livret enseignant

L’école météoL’eau dans l’air

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ÉditoL’école Météo

La météorologie offre une approche sensible de la nature. Mais elle peut aussi permettre aux élèves de percevoir concrètement des notions scientifi ques simples à partir d’observations et d’exercer leur raisonnement. Après un premier item consacré à la température, Météo-France et l’Académie de Paris lancent avec vous un projet pour l’année 2012-2013 qui se propose de familiariser les élèves, à travers une démarche scientifi que, avec les phénomènes physiques liés à l’eau. En effet, si l’eau est la même pour tous, son parcours à travers les éléments est très varié !

Ce projet vous propose 3 axes de travail avec vos élèves. Vous pouvez, en fonction de vos programmations de cycle, les suivre tous ou en choisir un seul.

- Prendre conscience de la variabilité de l’état de l’eau dans l’air. Au cours de réfl exions, d’expériences, d’investigations, les élèves de vos classes pourront appréhender la pluie et ce qui se passe à l’intérieur d’un nuage.

- Comprendre le cycle de l’eau, à travers les « métamorphoses » de l’eau. Les manipulations et expériences permettront de réfl échir sur les diverses étapes du cycle de l’eau, les changements d’état pour décrire l’ensemble du cycle et le représenter. Apprendre à mieux vivre avec l’eau.

- Mesurer la pluie. Fabriquer un instrument de mesure, apprendre comment éviter les effets parasites, puis observer régulièrement afin de construire un historique… les élèves pourront mesurer, évaluer, comparer les pluies.

Nous vous souhaitons succès et plaisir dans la réalisation du programme que nous vous proposons.

Sabine Le GoasInspectrice de l’Éducation Nationale,Chargée de la mission Sciences

Catherine BorrettiChargée de mission Éducation Jeunesse à Météo-France

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SommaireSéquence n° 1Découvrir la pluie p. 4

1 - Qu’est-ce que la pluie ? p. 6

Fiche n° 1 La pluie c’est de l’eau p. 6

Fiche n° 2 Les différentes formes de pluie p. 8

Fiche n° 3 Les gouttes de pluie p. 9

2 - De l’eau dans l’air ? p. 11

Fiche n° 4 L’évaporation p. 11

Fiche n° 5 Évaluer l’humidité de l’air p. 14

Fiche n° 6 Comprendre la saturation p. 17

Fiche n° 7 Voir l’eau de l’air ? p. 18

3 - Qu’est ce qu’un nuage ? p. 20

Fiche n° 8 Comment se forment les nuages, gouttelettes ou vapeur ? p. 20

Fiche n° 9 Fabriquer du nuage ? p. 22

Fiche n° 10 Nuages ou fumées ? Les gouttelettes d’eau font la différence ! p. 23

4 - L’eau des nuages p. 25

Fiche n° 11 Les différents types de gouttes ? p. 25

Fiche n° 12 Des gouttes de plus en plus grosses…, des gouttes trop grosses pour flotter dans l’air ? p. 27

Séquence n° 2Les métamorphoses de l’eau p. 29

1 - Les états de l’eau p. 31

Fiche n° 13 La fusion et la solidification. Un exemple : la glace et l’eau p. 31

Fiche n° 14 Pour aller plus loin : tous les changements d’états évidents p. 33

2 - Le cycle de l’eau p. 34

Fiche n° 15 Décrire le cycle de l’eau p. 34

Fiche n° 16 Dessiner le cycle de l’eau p. 36

Séquence n° 3Mesurer la pluie qui tombe p. 37

1 - Recueillir l’eau p. 39

Fiche n° 17 Recueillir les précipitations liquides et graduer un pluviomètre p. 39

Fiche n° 18 Choisir l’emplacement du pluviomètre p. 42

Fiche n° 19 Représenter les résultats p. 44

3

Séquence n° 4Les variations de la pluviométrie p. 45

1 - La pluie en France p. 47

Fiche n° 20 La variation de la pluie en France ? p. 47

Fiche n° 21 Les différentes formes de pluie en France p. 50

2 - La pluie dans le monde p. 52

Fiche n° 22 La variation de la pluie dans le monde ? p. 52

La pluie dans la littérature p. 56

Rédaction : Germaine Rochas (Météo-France), Sabine Le Goas (IEN Académie de Paris), Claire Mariacher (enseignante de l’Académie de Paris), Danièle Perruchon (maître de ressource de l’Académie de Paris) et Yves Corboz

Réalisation : Direction de la communication de Météo-France

Illustrations : Julie Blanchin www.julieblanchin.com

Conception graphique : l’atelier Gilles Carmine www.ateliergillescarmine.com

Imprimerie : Météo-France

Impression certifiée Imprim’vert - Dépôt légal septembre 2012

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lSéquence n° 1Découvrir la pluie

L’eau dans l’air ?

fiche

n°2

5

∼∼Objectifs spécifiques

∼∼– Sensibilisation : prendre conscience de la variabilité de l’état de l’eau dans l’air.

Organisation générale pour chaque séance

∼∼– Situation de départ et questionnement collectif : émettre des hypothèses ou proposer des solutions

– Expérimentation à l’extérieur par groupe

– Mise en commun des résultats et analyse

– Mise en forme des conclusions :

• élaboration de fiche-synthèse d’expérience ;

• rédaction de compte rendu ;

• réalisation de panneaux pour un public large, etc.

• éventuellement présentation d’un exposé.

– Tout au long de la démarche, les élèves tiendront leur cahier d’investigations et établiront une représentation du cycle de l’eau dans la nature.

Sommaire de la séquence 1

1 - Qu’est-ce que la pluie ?

Fiche n° 1 La pluie c’est de l’eau

Fiche n° 2 Les différentes formes de pluie

Fiche n° 3 Les gouttes de pluie

2 - De l’eau dans l’air ?

Fiche n° 4 L’évaporation

Fiche n° 5 Évaluer l’humidité de l’air

Fiche n° 6 Comprendre la saturation

Fiche n° 7 Voir l’eau de l’air

3 - Qu’est-ce qu’un nuage ?

Fiche n° 8 Comment se forment les nuages,

gouttelettes ou vapeur ?

Fiche n° 9 Fabriquer du nuage ?

Fiche n° 10 Nuages ou fumées ?

Les gouttelettes d’eau font la différence !

4 - L’eau des nuages

Fiche n° 11 Les différents types de gouttes

Fiche n° 12 Des gouttes de plus en plus grosses…,

des gouttes trop grosses pour flotter dans l’air ?

Objectif généralL’eau : ses différents états et les changements d’état ;

le cycle de l’eau dans la nature.∼∼

Pratiquer une démarche d’investigation : notamment avec

sa phase de questionnement, émettre des hypothèses,

mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions, manipuler

et expérimenter.

6

1

Qu’est ce que la pluie ?

La pluie c’est de l’eau

Objectifs spécifiques∼∼

Observer la pluie : c’est de l’eau.

Travailler sur un lexique spécifique.

Questionnement∼∼

Écriture sur une grande affiche de ce que les élèves pensent savoir sur la pluie

- À partir de quand s’exclame-t-on « il pleut » ?

- Qu’est-ce qui tombe ?

- Qu’est-ce qu’une goutte ? De quoi est-elle faite ?

- Toutes les pluies sont-elles semblables ?

- Ont-elles une durée identique ?

- D’une pluie à l’autre, les gouttes sont-elles similaires ?

- Tombe-t-il toujours la même quantité d’eau ?

Observation par groupes et analyse

∼∼

Un jour de pluie, inciter les élèves à regarder la pluie qui tombe, observer également ce qui se produit lorsqu’elle atteint le sol, les flaques, les effets sur l’environnement (végétaux, sols, cours d’eau…).

fiche

n° 1

Présenter sous la pluie un carré de carton tenu horizontalement et placer sous la pluie des récipients les plus propres possible.

Encouragez les élèves à commenter ce qu’ils observent et à comparer les réponses recueillies avec ce qu’ils ont pu constater d’autres fois.

Les interroger

De quoi est constituée la pluie ? Qu’est-ce qui la caractérise ?

Réponses possibles

- La pluie est constituée d’eau.

- La pluie est formée de gouttes d’eau.

- Les gouttes de crachin sont différentes de celles de la pluie d’orage.

- Parfois la pluie est si forte qu’il est difficile de rester dessous, alors que d’autres fois elle ne mouille pas beaucoup.

Remarques∼∼

La séance d’observation initiale, et le questionnement qu’elle provoquera, vont appeler des interrogations auxquelles l’ensemble du projet apportera des réponses et de nouvelles questions au fil des séquences.

Après avoir rassemblé le maximum d’observations, de questions et de commentaires, vous pouvez tenter de faire un tri :

- la matière de la pluie ;

- l’aspect de la pluie (régulière, brusque, légère, forte,…) ;

- la durée ;

- la quantité, la fréquence et l’époque (ce qui implique de mettre en place des relevés réguliers).

Matériel∼∼

Une plaque de carton de couleur brune non glacé (de l’ordre de 30 x 40 cm).

7

Conclusion∼∼

La pluie est formée de gouttes, plus ou moins grosses, c’est de l’eau.

Parfois la pluie est si forte qu’il est diffi cile de rester dessous, alors que d’autres fois, elle ne mouille pas beaucoup.

Conditions de l’expérience∼∼

– Choisir un jour de pluie.

Expérience∼∼

Présenter sous la pluie un carré de carton tenu horizontalement (carré de carton de couleur brune non glacé pour que les gouttes en tombant laissent une trace).

Placer sous la pluie des récipients les plus propres possible.

Encouragez les élèves à comparer leurs réponses avec leur expérience personnelle de la pluie.

Observer la forme et la taille des gouttes de pluie

Renouveler l’observation un autre jour, toujours par le même temps (attention à ne pas tremper le carton).

8

∼∼

Vocabulaire :Bruine, crachin, giboulée, brouillard, ondée, averse, orage, neige, tempête, pluie de mousson, trombe, tornade.

Conclusion∼∼

La pluie est un phénomène discontinu dans l’espace et dans le temps. Elle est très variable en intensité suivant la situation météorologique, le lieu et la saison.

Les différentes

formes de pluie

Objectifs spécifiques∼∼∼

Repérer des indicateurs caractérisant la pluie.

Rechercher le lexique spécifique de la pluie.

S’interroger sur les autres formes de précipitations.


Écriture sur une grande affiche de ce que les élèves pensent savoir sur les différentes formes de pluie

Que peut-on observer pour caractériser la pluie ?

- la taille des gouttes de pluie ;

- la durée de l’averse ;

- l’intensité de la pluie ;

- le bruit qu’elle fait en tombant.

Quelles sont les autres formes de précipitations ?

