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      Biotope : l'eau     


 


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LES MILIEUX DE VIE DE CES BIOCENOSES.
QU'EST-CE QU'UN BIOTOPE ?

III. L'EAU

Source de vie, l'eau est un thème « inépuisable » permettant une excellente sensibilisation des enfants aux problèmes de l'environnement.

A - L'EAU ET NOTRE VIE

1. - APPROCHE SCIENTIFIQUE

L'esprit expérimental n'est pas naturel à l'enfant. Une pédagogie nouvelle ne peut-elle tenter d'accélérer les étapes du développement intellectuel en suscitant des occasions d'activités qui permettent à l'élève d'acquérir progressivement quelques unes des attitudes qui caractérisent la démarche scientifique ?

— Savoir observer :

    C'est-à-dire « s'arrêter sur » une réalité :
L'attention portée à la nature est d'abord source d'étonnement, et l'observation « naïve » s'achemine déjà vers l'observation scientifique quand elle débouche sur un questionnaire car l'observation scientifique suppose une attitude investigatrice, une curiosité interrogative : elle est « toujours la réponse à une question précise ou confuse ».

    Savoir observer, c'est encore réfléchir sur les données tirées de la perception, sur un fait brusquement découvert, sur un changement saisi instantanément ou après comparaison :

— Observer permet petit à petit de découvrir qu'il y a des « conditions »,
— fait éprouver le besoin de modifier certaines de ces conditions pour « voir ce qui va se passer » : ainsi peut naître le besoin d'expérimenter.

— Savoir expérimenter :

    Dans les petites classes, la manipulation est d'abord jeu, mais pour qu'elle prenne une orientation scientifique, l'attitude ludique doit être dépassée : la manipulation expérimentale est toujours faite avec une intention, elle a un objectif : chercher la réponse à une question précise ou vague, faire passer à l'épreuve du contrôle une explication hypothétique...

Un enfant qui manipule, décortique, échafaude, place dans le four ou le réfrigérateur POUR VOIR SI... les choses vont se passer conformément à ce qu'il suppose, a déjà le souci du contrôle expérimental.

— Prendre conscience de relations :

« Si je laisse les graines sèches, je n'observe aucun changement ; elles se conservent telles quelles. Si je les mets en présence d'eau, elles germent. »

— Progressivement, constater que les relations apparaissent comme des constantes : « les mêmes causes produisent les mêmes effets » :
« Chaque fois que la température tombe à 0°, l'eau se transforme en glace. » « Chaque fois que les rameaux d'un bouquet sont laissés sans eau, les plantes se fanent puis meurent. »

— Saisir que la connaissance de relations permet de prévoir :
« Si je place de l'eau à l'extérieur quand le thermomètre indique — 8°, je sais que l'eau va se transformer en glace. »

— Pouvoir passer du plan de l'action au plan de la pensée, c'est-à-dire dégager de la recherche des notions qui expliquent les phénomènes analysés :
Ex. : après avoir plongé dans l'eau diverses substances, après avoir observé, comparé, manipulé, essayé de séparer de l'eau les substances qu'on y avait plongées, dégager (c'est-à-dire approcher, puis cerner et peut-être enfin expliciter) les notions de solubilité, insolubilité.

    Cette phase est certes la plus difficilement accessible à l'enfant ; les notions ne seront d'abord que sommairement approchées, leur contenu globalement saisi puis, au fil des années, progressivement approfondi, nuancé, diversifié et, dans certains cas, une définition pourra être élaborée par les enfants.

Activités à dominante intellectuelle et expression :

Ces activités sollicitent les divers modes d'expression : mais il s'agit d'être objectif, clair et précis, quel que soit le mode d'expression utilisé.

    Expression orale et écrite : descriptions, comptes rendus, mise en forme d'un problème, d'une hypothèse, d'une conclusion, d'une définition ; clarté et précision requièrent un vocabulaire adéquat.
Il faut noter la très grande importance des échanges entre enfants pour l'élaboration des concepts.

    Expression par le langage mathématique : utilisation des nombres, mais aussi exploitation de concepts mathématiques (ex. : ensemble, application, inclusion..).
    Expression figurée :
— par le trait : croquis d'observation, plan, plus rarement et avec précautions : schémas, diagrammes (trait éventuellement conjugué avec le nombre : graphe)
— par modèles et maquettes.

Présentation de directions de recherches qui peuvent être menées en exploitation — ou en préparation — d'émissions : conclusions dégagées, notions abordées à la faveur de ces recherches.

