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Exemples de séquences pour le cycle 3
Sciences et technologieExemples de séquences pour le cycle 3 > Comment rendre l'eau de la rivière potable ?

Comment rendre l'eau de la rivière potable ? Comment préserver la ressource en eau souterraine ? Peut-on boire l'eau de la rivière ?

SÉANCE 1 et 2  

Compétences disciplinaires associées

Connaissances disciplinaires associées

  • Mettre en oeuvre un protocole de s.paration de constituants d’un mélange.
  • Recherche d’idées (schémas, croquis…).
  • Concevoir et produire tout ou partie d’un objet technique en équipe pour traduire une solution technologique répondant à un besoin.
  • Quelques propriétés de la matière solide ou liquide (par exemple : densité, solubilité, élasticité…).
  • Relier les besoins de l’être humain, l’exploitation des ressources naturelles et les impacts . prévoir et gérer (risques, rejets, valorisations, épuisement des stocks).

  • Exploitation raisonnée et utilisation des ressources (eau, pétrole, charbon, minerais, biodiversité, sols, bois, roches . des fins de construction…).

Démarches et approches

                Observation          Manipulation         Documentation

Caractériser à l'oeil nu puis obtenir une eau potable - conditions de potabilité à l'échelle mascroscopique

Durée : 2h00

05’—Entrée des élèves

10’—Le professeur propose aux élèves de comparer :

  • la facture d'assainissement de l'établissement scolaire qui correspond à l'eau rejetée dans les canalisations des égouts,
  • la facture d'approvisionnement.

Les élèves peuvent ainsi compléter le schéma de la boite « école » en ajoutant une flèche « sorties d’eau ». — cf. document. Nous ne consommons pas toute l'eau qui coule du robinet : cette eau est évacuée dans les canalisations d'eaux usées.

Le problème n'est donc pas « Consommons-nous trop d'eau ? » mais « Consommons-nous trop d'eau potable ? ».

40’—Activité 1 : Qu'est- ce qu'une eau potable ?

Premier temps : Individuellement, les élèves établissent la liste des caractéristiques d'une eau potable (représentations initiales) puis ce travail sera mutualisé en classe entière.

Deuxième temps : Ils vont comparer l'échantillon d'eau de la rivière et l'échantillon d'eau du robinet. Ce travail se fera en binôme.

Le professeur doit impérativement préciser aux élèves que l'eau ne doit pas être goûtée.

Selon leurs choix, les élèves peuvent :

  • compléter un tableau de comparaison entre l'eau du robinet et l'eau de la rivière :

  Critères de comparaison - exemples

Eau du robinet

Eau de la rivière

  • température

  • odeur

  • couleur

  • ...


  • ou construire un tableau de comparaison,
  • utiliser des appareils de mesure : balance, thermomètre.

Évaluation formative : « J’ai réussi mon tableau de comparaison si … ».

  • J'ai réussi mon tableau de comparaison si :

  • • j'ai choisi 4 à 5 critères de comparaison pertinents
  • • j'ai complété correctement les en-têtes (titres) de lignes et de colonnes
  • • j'ai complété la 1ère case en haut à gauche correctement
  • • j'ai choisi les bonnes informations dans les documents
  • • j'ai écrit un titre au-dessus de mon tableau et je l'ai souligné

Appareils de mesure à prévoir : balance, thermomètre.

Troisième temps : Pour conclure, les élèves colorient les cases du tableau de comparaison présentant des différences entre les échantillons.

Bilan d'activité : Pour que l'eau soit potable, il ne doit pas exister de différences entre les deux échantillons. L'eau potable doit être limpide et … « autres » selon les élèves.

60’—Activité 2 : Peut-on rendre l'eau de la rivière limpide ?

Les élèves doivent réaliser un objet permettant de rendre l'eau de la rivière limpide. Ce travail se fait par groupe de 3 ou 4 élèves.

Le professeur précise que grâce à cet objet, il ne doit plus exister de différences entre l’échantillon d’eau de rivière filtrée et l’échantillon d’eau du robinet. Les  élèves doivent se référer aux cases coloriées du tableau de comparaison.

Selon les groupes :

Les élèves utilisent le matériel à disposition (bouteilles plastiques de contenances différentes, sables, graviers, tissus, filets « type filets à fruits », papiers absorbants, filtres à café, plaques électriques, etc.

  • pour construire un filtre (avec bouteilles d’eau, sables, graviers, tissus, filets, etc.). Ce filtre sera probablement testé et modifié plusieurs fois avant l’obtention d’une eau propre,
  • pour réaliser une évaporation d'un échantillon d’eau de rivière,
  • pour réaliser une décantation.

Les groupes d’élèves gardent une trace de leurs tests et les résultats dans un écrit libre (sous forme de schémas, textes dans le cahier d’expériences.

10’—Évaluation formative — Les élèves complètent le tableau - Je cherche à « rendre l’eau de la rivière limpide - besoin, contraintes et solutions techniques » :

Besoins

Contraintes

Solutions techniques

  • ...

  • ...

  • ...

10’—Évaluation sommative : « J’ai réussi ma manipulation si … ».

  • J'ai réussi ma manipulation si :

  • • j'ai organisé de poste de travail
  • • j'ai choisi le matériel adapté
  • • j'ai manipulé dans le calme
  • • j'ai nettoyé et rangé (le matériel et le poste de travail)

10’—Rangement du matériel.

20’—Bilan Activité : Nous avons obtenu de l’eau limpide à partir de l’eau de la rivière en utilisant plusieurs procédés :

  • la filtration,
  • la décantation,
  • l’évaporation.