- la grêle ;

- la neige ;

- différentes formes de neige.

Quels autres éléments peuvent « mouiller » comme la pluie ?

- le brouillard.

Conditions favorables∼∼

Pour la mise en situation, choisir un jour de pluie sera le plus pratique.

Mais un jour de brouillard, une buée abondante sur les vitres, une chute de neige ou de grêle sont autant d’opportunités possibles.

fiche

n°2

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Utiliser ses sens :

- en observant à l’œil nu ;

- en observant avec un outil grossissant ;

- en goûtant (attention à ne pas goûter de l’eau dont on ne connaît pas la provenance).

Chauffer en plaçant les récipients annotés sur un radiateur et laisser évaporer.

Observer qu’après évaporation la pluie laisse un très faible dépôt alors que l’eau du robinet laisse un dépôt gris.

Conclusion∼∼

Les gouttes de pluie sont formées d’eau.

Cette eau est plus pure que celle du robinet, des rivières ou de la mer.

En effet, l’eau de pluie est beaucoup moins riche en minéraux (en matière dissoute) que l’eau du robinet ou celle des rivières. Cela ne signifi e pas qu’elle est meilleure à boire.

L’eau de mer est en plus salée.

Remarque∼∼∼

L’usage d’eau déminéralisée dans les fers à vapeur et indirectement la question de l’entartrage des bouilloires est connu par beaucoup d’enfants.

Les gouttes de pluie

Objectifs spécifiques∼∼∼

Découvrir que la taille des gouttes de pluie varie.

Savoir que la durée de la pluie varie, ainsi que son intensité.

Observer des différences entre l’eau de pluie, l’eau du robinet, l’eau de mer, l’eau de la rivière, l’eau distillée ou déminéralisée, etc.

Questionnement∼∼∼

- L’eau de pluie est-elle potable ?

- L’eau de pluie est-elle sale ?

- L’eau de pluie est-elle pure ?

- L’eau de pluie est-elle de l’eau douce ?

- Quel effet cela a-t-il sur l’environnement : effet sur les végétaux, sur les cours d’eau, etc. ?

Matériel∼∼∼

- Quelques petits récipients en verre très propres- Eau de pluie- Eau du robinet- Eau de mer- Éventuellement eau distillée ou déminéralisée- Alcool à 90° (pour un parfait nettoyage).

Manipulation∼∼∼

Prendre soin de recueillir de l’eau de pluie dans un récipient le plus propre possible bien lavé, dégraissé à l’alcool à 90° et rincé plusieurs fois à l’eau distillée.

Recueillir de l’eau de pluie dans ce récipient.

Faire la même chose avec de l’eau du robinet, de l’eau de mer, (vous pouvez utiliser de la neige, de la grêle, du ‘’givre’’ extrait du congélateur). Annoter les récipients.

fiche

n°3

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Marque Composition

Hépar 2 513 mg/l

Evian 309 mg/l

Eau de source de montagne (Hautes Alpes) 240 mg/l

Volvic 130 mg/l

Hépar Evian Eau de source Volvic pluie (Hautes Alpes)

Après évaporation lente à l’air libre, et à la lumière du jour de 50 ml de ces différentes eaux.

Quelques eaux de table

Résidu sec(évaporation totale

d’un litre d’eau)en milligramme par litre

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fiche

n°4

L’évaporation

Objectif spécifique∼∼∼

Caractériser les conditions de l’évaporation de l’eau ; en particulier le rôle de la chaleur.

Sous l’effet d’un réchauffement même très faible, l’eau s’évapore : l’air contient de la vapeur d’eau invisible.

Questionnement pour l’enseignant

∼∼∼L’enseignant aide les élèves à formuler leurs idées, leurs hypothèses.

- Pourquoi quelques minutes après avoir lavé le sol, la vaisselle, le tableau,… sont-ils secs ?

- Que se passe-t-il lorsque nous faisons chauffer une casserole d’eau ?

- Que voit-on au-dessus de la casserole ?

- Que devient le niveau de l’eau dans la casserole ?

- Où est passée cette eau qui manque dans la casserole ?

- Que devient l’eau des flaques d’eau qui disparaissent (au Soleil, à l’ombre) ?

- Pourquoi l’eau contenue dans une bouteille disparaît moins vite que celle placée dans une assiette ou une bassine ?

- Avez-vous à la maison, avec les radiateurs, des humidificateurs ?

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De l’eau dans l’air ?

- Que proposeriez-vous de faire pour comprendre ce qui se passe quand l’eau disparaît d’une casserole, d’une flaque d’eau ? Et aussi, pour trouver pourquoi cette disparition est plus ou moins rapide ?

Matériel∼∼∼

Séries de trois récipients identiques ; Du film alimentaire étirable ou sacs en plastiques ; de l’eau. Du matériel transparent facilite l’observation, découper des ‘‘pots’’ dans des bouteilles en plastiques (de 1,5 litre, 4 litres, 8 litres conviennent très bien, le verre a l’avantage d’être encore plus transparent).

Conditions de l’expérience

∼∼∼1. À l’extérieur s’il fait beau.

2. Par mauvais temps, en classe.

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2. Cette manipulation peut être réalisée en classe, quand le chauffage fonctionne. On dispose 2 récipients identiques contenant le même volume d’eau l’un sur le radiateur, l’autre à proximité. Le 3e récipient recouvert d’un film plastique est placé lui aussi sur le radiateur.

En absence de chauffage, il faudra comparer jour après jour le niveau des liquides dans les récipients.


1. Placer, dans un même lieu, deux récipients identiques remplis d’eau, à la même température, l’un au soleil, l’autre, à proximité, à l’ombre. Un troisième récipient identique, mais couvert d’un film plastique transparent – film alimentaire, sac en plastique, etc. – peut être placé également au soleil pour comparaison.

On pourra constater l’évolution du niveau de l’eau dans les différents récipients au cours du temps.

Observations∼∼∼

Le niveau du récipient le plus chauffé baisse le plus, celui du récipient à l’ombre baisse plus que celui qui est couvert.

La différence des niveaux s’explique par la différence de l’intensité de l’évaporation. Si l'on place un couvercle, qui n'est pas étanche, au-dessus de l'un des cristallisoirs, le couvercle se couvre de buée : la vapeur d'eau ne passe plus directement dans l'atmosphère. Elle se condense sur le couvercle et retombe dans le cristallisoir.

Conclusion∼∼

Par évaporation, l’eau liquide passe dans l’atmosphère sous forme de gaz invisible, la vapeur d’eau.

L’évaporation est un des modes de transfert de l’eau dans l’air.

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Encart∼∼

Pour ce changement d'état, la vaporisation, l'eau a besoin d’être chauffée, c’est-à-dire a besoin de recevoir de l'énergie.

Évaporation

Eau liquide Vapeur d’eau (gaz)

Énergie

Par évaporation l'eau liquide passe dans l'atmosphère sous forme de gaz : la vapeur d'eau.

Pour ce changement d'état, la vaporisation, l'eau a besoin d’être chauffée, c’est-à-dire qu’elle a besoin de recevoir de l'énergie.

Le vent qui renouvelle l’air favorise l’évaporation.

Encart vocabulaire∼∼

Attention au langage utilisé :

Le « panache » que nous voyons s’échapper d’une casserole d’eau bouillante n’est pas de la « vapeur d’eau », c’est un nuage de minuscules gouttelettes d’eau en suspension dans l’air, provenant de la condensation de vapeur d’eau.

La vaporisation nécessite de l’énergie.2,5 millions de joules sont nécessaires pour vaporiser 1 kg d’eau.

14

fiche

n°5

Évaluer l’humidité

de l’air


Comment mesurer la quantité d’eau présente dans l’air : l’humidité ?


∼∼∼- Qu’est-ce que la sécheresse (nature, champs, jardins, pot de fleur ; atmosphère des appartements … ) ?

- Que ressent-on lorsque l’on vit dans un climat tropical ?

Matériel∼∼∼

Deux thermomètres (classiques ou électroniques). Ils donnent au départ la même indication de température.

De l’eau chambrée ; c’est-à-dire à la température de l’air de la salle (prendre de préférence de l’eau distillée ou déminéralisée, mais ce n’est pas indispensable).


1. Noter avec soin la température de l’air de la salle avec les deux thermomètres A et B.

2. Plonger entièrement le réservoir ou la sonde métallique du thermomètre B dans l’eau – bien attendre que l’indication de température soit stabilisée. Si l’eau est bien chambrée, l’indication du thermomètre reste inchangée, celle de la température de l’air de la pièce.

3. Sortir le thermomètre B de l’eau et observer attentivement l’évolution de l’indication du thermomètre.

Noter soigneusement la plus basse température atteinte ; ce sera la température du thermomètre mouillé. Comparer à la température du thermomètre témoin qui est resté sec.

➧ ➧

15

Commentaires∼∼∼

Lorsque le thermomètre est retiré de l’eau chambrée, il indique une température en baisse.

L’eau, liquide qui forme une fi ne pellicule sur la sonde du thermomètre, s’évapore ; elle passe dans l’atmosphère sous forme de vapeur d’eau.

Pour un tel changement d’état, l’eau a besoin de recevoir de l’énergie qu’elle pompe en grande partie sur la surface du thermomètre et fait chuter la température : la température du thermomètre mouillé est inférieure à celle du thermomètre sec.

Nous éprouvons ce même phénomène lorsque, sortant du bain sans nous essuyer, nous avons une sensation de froid – l’eau qui s’évapore sur notre peau prélève de la chaleur de notre corps – ce ‘‘manque’’ de chaleur se traduit par une sensation de froid. Un objet mouillé se refroidit en séchant.

Pour aller plus loin ∼∼∼

(ce travail permet d’illustrer l’utilité d’un tableau à double entrée)

Des tables permettent de calculer l’humidité en fonction des deux températures mesurées.

La différence de température indiquée entre le thermomètre sec (T) et le thermomètre mouillé (Tw)est repérée dans la première ligne du tableau.

La température du thermomètre mouillé est repérée dans la première colonne du tableau.

À l’intersection de la ligne et de la colonne on peut lire l’humidité.

Refaire cette expérience plusieurs fois : un jour de pluie et un jour de soleil.

Exemple : Le thermomètre sec indique 21 °C et le thermomètre mouillé indique 16 °C. L’écart de température est donc de 5 °C. D’après le tableau ci-dessus, l’humidité relative vaut 57 %.

