Le cycle de l eau. Objectifs:

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1 Le cycle de l eau Objectifs: - Savoir interpréter quelques situations simples qui se produisent dans la nature. - Introduire la notion de cycle de l'eau, l'un des éléments essentiels à la compréhension des phénomènes atmosphériques, des précipitations en particulier. Public : niveau cycle 2 et 3 de l école primaire français, enfants sourds ou non dans un contexte bilingue. Compétences: Culture scientifique et technologique: Pratiquer une démarche d investigation : savoir observer, questionner Manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter, mettre à l essai plusieurs pistes de solutions Exprimer et exploiter les résultats d une mesure et d une recherche en utilisant un vocabulaire scientifique à l écrit ou à l oral Connaissances : L énergie et la matière Prérequis savoir utiliser un graphique, savoir travailler en groupe Savoir utiliser un ordinateur (souris, piste de lecture vidéo) Nombre de séances: Quatre

2 1. L eau dans tous Ses états 2 Le brouillard et les nuages 3 Que devient l eau du ciel? 4 Le cycle de l eau : un cycle sans fin! Modèle d apprentissage : modèle constructiviste et socioconstructiviste Ressources: Fiche 1 : tableau des résultats expérience 1 Fiche 2 : graphique expérience 1 Fiche 3. : grille d observation Fiche 4 : fiche vocabulaire des 3 séances et schémas Fiche 5 : synthèse de la séance pour l élève Fiche 6 : schéma du cycle de l eau. Métadonnées : Sciences expérimentales, cycle 2 et 3, école primaire, bilingue, LSF, français, cycle de l eau Remarques : Ces séances sont conçues de façon à faire travailler les élèves par groupe de 4 de préférence. La partie bleue dans le scénario ci-dessous correspond à la partie implémentée dans le logiciel TOOBI, La partie jaune correspond aux tâches réalisées par les élèves en classe.

3 Séance 1 L'eau dans tous ses états Objectifs: Faire émerger les représentations et montrer qu il existe un lien entre la température et l état de l eau Utiliser un instrument de mesure : le thermomètre Matériel pour chaque groupe : 3 verres 1 bac plastique, 1 thermomètre (-10 C à 50 C), de la glace pilée. de l eau chaude (éventuellement prévoir une bouilloire électrique pour l enseignant) activités Audio Images Vidéos en LSF 2-Dans cette séance, nous allons réaliser des expériences pour mettre an relation les états de l eau et la température. Dans cette séance, nous allons réaliser des expériences pour comprendre la relation entre les états de l eau et la température. Émergence des représentations des élèves : Répondre à des questions D où vient l eau? +illustration D où vient l eau?

4 Réponse orale des élèves par petits groupes. L eau peut venir de la pluie du robinet par exemple. L eau peut venir de la pluie, par exemple Elle peut venir du robinet, Elle peut venir de la mer. Où va l eau?+illustration Où va l eau? Réponse orale des élèves soit entre eux, soit avec l enseignant. L eau peut aller dans les égouts par exemple L eau peut aller dans la terre L eau peut aller dans la mer avec illustration A quoi sert l eau?et illustration L eau peut aller dans les égouts par exemple L eau peut aller dans la terre L eau peut aller dans la mer A quoi sert l eau? Réponse orale des élèves soit entre eux, soit avec l enseignant L eau sert à boire par exemple L eau sert à se laver L eau sert à jardine L eau sert à boire par exemple L eau sert à se laver L eau sert à jardiner Mise en place de l expérience 1 Présentation du matériel 3- Prenez 3 verres : un verre avec de l eau, un verre avec de la glace pilée, un verre avec de l eau et de la glace. Photo des 3 verres avec légende du contenu Prenez 3 verres : un verre avec de l eau, un verre avec de la glace pilée, un verre avec de l eau et de la glace. Utilisation du thermomètre 4- Trempez le thermomètre dans chaque verre et notez la température sur la Image: Thermomètre trempé dans un verre Trempez le thermomètre dans chaque verre et notez la température sur la

