Filtration de l'eau boueuse

Auteurs : Travail collectif(plus d'infos)
Résumé :
[Séquence] - Réalisation de différents filtres dans lesquels « on fait passer » successivement l'eau. Réalisation d'un seul filtre « à étages ».
Objectif :
Les élèves imaginent un système simple pour filtrer de l'eau en classe puis prennent conscience que cette eau ne sera pas potable.
Durée :
3 séances.
Matériel :

-bouteilles en plastique,
-grillage fin en nylon,
-sable,
-gravier,
-charbon,
-filtre papier,
-coton.

Copyright :
Creative Commons France. Certains droits réservés.

 

Démarche pédagogique

Situation déclenchante

Lors de la visite d'une station d'épuration, les élèves découvrent que l'on peut rendre potable l'eau d'un fleuve (ou autre). De retour en classe, ils souhaitent essayer de clarifier de l'eau boueuse, chargée de débris.

Hypothèse faite par les élèves

  • « Il faut filtrer l'eau à l'aide de différents matériaux qui vont retenir les saletés. »

Expériences proposées par les élèves

  • Tester différents filtres : du grillage fin en nylon, du sable ou des graviers, du charbon ou du papier filtre ou du coton.
  • Découper des bouteilles en plastique comme support et y disposer les différents filtres.

Expériences réalisées par les élèves

  • 1ère phase : Par groupe de six, les élèves sont munis du matériel décrit et réalisent l'expérience qu'ils ont proposée :

On fait passer successivement l'eau d'une bouteille à l'autre.

Bilan de l'expérience

    Les élèves rencontrent des difficultés : « Cela prend beaucoup de place. » « On met de l'eau sale partout. » « Ce n'est pas pratique. » Ils font leurs premiers constats : « On n'obtient pas les mêmes résultats dans tous les groupes. » « Il faut mettre un ordre dans les filtres pour arrêter en premier les grosses impuretés. » « Plus le filtre est grand, plus l'eau est claire mais elle met plus de temps à passer. » « On pourrait faire des étages comme la fusée Ariane. »
  • 2ème phase : La synthèse des remarques est faite pour chaque groupe et la dernière est reprise pour être refaite: chaque groupe fabrique un seul filtre. Pour cela, on étudie les documents fournis par la C.I.S.E sur le traitement de l'eau.

    Le filtre unique est fabriqué en augmentant la taille des éléments de filtration et en ordonnant ceux-ci.

Bilan de l'expérience

    Chaque groupe obtient une eau clarifiée. « C'est assez long car elle doit passer à travers chaque étage. »

Conclusion

    Il est possible de nettoyer de l'eau sale en utilisant une succession de filtres qui retiennent les impuretés. L'eau doit passer en premier dans des filtres qui retiennent les plus grosses impuretés puis dans des filtres de plus en plus fins.
  • Les élèves font une dernière remarque : « Il reste des bactéries, des microbes dont nous a parlé M. Toussaint, responsable de la station de Villeneuve Lez Avignon. On pourrait mettre de l'eau de javel pour les tuer, mais on n'a pas de microscope pour voir l'eau avant et après le traitement. »

Le mot du maître

Les instructions officielles rappellent que l'élève, par la mise en oeuvre de certains aspects de la démarche scientifique, apprend à formuler des questions, à proposer des solutions raisonnées à partir d'observations. De même, par la mise en oeuvre de la démarche technologique, il apprend à concevoir, fabriquer et transformer selon une démarche expérimentale. Par conséquent, il entrevoit l'importance et la valeur du progrès scientifique et technologique, et, en même temps, il perçoit les effets sur l'environnement.
Cette idée générale qui doit commander toute démarche scientifique à l'école est appuyée par l'initiateur du projet La main à la pâte, Georges Charpak, pour qui : « les activités scientifiques sont pour l'enfant l'occasion d'apprendre à la fois comment mener des investigations et comment les interpréter. Ainsi le savoir n'arrive pas comme par magie mais parce qu'il le conquiert.

 

Prolongements

La recherche de bactéries dans l'eau ainsi filtrée (Voir les activités : Eau sale, eau claire, eau pure : dissolution, infiltration, La filtration de l'eau et la recherche de bactéries).
L'étude du milieu environnant est un prolongement possible : recherches sur l'eau dans la vie quotidienne, étude d'une rivière...