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6

0 100 90 81 72 64 56 50 42 36 30 25 20 16

1 100 91 82 74 66 58 52 45 39 34 28 23 18

2 100 91 83 75 67 60 54 48 42 36 31 26 22

3 100 92 84 76 69 62 56 50 44 39 34 29 25

4 100 92 84 77 70 64 57 52 47 41 36 32 28

5 100 93 85 78 71 68 59 54 48 43 39 34 3

6 100 93 85 79 72 66 61 55 50 45 41 36 33

7 100 93 86 79 73 67 62 57 52 47 43 39 35

8 100 93 87 80 74 69 63 58 54 49 45 41 37

9 100 94 87 81 75 70 65 59 55 51 47 43 39

10 100 94 87 82 76 71 66 61 57 53 49 45 41

11 100 95 89 83 77 72 67 62 58 54 50 47 43

12 100 94 89 83 78 73 68 63 59 56 52 48 44

13 100 95 90 84 78 74 69 65 6 57 53 50 46

14 100 95 89 84 79 74 70 66 62 58 54 51 47

15 100 94 89 84 80 75 71 67 63 59 55 52 49

16 100 95 90 85 80 76 72 68 64 60 57 54 50

17 100 95 90 85 81 77 72 69 65 62 58 55 52

18 100 95 90 86 81 77 74 70 66 63 59 56 53

19 100 95 91 86 82 78 74 70 66 63 60 57 54

20 100 96 91 87 82 78 74 71 67 64 61 58 55

21 100 96 91 87 86 79 75 72 68 65 62 59 56

22 100 95 91 87 86 80 76 72 69 66 63 60 57

23 100 96 91 87 84 80 76 73 69 67 63 61 58

54 5057 54 50 54 50

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6T - Tw

Tw(°C)

16

Conclusion∼∼

Le taux d’humidité est un pourcentage qui varie en fonction de la vapeur d’eau, ce gaz invisible contenu dans l’air :

0 % d’humidité : il n’y a pas de vapeur d’eau ;

100 % d’humidité : il y a tellement de vapeur d’eau que l’air ne peut pas en contenir plus, on dit qu’il est saturé. S’il arrive de l’eau liquide supplémentaire, elle ne va pas s’évaporer, elle mouille le sol ou forme un brouillard de minuscules gouttelettes d’eau en suspension dans l’air.

Encart∼∼∼

Pour mesurer l’humidité de l’air on peut utiliser un hygromètre. L’hygromètre classique que l’on utilise en appartement est un hygromètre à cheveux. Les cheveux s’allongent quand l’air est plus humide. On peut aussi utiliser un psychromètre, grand frère élaboré de notre expérience ; aujourd’hui on utilise des capteurs électroniques.

Dans l’expérience réalisée, on a pu constater que l’évaporation consomme de l’énergie ; à l’inverse la condensation va libérer de l’énergie. Donc l’eau à l’état de vapeur représente dans l’air une réserve de chaleur, celle qu’elle pourrait rendre si elle se condense. Elle joue un rôle très important dans la régulation du climat de la Terre.

17

Comprendre la saturation


Au-delà d’un certain seuil, l’air est saturé, il ne peut plus absorber davantage d’eau.


- Que se passe-t-il lorsqu’il y a du brouillard ?

- En montagne on voit le brouillard monter, comment l’expliquer ?

- Au-delà d’un certain seuil, l’eau ne s’évapore plus, elle reste à l’état liquide.

- Dans la salle de bains, après une douche prolongée, de la buée se dépose sur les murs.

Matériel∼∼

Récipient en verre (bécher, grand pot de confiture…), eau, gros sel, agitateur (une cuillère convient).

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n° 6


Nous allons procéder par analogie : dans notre expérience l’eau va jouer le rôle de l’air et le sel celui de l’eau. À un moment le sel ne se dissout plus. De la même façon, la quantité d’eau que l’air peut contenir est limitée, elle dépend de la température de l’air et de son état (pression, contenu initial en eau (humidité relative), etc.).

Conclusion∼∼

C’est la vaporisation des masses d’eau liquide (ou solide) qui enrichit l’air atmosphérique en vapeur d’eau. Lorsque la quantité maximum de vapeur d’eau que peut contenir l’air est atteinte, l’humidité relative est de 100 %. Ce seuil est nommé saturation et entraîne généralement de la condensation.

Encart∼∼

Dans le cadre de cette expérience, la masse de sel pouvant être dissoute dépend du liquide (ici le solvant est l’eau), du type de sel, (ici le chlorure de sodium) et de la température, etc.

Si je chauffe cette masse d’eau, la masse de sel pouvant être dissoute augmente.

Voici les facteurs déterminants de l’évaporation :- la température.- la pression atmosphérique. On pourra dire qu’au sommet du Mont-Blanc la pression est plus faible, on respire moins bien qu’au bord de la mer.- l’humidité relative. Plus l’air est sec, faible humidité relative, plus l’évaporation est forte.- l’agitation de l’air. Placer un des récipients au vent ou devant un ventilateur, l’autre est à l’abri de l’agitation de l’air.- les dimensions de la surface de contact entre l’air et l’étendue d’eau. Comparer l’évaporation pour des flacons, contenant des volumes d’eau identiques, dont l’ouverture varie (plats, pots, bouteilles à col large, bouteilles à col étroit).

être dépassée : c’est la saturation. L’eau ne peut plus recevoir de sel supplémentaire, il ne peut plus se dissoudre.

Manipulation∼∼

Combien peut-on dissoudre de sel dans l’eau ?

Mettre de l’eau dans un bécher. Ajouter du sel petit à petit. À un moment le sel ne se dissout plus. On atteint une concentration en sel dissous qui ne peut pas

18

Voir l’eau de l’air ?


Comprendre et savoir que même lorsqu’on ne voit pas l’eau dans l’air il y en a sous forme de gaz (de vapeur).

Savoir que l’eau se transforme en vapeur dans certaines conditions et inversement.

Questions pour l’enseignant

∼∼- D’où vient l’eau de la buée, du brouillard, des nuages… ?

- Dans quelles circonstances de la buée se dépose-t-elle sur les lunettes, sur les vitres, sur les murs de la salle de bain… ? Pourquoi de la rosée se dépose-t-elle sur l’herbe ? Dans quelles circonstances cette buée se dépose-t-elle ?

- Quand cela se produit-il ? Le jour ou la nuit ? En prenant une douche froide ou une douche bien chaude ?

- Pourquoi un objet, venant juste d’être sorti du réfrigérateur, se mouille-t-il ?

- Que feriez-vous pour provoquer un tel dépôt de buée, sur la face extérieure d’un verre, d’une boîte de conserve en métal ?

Matériel∼∼

Deux verres ou deux boîtes métalliques semblables, glace pilée. Une bouteille de soda glacée qui sort du réfrigérateur.

Conditions favorables

∼∼Éviter une journée chaude et lourde telle qu’on les connaît en été à la veille d’un orage.

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n° 7

Expérience∼∼

Bien essuyer au départ les boîtes métalliques.

Remplir de glace une boîte et d’eau à la température ambiante l’autre boîte.

Immédiatement la première se couvre de buée.

La vapeur d’eau contenue dans l’air au contact de la paroi froide passe à l’état liquide ; L’eau n’est pas venue de l’intérieur de la boîte. En effet, si on remplit la boîte d’eau, l’eau ne traverse pas le métal. L’eau vient bien de l’extérieur, de l’air ambiant.

Il y a donc de l’eau dans l’air, elle y est sous forme de vapeur.


La vapeur d’eau (gaz invisible), contenue dans l’air, devient liquide et donc visible au contact de la paroi froide du récipient,

Conclusion∼∼

De l’eau, à l’état de gaz (vapeur* en sciences physiques), est contenue dans l’air.

19

Encart∼∼

Condensation

Vapeur d’eau (gaz) Buée (eau liquide)

Énergie

La vapeur d’eau présente dans l’atmosphère cède de l’énergie à la surface froide et en conséquence change d’état : elle passe de l’état de gaz à l’état liquide confirmant ainsi la présence d’eau dans l’air.

Dans le langage courant le mot vapeur est utilisé pour désigner un panache de gouttelettes, par exemple celui qui sort de la bouilloire ou de la soupape de l’autocuiseur. En sciences physiques le terme vapeur désigne l’état de gaz pour une matière (ex : vapeur de mercure, vapeur toxique…).

Condensation solide

Vapeur d’eau (gaz) Cristaux de glace

Énergie

La condensation libère de l’énergie.

La condensation de 1 kg de vapeur d’eau en eau liquide libère 2,5 millions de joules.

La condensation solide libère de l’énergie.

Le passage de 1 kg de vapeur d’eau à la glace libère 2,8 millions de joules.

20

Comment se forment les nuages,

gouttelettes ou vapeur ?


Comprendre le mécanisme physique de la formation des nuages.

La condensation de l’eau dans l’air est à l’origine de la naissance des nuages.

Vocabulaire : différencier le sens des mots nuage et fumée.


∼∼∼L’enseignant aide les élèves à formuler leurs idées,

- Qu’est-ce qu’un nuage ? Qu’est-ce que le brouillard ?

- Qu’advient-il de l’eau contenue dans une assiette, dans une flaque, dans du linge mouillé ?

- Qu’est-ce que le panache qui s’élève au-dessus d’une casserole d’eau bien chaude ? Et celui qui sort de l’autocuiseur ? Lorsqu’il fait très froid dehors et que je souffle pourquoi un « nuage » s’échappe-t-il de ma bouche ?

3

Qu’est ce qu’un nuage ?

fiche

n° 8

- Connaissez-vous d’autres panaches, comparables à ceux cités dans la question précédente ?

- Quand nous prenons une douche chaude, le miroir de la salle de bain se couvre de buée. De même, quand on met à chauffer de l’eau dans une casserole sans mettre de ventilation, de la buée se dépose sur les vitres de la pièce. Pourquoi ?

Faire prendre conscience que l’on a de l’eau liquide dans la casserole et de l’eau liquide sur la vitre ; entre les deux, l’eau est dans un état où on ne la voit pas : à l’état gazeux.

Matériel∼∼∼

Un grand récipient (un broc de cantine en inox, une grande casserole) ; un ou plusieurs packs pour glacière ; de l’eau bien chaude (50° ou plus).

21


Remplir un grand récipient avec de l’eau chaude.

Observer soigneusement.

Fermer au 3/4 l’ouverture du récipient avec des packs de réfrigération.

Observer soigneusement.

Vous pouvez, en laissant les packs en place, agiter légèrement l’eau chaude avec une baguette.

Pour faciliter l’observation du panache (très discret !), vous pouvez éclairer latéralement avec une lampe torche (si l’observateur est sur la gauche du dessin, face au panache, la lampe est perpendiculaire à cette feuille, à la place du lecteur !).

Dans le prolongement de cette expérience, encouragez les élèves à observer ce que l’on voit lorsqu’un pack ou un aliment est sorti du congélateur. L’air qui circule autour du pack ou de l’aliment se charge de gouttelettes d’eau, ce qui rend visible un panache qui descend.