5 feuille. Faites bien attention à la manipulation du thermomètre et laissez le suffisamment en place avant de relever la température sur la fiche 1 Que remarquez-vous? feuille. Attention à la lecture sur le thermomètre. Que remarquez-vous? Expérimentation et relevé des résultats Les élèves relèvent la température et relèvent les résultats et les comparent. Conclusions 7-Il y a un lien entre la température et l état de l eau. A l état solide, sous forme de glace elle fait moins de zéro degré. Glace et eau mélangées sont à une température proche de zéro degré. A l état liquide elle est à la même température que l air. Tableau des résultats (fiche1) Il y a un lien entre la température et l état de l eau. A l état solide, la glace fait 0 degré, à l état liquide elle est à la même température que l air. Glace et eau mélangées sont à une température proche de zéro degré. Relevé régulier de la température de la glace en train de fondre 5- Maintenant relevez la température dans la glace toutes les 2 minutes et écrivez les résultats dans le tableau. En même temps préparez le graphique pour y inscrire les données. Photo du verre de glace pilée. (Fiche 2) Maintenant relevez la température dans la glace toutes les 2 minutes et écrivez les résultats dans le tableau. En même temps préparez le graphique pour y inscrire les données. Expérimentation 2 et présentation de résultats Les élèves relèvent la température, réalisent le graphique et y entrent les données. L enseignant demande aux élèves de présenter leurs résultats.

6 Comparaison des différents graphiques obtenus et conclusions 6-La température s élève mais atteint un palier à 0 tant qu il y a de la glace et de l eau. A l état liquide l eau a la température de l air ; A l état solide (glace) l eau fait 0 degré. La température s élève mais atteint un palier à 0 tant qu il y a de la glace et de l eau. A l état liquide l eau a la température de l air ; A l état solide (glace) l eau fait 0 degré. Séance 2: L'eau du ciel : le brouillard et les nuages Objectif: Expérimenter et comprendre les notions d évaporation et de condensation. Matériel par groupe : 1 bac plastique, de l eau chaude (éventuellement prévoir une bouilloire électrique pour l enseignant) une plaque de plexiglas (préférable au verre) une bouteille d eau congelée Activités Audio Images Vidéo en LSF Présentation de la séance 8- Dans cette séance, nous allons réaliser des expériences pour Eau, glace, vapeur Dans cette séance, nous allons réaliser des expériences pour comprendre les

7 comprendre les transformations d état de l eau. transformations d état de l eau Explication première expérience 9-On va observer ce qui se passe quand on place une plaque de verre froide placée au-dessus d'un bac rempli d'eau chaude. Réalisez l expérience puis dessinez ce que vous obtenez. photo: On va observer ce qui se passe quand on place une plaque de verre froide placée au-dessus d'un bac rempli d'eau chaude. Les élèves réalisent et dessinent l expérience. Ils mettent ensuite en commun. Résultats 10- Il se crée de la vapeur d eau sur la vitre. Il se crée de la vapeur d eau sur la vitre. Questions Où trouve-t-on de tels phénomènes autour de nous? Où trouve-t-on de tels phénomènes autour de nous? Réponses 11-Avec la rosée, la buée sur les vitres illustrations Avec la rosée, la buée sur les vitres Explication seconde expérience 12- On va maintenant faire une seconde expérience. On place une bouteille d eau congelée au-dessus d un bac d eau chaude photo On va maintenant faire une seconde expérience. On place une bouteille d eau congelée au-dessus d un bac d eau chaude Questions Que va-t-il se passer? 13- Expérimentez et dessinez le résultat de votre expérience Expérimentation,

8 Résultat 14_ De la condensation se forme sur la bouteille, puis des gouttes d'eau tombent photo De la condensation se forme sur la bouteille, puis des gouttes d'eau tombent (comme la pluie Bilan vocabulaire vocabulaire évaporation condensation+dessins L évaporation La condensation Séance 3: Que devient l eau du ciel? Objectifs: Savoir comment l eau pénètre dans le sol. Expérimenter la pénétration de l'eau dans différents types de sols. Classer ces différents types de sols en fonction de leur perméabilité. Matériel par groupe de 4 : grille d observation, 4 bouteilles en plastique coupées en deux, 1 petit arrosoir de plage, terre, argile, gravier, sable, 1 chronomètre, 4 grands filtres à café. Activités audio image vidéo

9 Introduction du thème par l enseignant. ensuite, faire 4 groupes d au moins 4 participants: -1 participant pour remplir le récipient, -le 2ème pour verse de l eau, -le 3ème pour déclencher le chronomètre et mesure le temps de passage de l eau à travers le sol, -le 4ème pour repérer l'instant où la première goutte d'eau est passée à travers " le filtre " pour qui fera arrêter le chronomètre. Présentation 15-Nous allons effectuer des expériences pour comprendre comment l eau pénètre dans des sols différents Nous allons effectuer des expériences pour comprendre comment l eau pénètre dans des sols différents discussion préalable 16- -Imaginez qu il vient de pleuvoir des cordes. (son de la pluie) Où pensez-vous que va toute cette l eau? -Imaginez qu il vient de pleuvoir des cordes. Où pensez-vous que va toute cette l eau? 17-Discutez en groupe et formulez vos réponses -qu est-ce que vous pensez qu elle devient? qu est-ce que vous pensez qu elle devient? -comment pensez-vous que l'eau pénètre dans le sol? --comment pensez-vous que l'eau pénètre dans le sol?