Le professeur propose 3 schémas à compléter : filtration, décantation et évaporation.

SÉANCE 3  

Compétences disciplinaires associées

Connaissances disciplinaires associées

  • Reconnaitre une cellule.
  • Quelques propriétés de la matière solide ou liquide (par exemple : densité, solubilité, élasticité…).
  • Identifier à partir de ressources documentaires les différents constituants d’un mélange.
  • La cellule, unité structurelle du vivant.
  • Reconnaitre une cellule.
  • Exploitation raisonnée et utilisation des ressources (eau, pétrole, charbon, minerais, biodiversité, sols, bois, roches à des fins de construction…).

Démarches et approches

                Observation          Manipulation         Documentation

Eau propre et eau potable - conditions de potabilité à l'échelle mascroscopique

Durée : 1h30

05’—Entrée des élèves

10’—L'enseignant présente les échantillons d'eau propre obtenus à la séance précédente. « L'eau de rivière que nous avons filtrée est limpide, mais est-elle potable ? ».

30’—Premier temps :

Consigne de travail en 6ème : Les élèves doivent rechercher à l’aide du matériel proposé et des documents proposés si l’eau de rivière qu'ils ont filtrée, contient des éléments invisibles à l’oeil nu. Ils écrivent le nom de chaque élément découvert sur le « post-it » demandé, préalablement, au professeur.

Les groupes :

  • choisissent et utilisent le matériel d'observation (loupes à main, loupes binoculaires, microscopes optiques). L’enseignant met à disposition des fiches techniques (modes d'emploi de la loupe binoculaire, du microscope) et veille à ce que le choix des outils respecte une progressivité d’échelle (loupe à main loupe binoculaire microscope), voir le document « matériel d'observation et grossissements »,
  • s’informent à partir d’un texte* sur la pollution agricole extrait d'une fiche sur la qualité de l'eau :
  • « La concentration des élevages peut entraîner un excédent de déjections animales par rapport à la capacité d’absorption des terres agricoles ; ces déjections, sous l’effet du ruissellement de l’eau et de l’infiltration dans le sous-sol, enrichissent les cours d’eau et les nappes souterraines en dérivés azotés et constituent aussi une source de pollution bactériologique. Les engrais chimiques (nitrates et phosphates), employés en agriculture, altèrent la qualité des cours d’eau et des nappes souterraines vers lesquels ils sont entraînés.
  • Les herbicides, insecticides et autres produits phytosanitaires utilisés par les agriculteurs s’accumulent dans les sols et les nappes phréatiques et polluent les cours d’eau. À noter que ces produits sont également utilisés, dans une moindre proportion, par les particuliers ou encore pour le traitement des espaces publics, des voiries et autres voies de transport ».


  • un texte sur la qualité des eaux de baignade.

Consigne de travail pour les élèves de CM1 ou CM2 : Ils doivent ranger les images de l’eau de rivière filtrée du plus grand au plus petit, rechercher si l’eau de rivière filtrée contient des éléments invisibles à l’oeil nu. Ils écrivent le nom de chaque élément découvert sur le « post-it » demandé au professeur.

Les groupes s’informent à partir :

  • à partir d’un texte sur la pollution agricole extrait d'une fiche sur la qualité de l'eau (*voir texte plus haut),
  • un texte sur la qualité des eaux de baignade.

20’—Deuxième temps : Le travail est mutualisé. Chaque groupe vient coller ses « post-its » au tableau (en regroupant les mots identiques).

L’enseignant relie les papiers par des traits, donne un titre et légende pour réaliser une carte mentale.— cf. document.

15’—Synthèse de la séquence : Nous avons rendu l'eau de la rivière limpide (propre) après des filtrations et décantations. Cependant, nos recherches ont montré qu'une solution limpide n'est pas forcément potable car elle peut contenir :

  • des éléments solubles dans l'eau (sucres, pesticides, etc.),
  • des particules invisibles à l'oeil nu (micro-organismes),

Nous ne pouvons donc pas boire l'eau de la rivière filtrée en classe. Le professeur montre un schéma : la clarification de l'eau dans une usine de traitement des eaux. Dans certaines communes, l'eau du robinet n'est pas prélevée dans les nappes, mais provient des rivières. Elle est rendue potable dans des usines de traitement des eaux.

10’—Évaluation : J’ai réussi mon choix de matériel d’observation.

  • Je veux rechercher si un verre d’eau présent sur le bureau de la salle de classe depuis trois semaines contient des micro-organismes :

1a

  • je goûte l'eau.

1b

  • je ne goûte pas car cela présente un risque pour ma santé.

2a

  • J’observe un échantillon de cette eau à l’oeil nu, puis à la loupe à main, puis à la loupe binoculaire, puis au microscope si besoin.

2b

  • j’observe un échantillon de cette eau au microscope, puis à la loupe binoculaire, puis à l’oeil nu, puis à la loupe à main si besoin.

2c

  • J’observe un échantillon de cette eau à la loupe binoculaire, à la loupe à main, au microscope, puis à l’oeil nu si besoin.

Selon le niveau et la place dans la progression, l’enseignant peut préciser le grossissement des loupes et microscopes.

Prolongement possible :

Cette séquence sur le traitement des eaux pourra être complétée par la visite d'une usine de traitement des eaux ou d'une station de pompage. 

Elle peut être enrichie par la mise en place d'un partenariat avec des intervenants extérieurs tels les techniciens d'exploitation de l'eau (voir fiche métier), les techniciens rivière, ou encore les animateurs de bassin versant, employés par les collectivités territoriales (communes ou communautés de communes).

 

Projet pédagogique

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