Le panache se forme au-dessus du récipient d’eau bien chaude, le pack ou à défaut un bac plein de glaçons, accentue le phénomène en provoquant un refroidissement plus intense.

La vapeur, libérée par l’eau chaude, refroidit en arrivant dans l’air extérieur, et se condense en gouttelettes (eau liquide). Pour mieux les voir directement on peut les recueillir sur une lame de verre ou de métal et indirectement on peut essayer d’humidifier un papier.

La vapeur se condense dans l’air pour y constituer des panaches ou des brumes, du brouillard, etc.

Condensation

Vapeur d’eau (gaz) Buée (eau liquide)

ÉnergieNota Bene :

On peut réaliser cette expérience différemment

Matériel :Un bol, un saladier, de l’eau chaude.

Manipulation :Mettre le saladier au froid pendant une demi-heure avant la manipulation. Verser l’eau chaude dans le bol et recouvrir celui-ci avec le saladier. Observer.

Commentaire :On observe des gouttes d’eau se déposer à la surface intérieure du saladier. On peut voir cette expérience sur le site d’« ecololabo ».Pour vérifier que les nuages sont constitués d’eau douce, refaire l’expérience en mettant du sel dans l’eau contenue dans le bol et on goûtera ensuite l’eau qui se dépose sur les parois du grand saladier.

22

Fabriquer du nuage ?


La condensation de l’eau dans l’air est à l’origine de la naissance des nuages.


- Qu’est-ce qu’un nuage ? Qu’est-ce que le brouillard ?

- Lorsqu’il fait très froid dehors et que je souffle pourquoi un « nuage » s’échappe-t-il de ma bouche ?

- Quand je prends un bain chaud, la salle de bain se remplit de vapeur d’eau.

- De quoi a-t-on besoin pour fabriquer un nuage ?

Matériel∼∼∼

Une bouteille en plastique lisse et transparent avec son bouchon, de l’eau chaude, des allumettes


A. Expérience témoin : verser de l’eau chaude (5 cm de hauteur, environ) dans une bouteille de plastique puis la fermer l’agiter et la retourner deux ou trois fois pour éliminer la buée des parois. Effectuer des compressions-détentes répétées : rien ne se passe !

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n° 9

B. Verser de l’eau chaude dans une bouteille comme précédemment (5 cm de hauteur, environ). Introduire une allumette que l’on vient d’éteindre et la retirer. Fermer la bouteille, l’agiter, la retourner plusieurs fois pour éliminer la buée des parois.

C. Effectuer des compressions-détentes plusieurs fois. Observer la formation d’un nuage pendant la détente et sa disparition pendant la compression. Si on ouvre la bouteille on peut propulser du nuage à l’extérieur, il met quelques secondes à se dissiper, il n’est pas toujours facile à observer : les gouttelettes sont entraînées par les courants d’air.

eau chaude compression-détente

1 2 3

5 64

23


Lorsque la bouteille est serrée fortement la pression de l’air qu’elle contient augmente, lorsque la compression est relâchée la pression l’air contenu dans la bouteille diminue. Cette détente s’accompagne d’une baisse de la température de l’air contenu dans la bouteille. La condensation de la vapeur sous forme de gouttelettes est due au refroidissement provoqué par cette détente.

Cette condensation est favorisée par la présence de très fines particules, ici ce sont des poussières de soufre, apportées par la fumée des allumettes éteintes. La vapeur se liquéfie en microscopiques gouttelettes autour des poussières de soufre. Dans l’air, les aérosols servent de noyaux de condensation.

Conclusion∼∼

Le nuage se forme par refroidissement de la vapeur d’eau de l’air qui provoque sa condensation.

Ici, comme le plus souvent dans l’atmosphère, le refroidissement est provoqué par une baisse de la pression (détente).

Encart∼∼

Dans l’atmosphère, la formation des gouttelettes est favorisée par de très petites particules (aérosols) hydrophiles, les noyaux de condensations. Ces particules facilitent le changement d’état : la vapeur d’eau (gaz) passe à l’état de gouttelettes (liquide) autour des noyaux.

Nuages ou fumées ?

Les gouttelettes d’eau font

la différence !


Savoir différencier un nuage de la fumée.

Différencier le sens des mots : nuage et fumée.


- Peut-on attraper un nuage ?

- Quelle est la différence entre un nuage et de la fumée ?

- Un nuage a-t-il une odeur ?

Matériel∼∼∼

Deux bouteilles en plastique lisse et transparent avec leurs bouchons. L’une doit être parfaitement sèche à l’intérieur ;

Une lame de verre qui peut être remplacée par un objet en verre lisse (assiette ou bol). Cette lame sera placée au froid avant la manipulation en prenant soin de l’envelopper dans du papier absorbant afin qu’elle soit sèche.

Un bâton d’encens, de l’eau chaude et des allumettes.

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n° 10

24

B. Introduire dans une bouteille bien sèche le bâton d’encens SANS METTRE d’eau, la bouteille se remplit de fumée. Propulser cette fumée sur la lame de verre et observer.


A. Faire la même manipulation que dans l’expérience précédente avec une bouteille remplie de 5 cm d’eau chaude, y introduire 1 bâton d’encens quelques instants. Fabriquer un nuage et le propulser sur la lame de verre et observer.

bâton d’encens

eau chaude

compressions-détentesrépétées

« souffl er » le nuage sur la lame de verre

1 2 3

bâton d’encens

compressions-détentesrépétées

« souffl er » la fumée sur la lame de verre

1 2 3

Conclusion∼∼

À la différence de la fumée, le brouillard ou le nuage est constitué de petites gouttelettes d’eau.

Encart∼∼

Questions qui peuvent être posées par les élèves :

1. Pourquoi les nuages sont-ils quelquefois colorés ?Si le nuage est assez bas sur l’horizon et qu’on l’observe en fi n de journée, on le voit souvent jaune, orangé, rouge. En effet la lumière du soleil est habituellement incolore car constituée de toutes les couleurs mais le soir une partie des rayons qui le constituent est absente et on voit le soleil rouge orangé. Le nuage apparaît donc de cette couleur.

2. Un nuage très épais peut apparaître gris, il empêche le soleil de le pénétrer.

3. De quoi est fait le panache qui sort des tours d’une centrale nucléaire ? C’est un nuage formé de gouttelettes d’eau. L’eau sert dans la centrale à refroidir les réacteurs.


A. Dans le premier cas de minuscules gouttes d’eau se déposent sur la lame. Elles s’évaporent très vite dans l’air de la salle d’expérience. Pour bien voir les gouttelettes du nuage, observer de l’autre côté du verre. Le nuage était donc bien constitué de gouttelettes d’eau.

B. Dans le deuxième cas rien ne se dépose, ce n’est pas de l’eau mais de la fumée.

d’eau se déposent sur la lame. Elles s’évaporent

Vocabulaire :Vapeur d’eau : c’est l’eau à l’état gazeux, on ne la voit pas, elle est incolore, inodore.

Condensation : C’est le passage de l’état gazeux à l’état liquide qui se produit généralement sous l’effet d’un refroidissement ; la condensation est un changement d’état.

Buée : lorsque la vapeur d’eau (état gazeux rencontre une vitre froide) elle se condense et se transforme en petites gouttes d’eau qui se posent sur la vitre.

Brouillard : lorsque la vapeur d’eau rencontre de l’air froid, elle se transforme en brouillard (minuscules gouttelettes d’eau à l’état liquide qui reste en suspension dans l’air).

25

∼∼

Les différents types

de gouttes ?


Comprendre pourquoi parfois les gouttes d’eau restent en suspension dans l’air (nuage, brouillard) et pourquoi parfois les gouttes d’eau tombent (pluie, précipitations).


- La pluie est constituée de gouttes d’eau. Y a-t-il une différence entre la pluie, la bruine, le crachin… ? Si oui, laquelle ? Lesquelles ?

- Que faut-il pour que la pluie se déclenche, c’est-à-dire pour que les gouttes chutent ?

- Un nuage est formé de gouttelettes d’eau : pour autant pleut-il sous tous les nuages ?

- Y a-t-il des gouttes, petites qui ne tombent pas ?

- Une goutte peut-elle s’évaporer avant d’atteindre le sol ?

fiche

n° 11

4

L’eau des nuages- Pouvez-vous créer une chute de gouttes qui ressemblerait à de la pluie ? Sauriez-vous trouver différents moyens pour obtenir des ‘‘pluies’’ différentes par la taille des gouttes ?

Matériel∼∼∼

Un arrosoir avec sa pomme.

Un pulvérisateur.

Un brumisateur d’eau.

Une bouteille en plastique lisse et transparent avec son bouchon.

De l’eau chaude, des allumettes ou un bâton d’encens.

26


Produire un ‘‘panache’’ de gouttelettes avec :

1. le matériel de l’expérience, « faire un nuage » ;

2. un brumisateur d’eau ;

3. un pulvérisateur ;

4. un arrosoir.

Dans chaque cas, observez le devenir des gouttelettes et regardez si la surface sous l’expérience devient humide.

Comparez ensuite vos conclusions.


1. Les gouttelettes du nuage ’’en bouteille’’ flottent dans l’air au gré des turbulences et se vaporisent (s’évaporent) très vite.

2. Celles produites par la bombe aérosol (waterspray) sont plus distinctes et subsistent plus longuement dans l’air mais peu parviennent au sol.

3. Celles émises par le pulvérisateur tombent et, après avoir un peu plané, parviennent presque toutes sur le sol.

4. L’arrosoir donne de grosses gouttes qui mouillent directement le sol.

L’évolution des gouttelettes d’un nuage dépend de leur grosseur. Les plus petites seront les plus sensibles à l’humidité des couches d’air dans lesquelles elles se trouvent. De cette humidité dépendra leur évaporation (vaporisation) ou leur augmentation de volume.

L’humidité dépend de la température.

L’intensité et les directions de l’agitation de l’air ont également une influence importante sur l’évolution des gouttes d’eau.

Conclusion∼∼

Selon leur taille, les gouttelettes s’évaporent, flottent ou tombent. Selon le type de nuage, plusieurs tailles de goutte cohabitent.

« nuage »

brumisateurd’eau

pulvérisateur

arrosoir

1

2

3

4

27

Des gouttes de plus en plus

grosses…, des gouttes

trop grosses pour flotter dans l’air ?


Caractériser les conditions de formation de la pluie.


- Pourquoi le nuage flotte-t-il ?

- D’où vient l’eau de la pluie ?

- Pourquoi des petites gouttes ou des grosses gouttes ?

