Sciences et technologies à l'école Présentation des modules Chaque module a vocation à être créé au niveau des écoles sur le temps de formation statutaire (formations pédagogiques). Il débouche sur l'élaboration de séquences d'enseignement proposées par les équipes et mises à disposition de l’ensemble des enseignants sur le site de la circonscription de Saint-Louis et/ou l’Académie.

Une présentation en 5 rubriques Les connaissances que l'enseignant doit maîtriser à son niveau ► Les compétences mises en jeu et les connaissances à maîtriser, ressources disponibles et exploitables. L'identification des connaissances à faire acquérir aux élèves ►Repérage, en appui sur les programmes et les progressions, des connaissances que les élèves doivent acquérir. Cette partie débouche sur la réalisation ou la proposition d' " un résumé type". Place de cet enseignement dans la progression ► Repérage des capacités et connaissances préalables, nécessaires aux élèves pour acquérir les capacités et connaissances ciblées ; identification des obstacles les plus fréquents. Mise en évidence des liens avec d'autres notions disciplinaires au programme de l'école primaire. Élaboration d'une ou plusieurs séances de classe ► Les séances visent explicitement à faire acquérir des connaissances-cibles et sont structurées en séquence d'apprentissage. Evaluation des acquis des élèves ► L'es élèves sont évalués tout au long du module, notamment dans la dimension liée à la gestion des apprentissages des élèves par les enseignants. Néanmoins une séance évaluative peut être proposée en fin de séquence.

Fiche connaissances pour l’enseignantFiche connaissances pour l’enseignantFiche connaissances pour l’enseignantFiche connaissances pour l’enseignant

Eau

Eau, tu n’as ni goût, ni couleur, ni arôme, on ne peut pas te définir, on te goûte sans te connaître.

Tu n’es pas nécessaire à la vie : tu es la vie.

Tu nous pénètres d’un plaisir qui ne s’explique point par les sens.

Avec toi rentrent en nous tous les pouvoirs auxquels nous avions renoncé.

Par ta grâce s’ouvrent en nous toutes les sources taries de notre cœur.

Tu es la plus grande richesse qui soit au monde, et tu es aussi la plus délicate, toi si pure au ventre de la

terre.

Tu n’acceptes point de mélanges, tu ne supportes point d’altération, tu es une ombrageuse divinité...

Mais tu répands en nous un bonheur, infiniment simple.

Antoine de Saint-Exupéry

En France, l'eau qui coule à nos robinets est parmi les plus sûres au monde. C'est un produit

élaboré, qui a fait l'objet de traitements et de contrôles car il n'existe pratiquement plus à l'état naturel

d'eaux conformes aux normes exigeantes de potabilité. L'eau est soumise à une réglementation très sévère

pour la garantir contre tous les risques immédiats ou à long terme. Une personne doit pouvoir boire 2

litres d'eau par jour toute sa vie sans risque pour sa santé. La qualité est la préoccupation première et

constante des professionnels de l'eau.

La réglementation française n'utilise jamais les termes "eau potable" ou potabilité de l'eau". Une eau «

propre à la consommation humaine » doit répondre à plus de soixante dix critères sanitaires ou

environnementaux de qualité. L’exigence de cette réglementation est d’assurer la qualité sanitaire.

C’est le principe qu’énonce le Code de la santé publique (article L.1321-1) : "Toute personne qui offre au

public de l'eau en vue de l'alimentation humaine, à titre onéreux ou à titre gratuit et sous quelque forme

que ce soit, y compris la glace alimentaire, est tenue de s'assurer que cette eau est propre à la

consommation. L'utilisation d'eau impropre à la consommation pour la préparation et la conservation de

toutes denrées et marchandises destinées à l'alimentation humaine est interdite."

C’est ainsi que les communes sont les responsables du traitement et de la distribution d’eau potable. Ce

texte s’applique à toutes les eaux destinées à la consommation humaine, définies ci-après :

• Toutes les eaux qui sont destinées à la boisson, à la cuisson, à la préparation d’aliments ou à

d’autres usages domestiques, qu’elles soient fournies par un réseau de distribution, à partir d’une

citerne, d’un camion-citerne ou d’un bateau-citerne, en bouteille ou en conteneurs, y compris les

eaux de source ;

• Toutes les eaux utilisées dans les entreprises alimentaires pour la fabrication, la transformation, la

conservation de produits ou de substances destinés à la consommation humaine, qui peuvent

Ce qu'il faut savoir.

affecter la salubrité de la denrée alimentaire finale, y compris la glace alimentaire d’origine

hydrique.