10 Discutez en groupe et formulez vos réponses confrontation/comparaison des idées -Enseignant modérateur. -Les élèves partagent leurs réponses soit en LSF/ LF soit sur le tableau confrontation/comparaison des idées chaque groupe partage sa(ses) réponse(s) Réponses Voici des réponses possibles avec illustration: Voici des réponses possibles -L eau pénètre par l'infiltration de l'eau dans les sols. -L eau pénètre par l'infiltration dans les sols. -L eau se stocke dans les lacs, la mer et les rivières. -L eau se stocke dans les lacs, la mer et les rivières. -L eau s évapore. -L eau s évapore. Présentation du matériel 18- Vous allez maintenant réaliser une expérience et vous compléterez la fiche d observation avec vos résultats. présenter les matériaux un par photo avec le nom écrit de chaque objet (audessous) Pour cela vous allez utiliser : grille de comparaison par observation (Fiche 3) 1 bouteilles en plastique coupées en deux, 1 petit arrosoir de plage, Vous allez maintenant réaliser une expérience et vous compléterez la fiche d observation avec vos résultats. Pour cela vous allez utiliser : grille de comparaison par observation 1 bouteille en plastique coupée en deux,

11 De la terre, de l argile, du gravier ou du sable, 1 chronomètre, 1 grands filtre à café. 1 petit arrosoir de plage, De la terre, de l argile, du gravier ou du sable, 1 chronomètre, 1 grand filtre à café. 1.- Tout d abord, chaque groupe a un récipient dans lequel il va verser : soit de la terre soit du sable Soit des graviers soit y mettre de l argile -le premier avec de la terre, -le deuxième avec l argile, -le troisième avec de gravier, -le quatrième avec le sable. 2.- Ensuite, versez l eau au-dessus du chaque récipient, en utilisant le haut de la bouteille et le filtre. 3.- Simultanément déclenchez le chronomètre pour mesurer le temps de passage de l'eau à travers les différents sols. 4.- Arrêtez le chronomètre à l'instant où la dernière goutte d'eau est passée à travers " le filtre. 5 -Notez les temps sur la fiche. Vous allez réaliser une expérience et vous remplirez la fiche d observation : 1.- Tout d abord, chaque groupe a un récipient dans lequel il va verser : -le premier avec de la terre, -le deuxième avec l argile, -le troisième avec de gravier, -le quatrième avec le sable. 2.- Ensuite, versez l eau audessus du chaque récipient, en utilisant le haut de la bouteille et le filtre. 3.- Simultanément déclenchez le chronomètre pour mesurer le temps de passage de l'eau à travers les différents sols. 4.- Arrêtez le chronomètre à l'instant où la dernière goutte d'eau est passée à travers " le filtre "

12 5 -Notez les temps sur la fiche. Chaque groupe met en place des expériences à partir du matériel reçu, Les résultats sont ensuite mis en commun : l enseignant modère pour arriver à la conclusion à partir des étapes précédentes Conclusion L eau n est pas filtrée de la même façon en fonction de la nature du sol. Elle est plus vite filtrée dans le gravier et la terre. Ce sont des sols perméables, qui laissent passer l eau facilement. Elle est filtrée plus lentement dans le sable : le sol est moins perméable. Elle ne traverse pas l argile : le sol est imperméable. L eau n est pas filtrée de la même façon en fonction de la nature du sol. Elle est plus vite filtrée dans le gravier et la terre. Ce sont des sols perméables, qui laissent passer l eau facilement. Elle est filtrée plus lentement dans le sable : le sol est moins perméable. Elle ne traverse pas l argile : le sol est imperméable. Séance 4 : synthèse sur le cycle de l eau Synthèse Le cycle de l eau: Un cycle sans fin! Fiche 5 et 6 Le cycle de l eau:

13 Le cycle de l'eau est la suite des déplacements de l'eau dans l'atmosphère, à la surface et dans le sous-sol de la Terre. L'eau poursuit un périple perpétuel entre le ciel et la terre, en plusieurs étapes. 1) l'évaporation Sous l'effet de la chaleur du soleil, l'eau des océans et l'eau de surface (lacs, rivières, flaque...) se transforme en vapeur et s'élève vers le ciel. 2) la condensation La vapeur d'eau se refroidit dans le ciel et devient goutte. Les gouttes ensemble forment alors un nuage. 3) La précipitation Les gouttes d'eau contenues dans les nuages grossissent jusqu'au moment où elles deviennent trop lourdes et retombent sous forme de pluie, de grêle ou de flocon de neige, cela dépend de la température. 4) Le ruissellement ou l infiltration L eau qui n est pas absorbée par le sol imperméable, ruisselle le long des pentes jusqu à se déverser dans les rivières, les fleuves et les lacs. Elle sera ensuite transportée jusqu aux mers et océans. Les ruisseaux, les rivières, les fleuves ou les lacs qui reçoivent les eaux de ruissellement sont appelés cours d eau de drainage. L eau de pluie s écoule lorsqu elle rencontre un sol imperméable et dévale de l amont vers l aval. L eau de pluie pénètre dans les sols perméables. En s infiltrant dans un sol On montre les différentes parties de l illustration au fur et à mesure. Un cycle sans fin! Le cycle de l'eau est la suite des déplacements de l'eau dans l'atmosphère, à la surface et dans le sous-sol de la Terre. L'eau poursuit un périple perpétuel entre le ciel et la terre, en plusieurs étapes. 1) l'évaporation Sous l'effet de la chaleur du soleil, l'eau des océans et l'eau de surface (lacs, rivières, flaque...) se transforme en vapeur et s'élève vers le ciel. 2) la condensation La vapeur d'eau se refroidit dans le ciel et devient goutte. Les gouttes ensemble forment alors un nuage. 3) La précipitation Les gouttes d'eau contenues dans les nuages grossissent jusqu'au moment où elles deviennent trop lourdes et retombent sous forme de pluie, de grêle ou de flocon de neige, cela dépend de la température. 4) Le ruissellement ou l infiltration L eau qui n est pas absorbée par le sol imperméable, ruisselle le long des pentes jusqu à se déverser dans les rivières, les fleuves et les lacs. Elle sera ensuite transportée jusqu aux mers et océans. Les ruisseaux, les rivières, les fleuves ou les lacs qui reçoivent les eaux de ruissellement sont appelés cours d eau de drainage. L eau de pluie s écoule lorsqu elle rencontre un sol imperméable et dévale de l amont vers l aval.

14 perméable, l eau peut parfois remplir une poche souterraine (grotte) et former un véritable réservoir d eau. L eau contenue dans ce réservoir (nappe d eau ou nappe phréatique) trouve parfois un chemin naturel vers l extérieur. L endroit où jaillit l eau hors du sol s appelle la source. L'eau de source va alimenter les cours d'eau, les rivières... jusqu'à la mer. Le cycle de l'eau est bouclé! Pratiquement toute l'eau présente à la surface de la Terre a parcouru un nombre incalculable de fois ce cycle. L eau de pluie pénètre dans les sols perméables. En s infiltrant dans un sol perméable, l eau peut parfois remplir une poche souterraine (grotte) et former un véritable réservoir d eau. L eau contenue dans ce réservoir (nappe d eau ou nappe phréatique) trouve parfois un chemin naturel vers l extérieur. L endroit où jaillit l eau hors du sol s appelle la source. L'eau de source va alimenter les cours d'eau, les rivières... jusqu'à la mer. Le cycle de l'eau est bouclé! Pratiquement toute l'eau présente à la surface de la Terre a parcouru un nombre incalculable de fois ce cycle Évaluation Annexes Séance 1: L'eau dans tous ces états FICHE 1 L'eau dans tous ses états 1 ère expérience :

15 1 Contenu du verre : 2 Contenu du verre : 3 Contenu du verre : Température (en C) : T=... C Température (en C) : T=... C Température (en C) : T=... C FICHE 2 Je mesure la température de la glace : Température en C Temps en minute Température en C Temps en minute Température en C