Matériel∼∼∼

Matériel de chauffage (plaque…) ou bouilloire électrique, récipient résistant au chauffage, eau, assiette (en verre transparent de préférence), pince en bois ou chiffon épais (pour tenir l’assiette sans se brûler), gants de protection thermique.


Faire chauffer l’eau. En quelques minutes se développe un ‘‘nuage’’ au-dessus du récipient, (ce sont des gouttelettes formées dans l’air à partir de l’eau chauffée qui s’évapore et se condense par refroidissement en s’élevant dans l’air environnant plus frais).

fiche

n° 12

Placer une assiette inclinée en travers du ‘‘nuage’’, les gouttelettes vont s’accumuler et adhérer sur l’assiette.

Bien observer les dimensions des premières gouttelettes formées puis leur évolution.

Bien remarquer les instants où brusquement une goutte se met en mouvement puis décroche de l’assiette.

Quelles sont les gouttes qui tombent ? Quel a été leur parcours avant la chute ? Comment ont-t-elles grossi ?

Il est possible d’utiliser une plaque électrique ou une bouilloire électrique pour réaliser cette expérience.

28

Conclusion∼∼

En se combinant avec d’autres gouttelettes certaines de celles constituant un nuage atteignent une taille telle que leur poids les entraîne dans une chute jusqu’au sol. Les autres plus légères se déplacent au gré des mouvements de l’air atmosphérique.

Une goutte tombe lorsque son poids est devenu supérieur aux forces qui l’entraînent dans un mouvement ascensionnel (force des courants convectifs, du vent, des turbulences, et pour une infime part la poussée d’Archimède de l’air sur les gouttes).

La succession des évaporations – condensations – précipitations* constitue la partie essentielle du cycle de l’eau.

Vocabulaire :Les précipitations atmosphériques désignent la chute de l’eau atmosphérique qu’elle soit sous forme de pluie, de grêle ou de neige.


L’apport de vapeur d’eau fait croître la taille des gouttelettes. Les petites gouttelettes fusionnent par contact pour en donner de plus grosses, elles deviennent lourdes et finissent par tomber.

Sur l’assiette, le poids de certaines gouttes est devenu supérieur aux forces qui lient la goutte d’eau à la surface de l’assiette.

2929

llSéquence n° 2

Les métamorphosesde l’eau

Des changements d’états évidents

Le cycle de l’eau

fiche

n°2

30


– Sensibilisation : prendre conscience de la variabilité de l’état de l’eau dans l’air.

– Sensibilisation : prendre conscience du chemin de l’eau dans la nature.

– Établir une représentation du cycle de l’eau dans la nature.


∼∼– Situation de départ et questionnement collectif : émettre des hypothèses ou proposer des solutions.

– Expérimentation à l’extérieur par groupe.

– Mise en commun des résultats et analyse.






– Se replacer dans une représentation du cycle de l’eau dans la nature.


1 - Les états de l’eau

Fiche n° 13 La fusion

et la solidification. Un exemple :

la glace et l’eau

Fiche n° 14 Pour aller plus loin :

tous les changements d’états évidents

2 - Le cycle de l’eau

Fiche n° 15 Décrire le cycle de l’eau

Fiche n° 16 Dessiner le cycle de l’eau

Objectif généralL’eau :

ses différents états et les changements d’état ;

le cycle de l’eau dans la nature.

31

La fusion et la

solidification. Un exemple :

la glace et l’eau


Observer une fusion et une solidification.

Préciser le sens des termes état et changement d’état.

Enrichir les notions d’état solide et d’état liquide.


- Quelle est la matière d’un glaçon ?

- Que se passe-t-il lorsqu’un glaçon est placé sur la table ?

- Quelle expérience proposeriez-vous pour reproduire plus rapidement ce que vous avez observé ?

- Comment se nomme la transformation que subit le glaçon ? Quel verbe la désigne ?

- Que faut-il donc pour que cette transformation se produise ?

- Quel est le nom du phénomène inverse ? Quel verbe le désigne ?

fiche

n° 13

1

Les états de l’eau

- Que faut-il pour qu’il se produise ? Quelle expérience feriez-vous pour réaliser ce phénomène inverse ?

Matériel∼∼∼

Un récipient en verre le plus transparent possible (bol, verre…), un glaçon.

Un grand récipient, en verre si possible (pot de confiture de 1 l).

Un petit récipient le plus transparent possible (un petit tube à essai est idéal).

Éventuellement un thermomètre numérique, de la glace pilée et du gros sel.

32

Fusion

Solidification

glace

glace pilée

eau

eau

sel


Conclusion∼∼

Fusion : de l’eau à l’état solide, la glace, fond lorsque recevant de l’énergie, sa température devient supérieure à zéro.

Solidification : de l’eau à l’état liquide se solidifie lorsque perdant de l’énergie, sa température devient égale ou inférieure à zéro degré.

Énergie Glace Fusion Eau liquide État solide Solidification État liquide Énergie

Encart∼∼

– La fusion de la glace se fait à température constante, 0 °C pour de l’eau pure ; il en va de même pour la solidification.

– À la différence des autres corps la solidification de l’eau se fait avec une augmentation de volume, inversement à la fusion correspond une diminution de volume. Pour la même masse d’eau, le volume occupé par la glace est plus important que celui occupé à l’état liquide. Ainsi la glace est plus légère, moins dense que l’eau liquide.


Fusion : Placer un glaçon dans un verre et observer sa transformation en eau, éventuellement mesurer la température de l’eau de fusion et de la glace restante. Vous pouvez accélérer le phénomène en réalisant l’expérience au soleil ou sous une lampe placé très près.

Solidification : Enfoncer le tube à essai contenant un peu d’eau, 1 ou 2 centimètres, dans un mélange de glace pilée, 2/3, et de sel, 1/3. Attendre 2 ou 3 minutes, retirer le tube, observer, si nécessaire replacer le tube. Vous pouvez introduire la sonde d’un thermomètre numérique dans le tube à essai et le laisser tout au long de l’expérience pour suivre l’évolution de la température, cela prolonge un peu le temps de solidification.

33

Pour aller plus loin :

tous les changements

d’états évidents


Connaître les transformations de l’eau : solidification, évaporation, condensation, fusion.

Ces transformations sont réversibles.

Connaître les conditions pour obtenir chaque changement d’état.


- Quelle forme peut prendre l’eau ?

- Quels changements subit l’eau pour qu’il puisse pleuvoir ?

- Pouvez-vous donner une succession de ces transformations ?

- Avez-vous une idée du nom qui peut désigner la succession des changements d’états lorsqu’ils se répètent en repassant par les mêmes étapes ?

- Faire rechercher les états de l’eau rencontrés lors des manipulations de la séquence 1.

- Faire rechercher des illustrations pour les états trouvés (exemples en météorologie et dans la nature en général ; photographies).

- Faire rechercher les changements d’états de l’eau rencontrés lors des manipulations de la séquence 1.

- Faire rechercher des illustrations pour les changements d’états trouvés (exemples en météorologie et dans la nature en général ; photographies).

fiche

n° 14

Réponses possibles∼∼∼

- La glace (solide) ; neige, grêle, gelée blanche, givre, verglas, et glaciers, banquises,

- de l’eau (liquide) ; nuages, brouillards, brume, pluie, rosée, buée, et mer, lacs, rivières…

- de la vapeur (gaz) ; Invisible donc pas d’illustration sauf indirectement par l’espace qui sépare le panache de la tuyère qui envoie un jet de vapeur – par exemple lorsque la soupape de l’autocuiseur vient d’être enlevée.

Nous avons pu observer : - la fusion (séquence 1 chapitre 1). La fonte des neiges, des glaces ;

- la vaporisation (évaporation séquence 1 chapitre 1, séquence 1 chapitre 3, séquence 1 chapitre 5, séquence 2 chapitre 2). Les flaques qui sèchent, les sols qui se dessèchent pendant la canicule, les étendues d’eau qui s’évaporent…

- la condensation ou la liquéfaction (séquence 1 chapitre 2, séquence 1 chapitre 3, séquence 1 chapitre 4, séquence 1 chapitre 5, séquence 2 chapitre 2). La formation de rosée, de buée…

- la solidification (séquence 1 chapitre 1). La formation de neige, de grêle, de givre, la pluie verglaçante en touchant le sol…

- et même la condensation à l’état solide (sublimation inverse, séquence 1 chapitre 2). La formation de gelée blanche.

34

Décrire le cycle de l’eau


Reproduire un cycle de l’eau.


- Comment se forme l’eau de pluie ?

- D’où vient-elle ?

- Pourquoi n’est-elle pas salée ?

- Comment se forment les rivières ?

Décrivez l’enchaînement des actions de la mer, du soleil, du nuage et de la rivière.

fiche

n° 15

2

Le cycle de l’eau


∼∼∼Attention, sous une lampe, sauf si elle est très puissante, il faut attendre plusieurs jours pour obtenir de l’eau dans le verre ; par contre, en plein soleil de juin c’est l’affaire d’une demi-journée !

Vous pouvez démarrer l’expérience avec de la glace salée (glaçons obtenus à partir d’eau salée – congélateur indispensable car il faut descendre en dessous de – 20 °C). Cela englobe une plus grande partie du cycle de l’eau, par contre sans soleil ardent l’expérimentation se trouve prolongée.

Matériel∼∼∼

Cristallisoir (ou récipient, tel qu’un saladier de préférence incolore et transparent pour faciliter l’observation), film plastique (film alimentaire, par exemple), bille, élastique, verre, eau salée, soleil (ou lampe puissante, au moins 100 W).

35

d’eau sous la feuille de plastique. Ces gouttelettes d’eau condensée sont recueillies dans le verre.

Repérer la différence de qualité des eaux du cristallisoir et du verre (saveur, apparence), identifier les différents états et changements d’état ainsi que les échanges d’énergie au fil de l’expérience.

Conclusion∼∼

Par l’intermédiaire de la chaleur du Soleil, l’eau des mers s’évapore, puis elle est restituée à la surface terrestre par la pluie.


Sous l’effet du chauffage, l’eau salée s’évapore – si vous avez pris de la glace salée, elle fond d’abord. Comme nous sommes dans une enceinte close, il y a rapidement saturation en vapeur d’eau pour l’air enfermé dans le dispositif. Des gouttelettes se déposent alors sur le film ; du fait de la pente les plus grosses s’écoulent et finissent par tomber dans le verre.

L’eau recueillie est de l’eau douce : lors de l’évaporation, seule l’eau s’évapore ; le sel reste au fond du récipient.

On comprend que c’est l’évaporation, principalement à la surface des étendues maritimes, qui produit l’eau douce.

L’évaporation est l’unique producteur de l’eau douce sur la planète !