La recherche de confort et de plaisir peu paraître secondaire par rapport à l’impératif sanitaire. Cependant,

pour les consommateurs habitués au confort domestique, elle est également devenue essentielle.

L’Organisation mondiale de la Santé (OMS) prend donc cet aspect en compte : « L’eau doit être aussi

agréable à boire que les circonstances le permettent. »

Liens avec les programmes

La matière

L’eau : une ressource. Le maintien de sa qualité et son utilisation

Des réalités géographiques locales à la région où vivent les élèves

Une étude permettant une approche du développement durable (en rapport avec le programme de

sciences et de technologie) : l’eau dans la commune

Compétences du socle

Pilier 3 : sciences et technologie

- Connaître les trois états physiques de l’eau

Pilier 5 : géographie

- Consulter une encyclopédie et les pages internet

- Lire et orienter une carte

- Lire et comprendre des documents simples, sources de ‘histoire et de la géographie

- Connaître le vocabulaire de géographie liée au point fort du programme

Ressources et pratiques pédagogiques. EDD à l’école primaire

« ..l’acquisition de comportements qui s’inscrivent dès le début de la scolarité et tout au long de celle-ci

dans une perspective e responsabilité en matières de ressources, notamment énergétiques. Les premiers

gestes quotidiens s’intègrent progressivement à l’étude et à la compréhension des éléments (gestion des

ressources offertes par l’environnement, satisfaction des besoins humains et efficacité économique) qui

fondent la nécessité de mieux gérer sa consommation non seulement ans son environnement proche mais

aussi dans un contexte plus global des inégalités économiques dans le monde. »

Déroulement

Situation de départ et formulation de questionnement

Parce qu’elle coule à flot, on a tendance à oublier que l’eau est un bien précieux. Quels sont les différents

usages que nous faisons de l’eau, dans l’école, à la maison ? Que connaissons-nous de nos

consommations d’eau dans l’école ? à la maison ?

Dans les pays industrialisés, la qualité de l’eau douce se dégrade. Les eaux de surface et – en sous-sol –

celles des nappes phréatiques, sont de plus en plus polluées.

Quel circuit l’eau potable suit-elle avant d’arriver à notre robinet ? qu’est-ce qu’une « eau potable » ?

D’où viennent les polluants qui sont entraînés vers les rivières et les nappes phréatiques ? Quelles

mesures sanitaires permettent de contrôler leur présence dans l’eau et dans les légumes que nous

consommons ? Quelles parades a-t-on trouvées pour éviter le ruissellement des pesticides ?

Investigations

- visite d’une station de traitement d’eaux usées, et de traitement d’eau potable - études de cartes à différentes échelles pour situer les stations de traitement (pourquoi là ?) les

rivières... Structuration des connaissances

- formulation écrite, dans le cahier de sciences, des connaissances nouvelles acquises en fin de

séquence

- utilisation et exposition de phots d’Yann Arthus-Bertrand

- réalisation de productions destinées à la communication des résultats (affiches, articles pour le journal

de l’école, maquettes…

- réalisation d’affiches pour montrer des solutions trouvées pour produire son eau potable et limiter ses

consommations

Actions pour maîtriser et améliorer la qualité de l’eau

- réflexion sur les gestes quotidiens et conceptions de « messages » ou de « codes de bonne pratiques »

à placer près des points d’eau

- choix au conseil d’enfants de propositions à faire sur les équipements de l’école (économiseurs,

récupérateurs d’eaux de pluie pour le jardin de l’école…

« Résumé-type »du cahier de l’élève

Une eau limpide n’est pas toujours potable !

Pour rendre l’eau des rivières et des nappes phréatiques potable et propre à la consommation, l’homme

construit des stations de traitement des eaux.

Pour rendre l’eau potable, on la traite dans une usine de traitement de l’eau pour éliminer les éléments de

matière et les organismes microscopiques comme les virus ou les microbes.

