du matériel facile à rassembler. Une fois réalisé, cet atelier permettra de les sensibiliser au cycle de l eau (processus d évaporation et de condensation), au principe de la distillation et à la faculté de certains matériaux à absorber de l eau. De nombreuses expériences pourront être réalisées : que se passera-t-il en distillant de l eau salée, du sirop à la menthe, ou encore du gazon fraîchement coupé? Cette activité permet de faire des liens entre les disciplines suivantes : éducation au développement durable, science et technologie. Qu est-ce qu un distillateur solaire? Un distillateur solaire est une installation qui permet d extraire les particules dissoutes dans un liquide, grâce aux rayons du soleil. Le distillateur solaire permet donc de dessaler de l eau de mer, mais aussi d éliminer les métaux lourds ou les micro-organismes contenus dans une solution. Objectifs > Fabriquer une petite machine à produire de l eau claire à partir de matériaux de récupération. > Exploiter le distillateur en menant différentes expériences pour découvrir ses utilisations possibles : mini station de dessalement de l eau de mer, captation de la rosée du matin, purification de l eau souillée, etc. Matériel pour un distillateur solaire de poche Une boîte de conserve métallique vide (format d une boîte de thon) Le bouchon d une bouteille d eau Du film cellophane épais Un caillou de la taille d une olive Deux élastiques larges en caoutchouc De la pâte adhésive (Patafix) Un liquide ou un élément humide à distiller (de l eau salée, de l eau colorée, de l eau boueuse, de la mousse humide, des épluchures fraîches, du gazon coupé ) De la peinture acrylique ou des autocollants, pour décorer la boîte 1 Total - Kit pédagogique Total Solar Expert Ecole élémentaire - juillet Tous droits réservés.

2 Mode d emploi 1 2 1) Décorer la surface extérieure de la boîte avec de la peinture acrylique ou des autocollants. 2) A l aide d un morceau de pâte adhésive, coller le capuchon à l intérieur du récipient (au milieu) ) Préparer le liquide contaminé de votre choix (eau salée, eau + colorant, eau boueuse) ou le matériau à faire transpirer (mousse végétale humide, épluchures de pomme ). 4) Verser ce liquide dans la boîte en faisant attention à ne pas dépasser la hauteur du bouchon. S'il s agit d un solide humide, le déposer simplement dans la boîte autour du bouchon. 5 5) Couvrir la boîte avec une feuille de cellophane transparente, maintenue grâce à un élastique en caoutchouc. Il est conseillé de ne pas trop tendre la feuille de cellophane pour l étape suivante. 2

3 6 6) Fixer l élastique restant à celui qui maintient le film cellophane, par un nœud détachable. Ceci permettra de créer une petite dragonne et d attacher le distillateur à la ceinture pour le déplacer entre deux expériences. 7 7) Déposer le caillou au centre du film cellophane, en son centre, afin de creér une pente en direction du bouchon ) Placer le distillateur en plein soleil, de préférence sur une surface chaude (asphalte, pavés ). 9) Attendre quelques heures puis retirer l'élastique et le film cellophane pour observer le résultat. 3

4 Observer et déduire > Photocopier un gabarit Observations (page 6) pour chaque élève. Leur demander ensuite de dessiner deux schémas annotés pour chaque expérience menée : un premier schéma d observation au début de l expérience et un second schéma en fin d observation. > Demander aux élèves de consulter les dessins de leurs camarades et de partager leurs expériences. Y a-t-il des points communs, des différences? Quelles sont les expériences qui ont réussi? Quelles conclusions peuvent-ils en déduire? > Pour aller plus loin : Comprendre le fonctionnement du distillateur solaire de poche Une solution liquide a été placée au fond de la boîte de conserve. Lorsque les rayons du soleil frappent le distillateur, la température augmente dans la boîte, créant un effet de serre. L air contenu dans la boîte se réchauffe et se charge d eau : il devient de plus en plus humide. Cela crée de la vapeur d eau qui se condense sur la paroi intérieure du film cellophane. C est la différence de température entre l air contenu dans la boîte et l air extérieur qui provoque la condensation, c est-à-dire que l eau à l état de vapeur devient liquide. Grâce à la masse du caillou posé sur le film cellophane, une pente est créée. Les gouttelettes de condensation se mettent donc à ruisseler le long du film cellophane, puis tombent dans le bouchon placé sous le caillou. Il s agit du distillat. Lorsque toute l eau présente au fond de la boîte se sera évaporée, il n y restera plus que des particules solides (cristaux de sel, morceaux de terre, sucre ) ainsi que le distillat. Ce processus s appelle la distillation. Il est aussi possible de remplacer la solution liquide par des matériaux humides. Par exemple, les végétaux fraîchement coupés contiennent de l eau. Ils vont alors «transpirer» et l eau se déplacera dans le bouchon. Ce phénomène s appelle la guttation. Ce procédé de distillation fonctionne à différentes échelles dans le monde. Il existe des puits, des boîtes et des pyramides solaires, qui peuvent produire plusieurs centaines de litres d eau distillée chaque jour. Ces installations servent par exemple à produire de l eau propre à partir d eau souillée, permettant notamment de se laver. L eau distillée est utilisée en chimie, mais aussi dans les fers à repasser et les batteries de voiture. A noter avec les élèves : les minéraux sont restés dans la boîte de conserve : ils ne se sont pas évaporés. Seul le liquide est tombé dans le bouchon. 4

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