élastique

bille

film plastique

cristallisoir

verre

eau saléeeau salée

eau condensée


Un cristallisoir contenant de l’eau salée est recouvert d’un film plastique transparent auquel on donne une forme d’entonnoir en disposant une bille en son centre. Un verre est placé au centre du cristallisoir. L’ensemble est exposé au soleil.

On constate l’apparition progressive de gouttelettes

36

Dessiner le cycle de l’eau

fiche

n° 16

Phénomène Brève description (ce qui se passe, lieu d’observation ou de manifestation usuelle,...)

Condensation • à l’état liquide dans l’air, la vapeur invisible passe sous forme de gouttes du fait d’un refroidissement ; • à l’état solide, dans l’air, la vapeur invisible passe sous forme de glace du fait d’un refroidissement plus intense.

Solidification L’eau à l’état liquide se solidifie en glace sous l’effet d’un refroidissement.

Évaporation Entre eau et air et dans l’air : l’eau sous forme liquide passe à l’état de gaz du fait d’un réchauffement.

Précipitations Les particules d’eau, liquide ou solide, dans l’air s’agglutinent suffisamment en gouttes, en grains ou en flocons dont le poids est suffisant pour en entraîner la chute.

Les états Nom Exemple dans la nature

Liquide Pluie, bruine… Averse sous un orage. L’eau du robinet.

Solide Neige, grêle, glace, givre, Les neiges éternelles, les glaciers, la banquise, gelée blanche, etc. les icebergs, le givre sur les fenêtres, les arbres.

Gaz Vapeur d’eau Généralement invisible. On soupçonne son existence entre la tuyère de la Cocotte-minute et la base du panache d’eau condensée qui s’en échappe.

Les changements Exemple dans la nature d’état

Condensation Formation de la rosée, de la buée et formation de la matière des nuages (brouillard, brume, etc.). Gelée blanche, paillettes de glace atmosphériques, etc.

Solidification Gel, formation de la glace, de la grêle, de la neige, du givre, du verglas.

Évaporation Assèchement des flaques d’eau, assèchement des lacs.

Précipitations Pluie, bruine, grêle, neige, etc.

Objectif spécifique--

Réaliser un dessin synthétique final qui représente les différents états de l’eau et la localisation des changements d’états.

Fiche, aide mémoire, qui pourra être utilisée pour réaliser le dessin : le cycle de l’eau.

Pour la fiche élève : prendre en note tous les phénomènes météo rencontrés ou évoqués ainsi que les phénomènes physiques associés (état, changement d’état, etc.) au fur et à mesure des manipulations.

Dans un second temps ces notes sont classées et organisées en ‘’renseignant’’ des tableaux du type ci-dessous.

3737

lllSéquence n° 3

Mesurer la pluie qui tombe

Recueillir l’eau

Étalonner et positionner un pluviomètre

fiche

n°2

38


– Se poser la question concrète du choix du récipient, de ses qualités, de son positionnement.

– Se poser la question de la quantification de l’eau qui tombe, quelques calculs mathématiques.

– Sensibilisation : prendre conscience de la variabilité de la pluie dans l’espace et dans le temps.



– Expérimentation à l’extérieur par groupe.








1 - Recueillir l’eau

Fiche n° 17 Recueillir les précipitations liquides

et graduer un pluviomètre

Fiche n° 18 Choix de l’emplacement du pluviomètre

Fiche n° 19 Représenter les résultats

Objectif généralConstruire un instrument

de mesure pour savoir quand, où et quelle quantité

il pleut ?

39

∼∼

Recueillir les précipitations

liquides et graduer

un pluviomètre


Recueillir les eaux de pluie.

Mesurer la quantité de « pluie tombée » lorsqu’il pleut.

Fabriquer un pluviomètre.

Étalonner un pluviomètre.


- À quoi sert la mesure de la pluie tombée ?

- Il pleut ‘’pareil’’ partout ? en même temps ?

- Que se passe-t-il quand il pleut trop ?

- Et quand il ne pleut pas assez ?

- Qu’allez-vous mesurer (longueur, masse, volume…) ?

- De quelle manière vous y prendriez-vous ?

- Faut-il utiliser des récipients larges ou hauts ?

- Quel nom peut-on donner à l’appareil mesurant la pluie tombée ?

fiche

n° 17

1

Recueillir l’eau

- Où doit-on placer cet appareil ?

- Quand va-t-on mesurer ?

- Que devient la pluie après être tombée ? Cela peut-il gêner la mesure de la pluie tombée ?

- Comment mesurer la quantité de pluie tombée ?

- Quels matériaux utiliserez-vous pour construire votre appareil de mesure ? Qu’est-ce qui donnera une mesure ?

- Avec quelles unités ?

- Quand va-t-on mesurer ?

N.B. : On peut laisser les élèves faire leurs propres expériences, qui seront diverses, et comparer les résultats. S’interroger ensuite sur la diversité des résultats, par exemple en pesant l’eau recueillie dans les différents récipients. On retrouvera la même hauteur seulement dans les récipients à paroi droite.

Matériel∼∼∼

Une bouteille en plastique ou un seau à paroi droite.

Un cutter ou marqueur suivant le choix du récipient.

Et une éprouvette pour une mesure plus précise.

40


∼∼∼– Choisir un jour de pluie

Attention à bien mettre en place le pluviomètre


Prendre une bouteille plastique transparente, de 5 l. Sectionner la partie supérieure à l’aide d’un cutter (1). Prélever le haut de la bouteille et le retourner sur le corps de celle-ci (2).

L’intérêt du goulot retourné est la limitation de l’évaporation.

Une amélioration possible consiste à placer une éprouvette graduée directement à l’intérieur de la bouteille de 5 ou 8 l (3). Mais cela imposera de réaliser une nouvelle graduation de l’éprouvette.

Pour graduer l’éprouvette, marquer sur la paroi du pluviomètre choisi un trait au-dessus de la partie déformée puis un second à 1 cm au-dessus. Remplir le récipient jusqu’au niveau du trait. Verser le contenu du récipient dans l’éprouvette en gardant un fond d’eau dans la bouteille jusqu’au premier trait. Il ne reste plus qu’à graduer l’éprouvette au niveau de la surface de l’eau. Noter 1 cm sur l’éprouvette.

Vous avez fabriqué un pluviomètre et il aurait plu 10 mm d’eau.

1 2

3

éprouvette graduée

41

1 m

1 m

hauteur h(mm)

Unités

Lorsqu’il tombe 1 mm de pluie sur 1 mètre carré

Calcul du volume, valeurs en millimètre :

1 000 x 1 000 x 1 = 1 000 000 mm3

Soit 1 000 cm3, soit 1 litre !

Il tombe donc 1 litre d’eau.

Rappel :

La hauteur de précipitations est définie comme l’épaisseur d’eau liquide couvrant le sol sur 1 m x 1 m, un millimètre de pluie représentant un litre d’eau au mètre carré.

Nous retenons la réponse la plus simple et qui est également la norme internationale : les résultats expriment en millimètres la hauteur d’eau tombée au sol (dans l’hypothèse d’absence d’absorption, de ruissellement et d’évaporation).

Naturellement le passage par la masse d’eau recueillie est une solution exploitable s’il est rappelé qu’un cm3 d’eau a pour masse 1 gramme. Cela ne dispense pas de tenir compte de la surface qui reçoit la pluie collectée.

Il en sera de même s’il est choisi d’exprimer les résultats en volume.


Le choix du récipient utilisé doit être fait en ayant en tête deux contraintes :

- La stabilité du pluviomètre, car le vent, parfois fort, accompagne souvent les précipitations.

- La simplicité de la mesure – il est recommandé de choisir une surface qui recueille la pluie égale à la section du récipient qui la stocke et il suffit alors de mesurer une hauteur.

Vous pouvez utiliser aussi :

– des bouteilles en plastique de 1,5 ou 2 ou 8 litres.

– des seaux à parois verticales (sinon il faut graduer car la surface de l’ouverture est supérieure à celle du fond, voir le commentaire page suivante).

42

Choisir l’emplacement

du pluviomètre


Vérifier les facteurs qui perturbent la mesure de la pluie.


- Où mesurer la pluie ?

- Comment la mesurer ?

- Quelle expérience proposeriez-vous pour choisir le meilleur emplacement ?

Matériel∼∼∼

Suivant le choix qui sera fait :

- tube en PVC ou grillage rigide ;

- seau en plastique avec du sable ou de la terre (pour un pluviomètre mobile) ;

- morceau de contreplaqué (50 x 50 cm), une vis, une bouteille en plastique (identique à celle utilisée pour réaliser le pluviomètre).


Cas 1 : Placer le pluviomètre sous un arbre.

Cas 2 : Placer le pluviomètre à l’abri du vent, de façon à ce qu’il recueille le maximum de pluie, mais sur un sol incliné.

Cas 3 : Placer le pluviomètre à l’abri du vent, de façon à ce qu’il recueille le maximum de pluie. Il sera dans un tube en PVC ou un cylindre réalisé en

fiche

n° 18

tube de PVC

sol

grillage rigide. La base des supports est soit enterrée soit dans un grand seau rempli de sable ou de terre (ce dernier choix permet de déplacer facilement le pluviomètre).

Si vous devez vous contenter de placer le pluviomètre au sol vous pouvez soit l’enterrer partiellement, soit immobiliser le pluviomètre dans un récipient rempli de sable, soit le fixer à une planche par un support qui y sera vissé. Les pluviomètres réalisés à partir d’une bouteille en plastique s’emboîteront dans le fond d’une bouteille identique dont les parois auront été fendues verticalement plusieurs fois (4 à 8 fois).

43

On peut constater la différence de quantité de pluie recueillie selon l’emplacement et l’implantation du pluviomètre, son horizontalité, et ses conditions d’exposition.

Dans le cadre de ce projet, l’essentiel est d’avoir du matériel stable (à l’abri du vent, bousculade…) et une surface de réception de la pluie aussi horizontale que possible.

Le pluviomètre doit être sur une surface plane et bien stabilisé :

Voici les recommandations de l’OMM (Organisation Météorologique Mondiale) :La surface de la bague réceptrice du pluviomètre doit se situer entre 0,5 et 2 m du sol.À Météo-France, la hauteur de mesure conventionnelle est à 1 m.D’autre part, il faut veiller lors de son installation à ce que la surface réceptrice du pluviomètre soit bien horizontale.

Le pluviomètre doit être installé dans un endroit plat ; la pente du terrain environnant le pluviomètre doit être inférieure à 19°. L’idéal serait que la distance entre le pluviomètre et un obstacle (un arbre, par exemple) soit supérieure à quatre fois la hauteur de cet obstacle.