A. - LA RECHERCHE DE L'EAU

DOMAINE D'INVESTIGATION

Résultats tirés de la recherche

Acquisitions possibles
Concepts abordés

• Attention portée à :
l'eau dans l'environnement proche de l'enfant :
  Approche de la notion d'eau potable et non potable.
— l'eau dans la maison :
eau courante tirée au robinet, eau de table. Enquêtes, observations.
Questions : d'où vient l'eau que nous utilisons dans la vie de tous les jours, que nous buvons...
Nous rencontrons l'eau en bien des circonstances Eaux de surface et eaux souterraines, cachées dans le sol.
— l'eau dans la ville ou le village :

• eau de pluie,
• eau de puits, de la fontaine,
• eau de la rivière, de la mare, du fleuve.... du barrage...
Observations dans la nature, enquêtes et questions posées sur l'origine, les qualités comparées des eaux d'origine diverse.

  Eaux courantes et eaux stagnantes.

Eaux douces et eaux salées.

— l'eau dans la nature : aspects moins connus de l'enfant :

• eau des rivières, fleuves, torrents, lacs, mares, de la mer...
• eau de source, eau de puits,
• eau des grottes et cavernes,
• eau de fonte des neiges et des glaciers...
Exploitations de documents audio-visuels, appel aux souvenirs de vacances.
enquêtes, recherches documentaires... ;
- Questions posées sur origine, qualités de ces eaux...

L'eau prend dans la nature des aspects nombreux. Suivant la direction des recherches, d'autres notions pourraient être abordées, ex. :
relations entre eaux des sources, des rivières, des fleuves, de la mer ; notions de : aval, amont, affluent, confluent, estuaire, réseau hydrographique.
• Attention portée aux effets du "dessèchement" sur les êtres vivants.
Enquêtes, observations fortuites, observations plus orientées, expérimentation.

• Végétaux laissés sans eau : sécheresse momentanée - expérimentation

Le dessèchement entraîne le flétrissement.  
• Animaux et plantes "séchés" spontanément dans la nature après leur mort et trouvés in situ ou transportés : ex. : Écureuil mort, dont on ne retrouve que la peau, en forêt - laissés de mer...

• Êtres vivants "séchés" (ou organes) :
- fruits séchés (figues, pruneaux, abricots...) ;
- feuilles séchées : thé, tilleul...
- animaux séchés : morue, hareng...
- graines sèches : pois, haricots...
- fleurs séchées : immortelles, camomille...

Le dessèchement s'accompagne d'une perte de volume et de poids plus ou moins considérable. Animaux et plantes sont "faits" en grande partie d'eau : ils renferment beaucoup d'eau cachée.
• Aliments déshydratés ou lyophilisés (ex. : champignons, fruits).

• Les effets de la cuisson "à l'étuvée" sur les légumes, etc...

• Découverte de possibilité de pertes d'eau par les plantes :

Les organes déshydratés ont un très faible poids ; lyophilisés, ils ont conservé forme et volume.  
Ex. : Observation d'un sac en plastique dans lequel ont séjourné des plantes fraîchement cueillies (résultats plus nets après un séjour au réfrigérateur).

- détermination de la perte d'eau, dessiccation (four, thermostat à 2 environ).

Les végétaux peuvent perdre de grandes quantités d'eau qu'ils
contenaient.
 
• Essais de "réhydratation" d'éléments séchés : observations, manipulations (ex. mousses).
• Recherche d'informations.
La réhydratation s'accompagne d'une augmentation de volume et de poids, et d'un retour plus ou moins net vers l'aspect initial.

Les végétaux renferment 60 à 90% d'eau, la méduse jusqu'à 96% de son poids.

l'eau est partout

B. - LA CONNAISSANCE DES PROPRIÉTÉS DÉ L'EAU PERMET D'EXPLIQUER SON ACTION SUR LA NATURE

Exploitation de documents audio-visuels, observations dans la nature :
- observations après une forte pluie ;
- torrents après un violent orage ;
- paysages après une crue ;
- aspect des berges, des rives, de bords de mer ;
- aspect des diverses parties d'un torrent, d'un fleuve...
 
L'eau peut couler, s'infiltrer, stagner, s'évaporer...
L'eau peut arracher, emporter, dévaster, déposer, creuser...
Notions d'eaux sauvages, eaux d'infiltration, eaux canalisées...

Aspects du cycle de l'eau.

Notions d'érosion, de sédimentation.

- Attention portée aux caractères de diverses sources : débit, pureté de l'eau, salinité, température...
Recherche d'explications : exploitation de notions acquises -réalisation possible de "modèles".

De la source à l'embouchure :

  Notions de nappe aquifère, de source "vraie", résurgence.
aspect du fleuve aux différents points de sa course, altitude des divers repères. L'eau d'un fleuve coule de la source à l'embouchure. Notion de profil.
 