16 Temps en minute Séance 2: L'eau du ciel : le brouillard et les nuages Séance 3 : Que devient l eau du ciel?

17 Fiche 3 Fiche 4 Vocabulaire Amont : Du côté de la montagne. Quand on parle d un cours d eau, l amont est dans le sens où on monte; c est vers la source. Nous remontons la rivière à contre courant, nous allons en amont, vers sa source. Aval : Du côté de la vallée. L aval est le sens où on dévale, c est donc vers son embouchure (endroit où le fleuve déverse ses eaux dans la mer). En allant vers l aval, je suis le courant de l eau en descendant vers la vallée. Buée : Vapeur d'eau dégagée par une substance humide plus chaude que l'air ambiant. Condensation : Vapeur d eau des nuages qui se refroidit dans les couches supérieures de l atmosphère. Drainage : Évacuation, spontanée ou facilitée par un réseau de drains ou de fossés, de l'eau en excès dans un sol trop humide. Evaporation : Sous l effet de la chaleur (le soleil), l eau se transforme en vapeur d eau (état gazeux).cette transformation est une évaporation. Fleuve : Cours d eau se jetant dans la mer et recevant des eaux provenant de ses affluents (rivières). Imperméable : Qui ne se laisse pas pénétrer par un fluide, notamment par l'eau. Infiltration : Pénétration des eaux de pluie et de transpiration des plantes dans des sols perméables (laissant passer l eau comme le sable et le calcaire). Lac : Grande nappe naturelle d eau douce ou (plus rarement) d eau salée, à l intérieur des terres. Mer : Étendue d eau salée se jetant dans l océan. Nappe d eau souterraine : C est l eau contenue dans les interstices ou les fissures d'une roche du sous-sol qu'on nomme aquifère.

18 Nappe phréatique : Étendue d eau douce se retrouvant emprisonnée dans une cavité (grotte). Ces nappes peuvent être utilisées pour la consommation en eau potable et sont dues aux infiltrations des pluies. Elles sont emprisonnées par des couches imperméables (argile). Océan : La plus grande étendue d eau salée présente sur Terre. Ils sont au nombre de cinq : l océan Pacifique, l océan Atlantique, l océan Indien, l océan Antarctique et l océan Arctique. Pénétrer : Qui se laisse traverser par un fluide liquide ou gazeux, par un flux lumineux. Perméable : Qui se laisse traverser par un fluide liquide ou gazeux, par un flux lumineux. Précipitation : Formes de l'eau à l'état liquide ou solide provenant de l'atmosphère. Rivière : Cours d eau se jetant dans un fleuve. La Sambre (rivière) se jette dans la Meuse (fleuve). C est un affluent d un fleuve. Rosée : Vapeur d'eau qui se dépose, le matin, en gouttelettes très fines, sur les végétaux et sur certains corps exposés à l'air libre. Ruissellement : Action des eaux qui ruissellent (qui ne pénètrent pas dans le sol) à la surface de la terre. Le ruissellement est dû principalement aux couches de terrains imperméables. Source : Eau qui sort de terre ; issue naturelle ou artificielle par laquelle une eau souterraine se déverse à la surface de la terre. Fiche 5 Synthèse

19 Le cycle de l eau: Un cycle sans fin! Le cycle de l'eau est la suite des déplacements de l'eau dans l'atmosphère, à la surface et dans le sous-sol de la Terre. L'eau poursuit un périple perpétuel entre le ciel et la terre, en plusieurs étapes. 1) L'évaporation Sous l'effet de la chaleur du soleil, l'eau des océans et l'eau de surface (lacs, rivières, flaque...) se transforme en vapeur et s'élève vers le ciel. 2) La condensation La vapeur d'eau se refroidit dans le ciel et devient goutte. Les gouttes ensemble forment alors un nuage. 3) La précipitation Les gouttes d'eau contenues dans les nuages grossissent jusqu'au moment où elles deviennent trop lourdes et retombent sous forme de pluie, de grêle ou de flocon de neige, cela dépend de la température. 4) Le ruissellement ou l infiltration L eau qui n est pas absorbée par le sol imperméable, ruisselle le long des pentes jusqu à se déverser dans les rivières, les fleuves et les lacs. Elle sera ensuite transportée jusqu aux mers et océans. Les ruisseaux, les rivières, les fleuves ou les lacs qui reçoivent les eaux de ruissellement sont appelés cours d eau de drainage. L eau de pluie s écoule lorsqu elle rencontre un sol imperméable et dévale de l amont vers l aval. L eau de pluie pénètre dans les sols perméables. En s infiltrant dans un sol perméable, l eau peut parfois remplir une poche souterraine (grotte) et former un véritable réservoir d eau. L eau contenue dans ce réservoir (nappe d eau ou nappe phréatique) trouve parfois un chemin naturel vers l extérieur. L endroit où jaillit l eau hors du sol s appelle la source. L'eau de source va alimenter les cours d'eau, les rivières... jusqu'à la mer. Le cycle de l'eau est bouclé! Pratiquement toute l'eau présente à la surface de la Terre a parcouru un nombre incalculable de fois ce cycle. FICHE 6

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