Par exemple, si un arbre de 2 m de haut se situe sur le site où doit être installé un pluviomètre,il faudra le positionner à au moins 8 m de l’arbre. Le pluviomètre doit être dégagé de tout obstacle afin de limiter la turbulence autour de l’instrument. Un obstacle est un objet dont la largeur angulaire est de 10° ou plus.

Schémas illustrant l’installation idéale du pluviomètre

N.B. Dans une enceinte scolaire il est déjà souvent difficile de trouver un emplacement où le matériel sera respecté, alors tenter de remplir l’ensemble des conditions est proche de la ‘‘mission impossible’’.


44

∼∼

Représenter les

résultats


Introduire des façons de représenter un ensemble de chiffres : points, courbe, histogramme, etc.


Comment présenter simplement les résultats obtenus avec le ou les pluviomètres ?

- Représenter au quotidien la quantité de pluie reçue.

- Comment rendre compte de l’accumulation de la pluie ?

- Comment illustrer l’irrégularité de la pluie ?

- Quels sont les qualités et les défauts des différentes représentations ?

- Le choix de la représentation, points, courbe, ou histogramme.

- Histogramme hebdomadaire, mensuel, annuel.

Matériel∼∼∼

7 bouteilles de plastique identiques coupées à mi hauteur (servent de pluviomètres).

Un double décimètre.

fiche

n° 19


Mettre chaque jour une bouteille différente à l’extérieur en bonne place.

Les recouvrir d’un film plastique avant de les stocker.

La semaine suivante on se propose de représenter les différentes quantités de pluies recueillies.

Mesurer avec un double décimètre les différentes hauteurs de pluie.

Les dessiner ; puis arriver à schématiser de plus en plus.

Suggérer éventuellement une représentation bâton (histogramme), des points disjoints, un graphe historique, un tableau de valeurs.

L’histogramme est la représentation la plus adaptée.

Photo des 7 bouteilles de la semaine d’observation.

4545

lllSéquence n° 4

Les variations de la pluviométrie

En France

Dans le monde

fiche

n°2

46


Sensibilisation : prendre conscience de la variabilité climatique de la pluie dans l’espace et dans le temps.



– Réflexion en étudiant des cartes pluviométriques.



• élaboration de fiche-synthèse d’analyse ;





1 - La pluie en France

Fiche n° 20 La variation de la pluie

(en quantité) en France

Fiche n° 21 Les différentes formes de pluie

en France

2 - La pluie dans le monde

Fiche n° 22 La variation de la pluie

(en quantité) dans le monde

Objectif généralPratiquer une démarche

d’investigation : notamment avec sa phase

de questionnement, émettre des hypothèses,

mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions,

manipuler et expérimenter.

47

∼∼

La variation de la pluie

(en quantité) en France ?


Caractériser les régions pluvieuses en France.

Caractériser les variations de la pluie en quantité suivant les saisons.

Définir une normale.


Écriture sur une grande affiche de ce que les élèves pensent savoir sur la pluie.

- Où pleut-il beaucoup en France ?

- Où pleut-il fréquemment en France ?

- Quelles sont les pluies les plus efficaces ?


∼∼∼Réponses possibles- Il pleut davantage (en quantité) sur les reliefs en été.

- Il pleut davantage (en quantité) sur les reliefs en hiver.

- Il pleut davantage (en quantité) sur les reliefs toute l’année.

fiche

n°20

1

La pluie en France- Les variations spatiales sont plus importantes en hiver.

- Il pleut relativement peu en Bretagne mais très fréquement.

Remarques∼∼∼

Il faudra définir une normale : les climatologues ont choisi de calculer les moyennes sur des époques continues successives, ou « périodes », de 30 années.

Matériel∼∼∼

Cartes jointes.

Remarque pour l’enseignant∼∼∼

Étudier le climat d’un site implique de calculer les moyennes de diverses grandeurs, température, pression, précipitations, etc. qui serviront de valeurs de référence relativement à chacune d’elles pour décrire ce climat.

Mais sur quelle durée convient-il de calculer ces moyennes, si l’on désire qu’elles regroupent beaucoup de données et soient donc bien représentatives ?

Pareille durée doit clairement se chiffrer en années, et par un nombre entier important, d’autant plus que certaines grandeurs prennent une valeur unique en un mois ou même un an ; mais d’autre part, elle ne peut excéder un trop grand nombre d’années, car le climat évolue lentement, et un calcul des moyennes sur des époques trop amples intégrerait ces changements climatiques de façon erronée dans les résultats.

Les climatologues estiment qu’un bon compromis consiste à calculer les moyennes sur des époques continues successives, ou « périodes », de 30 années.

En un site donné, la valeur moyenne de toute grandeur sur une telle période de 30 ans est alors appelée la normale climatologique de cette grandeur, en ce site et pour ladite période. L’OMM recommande plus précisément de choisir les périodes telles que 1901 à 1930, 1931 à 1960, 1961 à 1990 (la prochaine

48

Conclusion∼∼

En France, il pleut toujours davantage sur les reliefs.

Il peut pleuvoir davantage mais il peut aussi pleuvoir plus souvent et cela selon les lieux et selon les saisons.

Les quantités et les fréquences sont variables selon les régions et les saisons.

sera 1991 à 2020), qui définissent la succession des normales climatologiques standards.

Il arrive souvent que l’on parle de « normale » au sens de « normale climatologique » d’une donnée climatologique ; pareille simplification amplifie le risque de confusion entre ce terme technique — la moyenne d’une grandeur en un site, calculée sur une période de 30 ans — et l’acception usuelle du même mot, qui tend à désigner les valeurs « normales » de la température ou de la hauteur de précipitation, par exemple, comme les valeurs auxquelles on est à peu près en droit de s’attendre lors de l’apparition ou de la prévision d’un type de temps déterminé.

Cumul des précipitations mensuelles (en mm)Normales sur la période 1971 - 2000.Sur une année

49

Cumul des précipitations mensuelles (en mm)Normales sur la période 1971 - 2000.Été

Cumul des précipitations mensuelles (en mm)Normales sur la période 1971 - 2000.Hiver

50

Les différentes formes de pluie

en Francefiche

n°21


Caractériser la fréquence des pluies suivant les régions.

Questionnement ∼∼∼

- Quelles sont les zones où il pleut le plus souvent ?

- Quelles sont les zones où il pleut le moins souvent ?

- Comment caractériser ces zones ?

Matériel ∼∼∼

51


∼∼∼Réponses possibles- Il pleut relativement peu en Bretagne mais très souvent entre 133 et 180 jours par an.

- Il pleut 3 fois plus souvent à Brest qu’à Nice.

- Il y a de grandes différences de pluviométrie dans les différentes régions de France.

- Le mauvais temps vient de l’ouest.

- Il pleut souvent sur les reliefs.

- Les régions méditerranéennes sont protégées des nuages, bien à l’abri derrière les montagnes.

Conclusion∼∼

Les régions les plus humides sont situées à l’ouest et au nord.

La France a un climat influencé par l’océan Atlantique, la Méditerranée et les reliefs.

Cumul du nombre de jours avec des précipitations supérieures ou égales à 1 mm.Normales sur la période 1971 - 2000.Sur une année complète

Quelques statistiques∼∼∼

Cumul annuel de précipitations (moyenne sur 30 ans)

FRANCE BELGIQUE SUISSE

Les Hauts de Sainte-Rose Ballon Orly Lyon Marseille Bruxelles Berne(La Réunion) d’Alsace820 m 1 250 m

10 755 mm 2 450 mm 625 mm 825 mm 544 mm 830 mm 970 mm

Records de pluie en 24 heures

Saint-Laurent de Cerdans Valleraugue Vanves Lyon Marseille(Pyrénées-orientales) (Gard)640 m 378 m

1 000 mm 950 mm 120 mm 97 mm 200 mm

le 17/10/1940 le 29/09/1900 le 06/07/2001 le 03/10/1935 le 19/09/2000

Brest

Nice

52

∼∼

La variation de la pluie

(en quantité) dans le monde ?


Repérer les zones sèches et humides de la planète.

Caractériser la végétation et les modes de vie associés.

Questionnement ∼∼∼

- Observer les zones tropicales

- Observer les zones désertiques

- Observer les zones tempérées

Matériel∼∼∼

Cartes (voir page suivante).

Activité∼∼∼

Colorier en jaune les zones où il pleut moins de 50 mm par an.

Colorier en vert les zones où il pleut plus de 600 mm par an.

fiche

n°22

2

La pluie dans le monde

Conclusion∼∼

Les zones les plus sèches sont situées entre les parallèles 20 et 40 Nord et Sud.

Les zones les plus humides sont situées autour de l’équateur.

L’Europe est une zone plutôt humide.

Depuis l’espace il y a un fort contraste entre les zones désertiques qui apparaissent en jaune et les zones humides en vert.

53

A

B

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A40 1

979 -

2001

54

La Terre vue par un satellite Météosat, situé à 36 000 km au-dessus du golfe de Guinée.

55

Dessin jeu∼∼

Quelle quantité de pluie (en mm par an) correspond à chaque région ?

A. Zone équatoriale B. Zone tempérée

C. Zone désertique

56

BRUN-COSME NADINE – BROUILLARD ANNE

Entre fl euve et canalPoints de suspension – 30 p. – 11,50 €

Diffi culté de lecture : niveau 3

Lorsque l’album déplie les rabats de sa couverture, un long chemin d’eau se déploie où les silhouettes des arbres découpent des carrés d’ombre et de lumière. Fleuve ou canal ? Fleuve et canal ? Pour le jeune narrateur, c’est l’enjeu. Le récit commence au début des vacances d’été. L’enfant se promène avec ses parents, ombres unies, sur le chemin de terre, entre le fl euve et le canal, puis la mère se dirige lentement vers le canal avec son grand cahier blanc, le père rejoint, à droite, le fl euve pour y pêcher. Et l’enfant reste seul au milieu de la route. Chaque jour, l’enfant va du fl euve au canal et du canal au fl euve. Il regarde sa mère qui écrit, son père qui pêche et attend. L’enfant découvre un petit ruisseau qui relie l’eau du canal à celle du fl euve, mais sa mère ne veut pas l’emprunter. L’enfant tente de remonter le canal pour voir si plus loin, il rejoint le fl euve. En vain. Un matin, enfi n, l’homme et la femme se rapprochent, ils répètent des mots « Partir, nous, plus tard » ; ils disent à l’enfant qu’ils vont se quitter mais qu’ils l’aimeront toujours et que toujours il y aura une route solide entre le fl euve et le canal. On laissera les élèves s’imprégner du livre, du texte et des illustrations très complémentaires, on attirera leur attention sur les couleurs, le jeu des personnages vus de dos et opposés, puis qui lentement se rapprochent et font face au lecteur, on soulignera la symétrie des pages 5 et 28 où l’enfant est assis au milieu de la route… avant de lancer un débat interprétatif, d’essayer de faire formuler l’implicite, le non-dit : la sourde angoisse de l’enfant, ses tentatives pour rapprocher ses parents, son soulagement lorsque la décision de séparation est prise et qu’il est sûr qu’il n’est pas coupable, qu’ils l’aiment. Au fi l des relectures, on pourra dégager la symbolique de ce canal calme et de ce fl euve tumultueux, avec la route en son milieu.