L'eau contribue au modelage des paysages

C. - L'EAU ET LES ÊTRES VIVANTS

C. 1 - L'eau et la vie.    
Observations, exploitation de documents audio-visuels, enquêtes, réflexions portant sur :   L'eau est une CONDITION INDISPENSABLE DE VIE.
• Les besoins en eau de l'homme ;
• Les besoins en eau des animaux :
TOUS les organismes ont BESOIN D'EAU.  
• élevage d'animaux en classe,
     • les animaux de la ferme,
     • les animaux dans la nature (en différentes régions).
• Les besoins en eau des plantes :
     • aspect des plantes après la pluie, une longue période de sécheresse ;
     - Observation et expérimentation sur des plantes, des organes végétaux (fleurs, bourgeons, graines, rameaux).
INÉGALITÉ QUANTITATIVE des besoins en eau.

Dans certains cas :

 

• Recherche d'un apport optimum d'eau à des cultures réalisées en classe.
• Les effets de l'assèchement d'un étang, d'une mare, d'une région.
• Cas du Sahara devenu désert ; déserts et oasis...

- Recherche d'explications :

  Notion d'ADAPTATION :
- à la sécheresse,
- à la vie au bord des eaux, à l'humidité...
que devient l'eau absorbée ? en quoi l'eau est-elle utile à un organisme ?

Si un être vivant a besoin d'eau, il en rejette aussi chaque jour.

Notion de "cycle de l'eau" chez l'homme, chez un animal, un végétal.

pas de vie sans eau

C. 2. - Cas particulier de la vie dans l'eau.    
Exploitation de documents audio-visuels ;
Observations dans la nature, en classe : pratique d'élevage d'animaux aquatiques (petits poissons, animaux récoltés dans un ruisseau, dans une mare...)
Constat de relations entre :

 

Notion de "MILIEU de vie".
• Culture de plantes récoltées dans un milieu aquatique.
     Attention portée à la manière dont un animal aquatique trouve dans l'eau les éléments indispensables à la satisfaction de ses besoins.
• Comment il tire parti de ses organes dans les conditions particulières dans lesquelles il vit.
  Notion D'ADAPTATION A UN MILIEU.
Comparaison d'animaux de types différents vivant dans l'eau :
ex. : comparaison de la forme générale, de la forme et du fonctionnement des membres chez :
- le dauphin et le requin ;
- castor et ornithorynque.
Mise en évidence de caractères communs ayant même signification dans le milieu commun. Approche de la notion de CONVERGENCE liée à l'adaptation à un milieu commun.

D. - L'EAU ET L'HOMME : en quoi la connaissance des propriétés de l'eau permet d'expliquer les multiple utilisations de l'eau

D. 1. - L'eau est un bien pour l'homme.    
a. - L'eau utilisée dans la vie de tous les jours.
    - L'eau que nous buvons.
Exploitation de documents audio-visuels ; observations ; enquêtes ; manipulations ; visites :

• Quelle eau pouvons-nous boire ? Qu'est-ce qu'une eau potable ?
• Comment obtenir chez soi une eau potable à partir de l'eau
d'un puits, d'une citerne ?
  Notions de :
- substance toxique, microbe
- eau polluée, eau potable.
• Comment la commune assure-t-elle une alimentation en eau potable à ses habitants ?
- Origine de l'eau ?
- Installations rendues nécessaires...

Les eaux vendues dans le commerce.

 

  Suivant les recherches :
épuration, aseptisation, stérilisation.
captage et réserve de l'eau : aqueduc, château d'eau, bassin d'épuration...
(Observations et manipulations, enquêtes, analyse des renseignements apportés par les "étiquettes"...)

- En quoi et pourquoi ces eaux sont-elles pures ? Potables ?
- Pourquoi certaines sont-elles "minérales", "gazeuses" ?
- En quoi certaines ont-elles des "effets thérapeutiques" ?
- Aspects de leur commercialisation.

- L'eau et les lavages

(Soins d'hygiène, lavage du linge, des légumes...).
Observations, approche expérimentale - Exploitation de connaissances acquises.

 

- Examen des modalités d'épuration dans la nature.

- Les minéraux des roches peuvent lentement se dissoudre.

- Certains ont des effets sur l'organisme.

 

Qu'est-ce qu'une "source vraie" ? Et en comparaison une source de résurgence ?
• En quoi l'eau peut-elle laver ?
• Pourquoi l'eau est-elle en général plus efficace :
   à chaud qu'à froid ?
   quand on frotte, brosse, agite ?
• Pourquoi un lavage est-il plus efficace quand on s'aide de savon, de lessive ?