FERRI MICHELE

Le Nuage immobileSarbacane – 30 p. – 14,90 €

Diffi culté de lecture : niveau 2 à 3

Un homme seul regarde passer un navire. Une épaisse fumée sort de sa cheminée. Le navire passe vite. Au loin, l’homme aperçoit une vague qui enfl e et engloutit le bateau. Au-dessus, reste un nuage, immobile au milieu de la mer. L’homme s’enferme chez lui et écoute la radio. On ne parle pas du navire disparu, ni du nuage de fumée. Des enfants jouent autour de la maison aux volets clos. Beaucoup plus tard, l’homme prend son bateau, fraîchement repeint en rouge et va voir le nuage, toujours immobile. Il rentre dans l’ombre froide du nuage et se lève sur sa barque. Le nuage se tord en spasmes profonds puis une goutte tombe sur le visage de l’homme. C’est maintenant l’homme qui écrit : « Une pluie tiède entre dans mes yeux […] et je sens ses larmes me traverser tout entier […] ». L’homme s’est endormi dans sa barque. Les enfants le réveillent. Il prépare son café et ouvre grand ses volets.Les teintes chaudes et saturées de l’illustration contrastent avec l’état d’esprit du personnage solitaire. Le décor des images, comme le style du texte, sont minimalistes. Ce qui laisse au lecteur le loisir de se laisser bercer par le temps qui passe avant la prise de décision de l’homme, d’aller voir le nuage de près. En classe, les élèves feront probablement plusieurs lectures de l’album. On les invitera à s’interroger sur la dédicace « À la mémoire de mon père » qui peut conduire à interpréter l’ouvrage comme l’expression artistique d’un deuil : après la disparition du navire, la meilleure façon de dissiper le nuage noir qui envahit tout, est d’aller s’y confronter, de rentrer dedans, pour voir de quoi il est fait. Il est plus supportable qu’on ne croit et sa pluie purifi catrice permet de revivre. On sait que tous les enfants ont vécu une expérience de séparation, ou la craignent. L’album peut ainsi entrer en résonance avec la vie intérieure de chacun.

La pluie dans la littérature

fiche

n°2

57

∼∼

NOTTET PASCAL – GIREL STÉPHANE

La Princesse de neigePastel – 48 p. – 12 €


Dans cet album, deux histoires se croisent ; l’une raconte la vie quotidienne des bateliers à quai, l’autre est celle que se raconte un enfant solitaire à l’aide de marionnettes qu’il crée. Le changement de typographie aide à la compréhension, les images aussi. Abel, le jeune marin d’eau douce – ses parents sont bateliers – fait connaissance, de loin, avec la fi lle de l’éclusier. Il la fait entrer dans son univers grâce à ses marionnettes. Son père lui présente cette jeune « terrienne », Alys. Il aime inventer des histoires, elle aime écouter les histoires. Abel lui en raconte donc une aussitôt, qui est symbolique de leur propre histoire. Au dégel, on se quitte sur une promesse comme les gens du voyage sont contraints d’en faire pour rendre éternelles leurs histoires passagères. Ces croisements d’histoires conduisent le lecteur à s’interroger sur le rôle que peut jouer la fi ction dans la vie : vivre par procuration ? Expliquer la vie ? Au début du livre, l’épigraphe du Bateau ivre de Rimbaud peut mener à une interprétation plus fi ne de l’album et surtout de la dernière image (la péniche s’envole, pourquoi ?). Les illustrations, en ton pastel, magnifi ent le quotidien des bateliers et unifi ent la réalité et l’imaginaire poétique de l’enfant. Elles traduisent aussi la précarité et la force du climat et des sentiments, le voile dont on masque le réel pour le supporter. À la fi n de l’album, Pascal Nottet (autre nom de plume de Rascal) et Stéphane Girel, proposent un carnet de croquis légendés sur les bateliers qui ont inspiré cette histoire : un bel hommage, en forme de reportage, à une profession qui, entre nostalgie et contemporanéité, suscite bien des rêveries.

CHAMOISEAU PATRICK – WILSON WILLIAM

Le Commandeur d’une pluiesuivi de L’Accra de la richesse

Gallimard Jeunesse – collection Giboulées

25 p. – 11,50 €


Dans ce pays créole de la Caraïbe, une grande sécheresse affectait un village : « […] Les fl eurs les plus rouges s’étaient prises de feu dans des soupirs de soufre ; les autres, jaunes, blanches et orange, s’étaient muées en une paille ocre qu’éternuaient les bœufs, les mulets, les cabris et les poules, ménagerie exsangue auprès du deuil des sources. […] » Un enfant parut qui demanda à l’assemblée réunie par les pères dominicains quel genre de pluie ils souhaitaient. « Donne-nous la petite », dit l’un des pères sans y croire. Ce souhait, depuis, toute la commune le regrette, car depuis seize générations, il ne pleut – même en saison des pluies – que « des pluies solitaires et débiles », si bien que ce lieu connaît toujours « la sécheresse irrémédiable des tétées de vieilles femmes ». Dans le second conte, Ti-zèb reçoit pour seul héritage de sa grand-mère, un accra (petit beignet). De maison en maison, Ti-zèb use d’un stratagème à répétitions qui l’enrichit, en usant de la crédulité de ses hôtes. Son accra se trouve troqué contre un coq, le coq contre un bélier, le bélier contre un bœuf, le bœuf contre un cadavre qu’il fait passer pour son frère assassiné dans la maison d’un riche homme. L’homme lui fait choisir entre la maison ou une fi lle comme épouse… Ces textes se prêtent à des lectures à haute voix par le maître, eu égard à l’originalité de la langue de l’auteur et conformément à l’incipit «… je reprends la parole là où vous l’aviez laissée… ». L’interprétation des illustrations en noir, rouge et jaune de William Wilson, artiste franco-togolais, aidera les élèves à reformuler ces deux histoires. Le vocabulaire des couleurs présent dans le texte de Patrick Chamoiseau (en particulier dans le début du premier récit) est en correspondance avec une mise en images de type fresque ou tapisserie. Dans cette perspective, on pourra demander

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des saisons, avec leurs impressions de couleurs surtout, de vie arrêtée parfois, comme un arrêt sur image. Chaque poème est illustré d’une aquarelle qui donne à voir, de façon très fi dèle, les éléments constitutifs du poème sans en donner une interprétation, si ce n’est par la technique employée qui redouble les effets d’estompe et de fl ou. On pourra faire entendre d’abord ces poèmes, les faire entendre encore, plusieurs fois le même au cours d’une même journée par exemple, expliciter ensuite les métaphores et faire apprécier les sens, les images qui s’expriment dans si peu de mots. Un rapprochement avec l’anthologie Il pleut des poèmes (Rue du monde) et avec la forme poétique du haïku, d’origine japonaise, éclairera la portée de ce recueil.

MOURLEVAT JEAN-CLAUDE

L’Enfant OcéanPocket Jeunesse – coll. Pocket junior

160 p. – 4,30 €


Dans le quart-monde, sept frères fuient leurs parents et leur violence, et ils s’en vont voir l’océan sous la direction muette du plus jeune. Ils poursuivent leur équipée jusqu’à une villa de bord de mer, s’y retrouvent enfermés, sont sauvés par la police. Seul poursuit son chemin sur l’eau l’énigmatique benjamin. L’histoire est une libre variation du Petit Poucet : il est intéressant de la comparer au texte source. Le roman est construit par une série de récits fragmentaires, parfois tenus par des témoins extérieurs, parfois par un des personnages. La cohérence d’ensemble est à construire par le lecteur sur la base de ces relais de narration. On pourra étudier comment l’auteur donne consistance à ces narrateurs multiples et comment il distribue l’information sur l’intrigue. On verra aussi comment cette mosaïque permet un regard sur la société dans son ensemble, cultive un pathos récurrent et se trouve ainsi au service de valeurs sous-jacentes. On peut imaginer proposer aux élèves d’insérer leur propre texte ici ou là.

ponctuellement aux élèves d’associer expressions et dessins dans les doubles pages. Les personnages hauts en couleurs, les situations tantôt burlesques, tantôt cruelles, et le style poétique parsemé de phrases en créole mêlent le quotidien villageois à la magie. Dans le deuxième conte, on trouve Ti-zèb, personnage rappelant Ti-Jean (ou Ti-Jan) présent dans la Caraïbe et dans l’océan Indien, avec de nombreuses variantes qui évoquent dans la tradition européenne le petit (Poucet, Tom Pouce…). Sa trajectoire personnelle est toujours la même : bien que pauvre ou dans le malheur, par son intelligence et sa débrouillardise, et usant de ruse, il parvient à ses fi ns au détriment des riches. Il représente la lutte pour la réussite. Dans cette perspective, on pourra lire en réseau d’autres contes de la Caraïbe afi n d’en rechercher les éléments récurrents. Parmi les titres disponibles, on citera de Mimi Barthélémy, Malice et l’âne qui chie de l’or et autres contes d’Haïti (Syros), de Praline Gay-Para, La Petite Cafarde Martina et autres contes de la Caraïbe (L’école des loisirs) et Oriyou et le Pêcheur et autres contes de la Caraïbe (L’école des loisirs) et de Thérèse Georgel, Contes et Légendes des Antilles (Pocket Junior). La culture créole met en scène d’autres personnages comme la sirène Maman D’lo que l’on trouve dans l’album du même nom d’Alex Godart (Albin Michel) et dans le recueil de contes bilingues français-créole Manman D’lo et autres contes des Antilles de Renée Maurin-Gotin (L’Harmattan Jeunesse). Enfi n, le parler créole présent dans cet album à travers les paroles des deux enfants héros, pourra donner lieu à exploration. Les élèves apprendront qu’il existe plusieurs langues créoles et on pourra leur donner à lire pour les initier à leurs usages les Sirandanes de Le Clézio (Seghers Jeunesse) en créole mauricien, et autres devinettes et jeux de langue en pays créole.

BOUDET ALAIN – DAUFRESNE MICHELLE

Le Rire des cascadesMøtus – 60 p. – 10 €


Ce recueil comporte vingt-sept poèmes courts qui oscillent entre évocation de la nature et suggestion

livret enseignant

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