- L'eau et la cuisson des aliments : la cuisson à l'eau.

Observations, expérimentation, enquêtes, exploitation de connaissances acquises...

 

L'eau imbibe, peut amollir, dé
coller ; elle dissout, entraîne,
arrache...
La connaissance des propriétés de l'eau permet d'en expliquer les usages.
• Recherche des effets de l'eau, de la chaleur sur les aliments plongés dans l'eau d'abord froide, dans l'eau bouillante, soumis à l'action d'une eau parvenant à une ébullition prolongée, ou seulement tiède...
• Examen des résultats obtenus ; qu'est-ce qu'un bouillon, une infusion, une décoction ?

- L'eau et la régulation de la température.
Ex. : chauffage par eau chaude : dans le chauffage central, le chauffe-eau...
... Refroidissement par eau froide : alambic, réfrigération...

L'eau imbibe, fait éclater les tissus...

L'eau dissout...

 

id.
Observations, enquêtes, tâtonnement expérimental. L'eau a besoin de beaucoup de chaleur pour s'échauffer, de beaucoup de "froid" pour se refroidir, mais réciproquement fournit beaucoup de chaleur quand elle se refroidit. Approche de la notion de chaleur spécifique de l'eau, et de ses conséquences — rôle de l'eau dans la régulation thermique : la notion peut être exploitée dans l'explication de phénomènes naturels ; "climat océanique" - climat de "bord de lac" : ex. : "riviera suisse".
b. - L'eau au service de l'agriculture.
Exploitation d'émissions et de documents audio-visuels.
Observations au cours de sorties.
Enquêtes-Exploitation d'informations.
Observations plus orientées
en classes et expérimentation :
  Notions de besoins physiologiques, conditions de vie, adaptation.

Irrigation, fertilisation.

 

• cultures : soins à donner aux plantes ; recherche d'un apport optimum d'eau dans diverses conditions (ex. : de température) aux divers stades évolutifs des plantes, et pour divers types de plantes.

L'eau est indispensable aux plantes.

Besoins quantitatifs très variables.

Rôle de l'homme dans certains aspects de la nature : transformation de régions arides.

Naturalisation de plantes.

c. - L'eau au service de l'industrie.
(Exploitation d'émissions et autres documents audio-visuels. Visites, enquêtes, exploitation d'informations...).
• Analyse de données numériques.
• En quoi l'eau est-elle indispensable à telle ou telle industrie

Beaucoup d'usines sont installées au bord de cours d'eau : (papeteries, tanneries, teintureries, industries chimiques...)

- Quantités d'eau utilisée parfois considérables.
 

- La connaissance des propriétés de l'eau permet d'expliquer l'utilisation de l'eau par l'industrie.

Notions de géographie économique : importance de la présence de l'eau pour l'implantation d'industries.

- Conséquences de l'utilisation de l'eau par l'industrie : les pollutions de l'eau.

D. 2. - L'homme, qui utilise l'eau, qui en tire parti, participe au grand mouvement cyclique de l'eau.
Synthèse de nombreux aspects précédemment abordés :

L'eau de la surface du globe est sans cesse entraînée dans une "roue hydraulique" ;
au cours de ce cycle - cycle naturel sur lequel se greffent les cycles biologiques et les cycles industriels - L'EAU ALTERNATIVEMENT SE SOUILLE ET SE PURIFIE.

D. 3. - L'eau, bien indispensable, est menacée par l'homme lui-même.
La qualité de l'eau doit être préservée

Exploitation de documents audio-visuels - Enquêtes sur place -Attention portée aux informations : locales, nationales, internationales. Réflexions et recherches d'explications par les élèves :

 


 
 
• ce qu'ils ont remarqué dans la région (photographies, résultats d'enquêtes...) :
     - ce qui devrait être combattu ;
     - initiatives favorables...
La pollution de l'eau peut revêtir bien des aspects.
Les incidences de la pollution peuvent s'étendre sur de grands territoires.
Notion d'eau pure, eau potable, eau usée, et polluée...
Substances biodégradables et non biodégradable
L'eau n'a pas de frontières : la charte de l'eau établie par le Conseil de l'Europe.

 

Si l'homme n'y prend garde, l'eau risque de ne plus présenter les qualités indispensables à son rôle vital.
     — La puissance même de l'action de l'homme sur la modification des qualités de l'eau crée des devoirs de préservation.
     — CHACUN est concerné par ce problème de l'eau : CHACUN se doit de tout mettre en œuvre pour PRESERVER OU FAIRE PRESERVER LES QUALITES DE L'EAU et ECONOMISER L'EAU PURE.

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