Il y a différentes étapes pour que l’eau potable arrive au robinet du consommateur :

- Le captage ou le pompage de l’eau dans un cours d’eau ou une nappe phréatique ;

- Le traitement ;

- La distribution.

A chaque étape, la qualité de l’eau est contrôlée : elle doit être conforme aux normes en vigueur.

L’eau est déclarée potable quand elle peut être bue sans risque pour la santé.

Notre code de « Bonnes pratiques » : Comment préserver l’eau ?

Mes gestes éco citoyens pour préserver l’eau

- Ne pas jeter les ordures dans les rivières.

- Ne pas laver sa voiture près d’une rivière car les produits de lavage pénètrent dans la terre et finissent

par rejoindre la rivière.

- Ne pas gaspiller l’eau

- Ne pas jeter des produits polluants dans les éviers, les toilettes (médicaments, restes d'engrais utilisés

pour le jardinage, produits contre les rongeurs (rats, souris) ou contre les limaces, etc....

- Rapporter ou recueillir les bidons d’huiles de vidange non utilisés chez le garagiste

Mes gestes pour contrôler ma consommation d’eau

- Fermer le robinet pour ne pas laisser couler l’eau inutilement

- Prendre une douche plutôt qu’un bain (une douche nécessite entre 25 et 100 litres d’eau, alors qu’un

bain utilise environ 250 litres d’eau)

- Utiliser le lave-vaisselle quand celui-ci est plein et non à moitié vide

Ce que l’élève doit retenir.

Programmation des séances

Etapes du déroulement des activités

Un point de départ possible est offert par l'affiche « Accéder à l'eau potable » extraite de l'exposition

Yann Artus-Bertrand (affiche 10 de l'exposition Le développement durable, pourquoi ?). Il est possible

d'interroger l'expression « planète bleue » qui sert à caractériser notre planète en mettant en évidence le

contraste entre l'omniprésence de l'eau sur la Terre et la rareté de l'eau potable.

1ère séance Comment produire de l’eau potable ?

Objectifs : • Comprendre d’où vient l’eau potable

• Connaître le trajet de l’eau domestique de sa provenance à l’usager

• Connaître les méthodes de traitement permettant d’obtenir de l’eau potable

2ème séance : Comment nettoyer les eaux usées ?

Objectif : • Comprendre le fonctionnement d’une station d’épuration

3ème séance : Le circuit de l’eau dans la ville

Objectif : • Comprendre le circuit de l’eau domestique

4ème séance : Comment préserver l’eau ? Un guide-maison d’éco geste (code de bonne pratique)

Objectifs : • Comprendre l’impact de l’activité humaine sur l’environnement

• Faire émerger les solutions possibles à notre échelle (autour de l’eau, autour des éco-gestes à la maison)

• Fabriquer un guide éco-citoyen sur les gestes attendus à la maison

Programme :

L’élève est capable de :

• Connaître les modalités de traitement de l’eau et e maintien de sa qualité dans le réseau de

distribution

• Identifier les actions de contrôle et de limitation de la consommation d’eau

• prendre conscience de l'impact de l'activité humaine sur les ressources naturelles ;

• être capable de mesurer un volume d'eau et d'utiliser les unités usuelles ;

• connaître le sens du vocabulaire relatif à la thématique de l'eau : eau potable, eau

polluée, eaux usées ;

• être capable d'adopter un comportement économe.

Niveau : CM1

Nombre de séances : 4

Proposition de programmation

1ère séance Comment produire de l’eau potable ?

Objectifs : • Comprendre d’où vient l’eau potable.

• Connaître les méthodes de traitement permettant d’obtenir de l’eau potable

Matériel :

Film ou photo « HOME » (Yann Arthus-Bertrand) (Annexe1),

Un verre d’eau salée.

Une plaque chauffante.

1 litre d’eau salée.

Une bouteille d’eau glacée.

Une petite casserole.

Un plat en pyrex ou une grosse casserole.

Étapes de la séance :

Anticipation : Visionnage du film « HOME » (Yann Arthus-Bertrand)- D’où vient l’eau ? � Rappel du cycle de l’eau dans la nature (évaporation, condensation, précipitation, ..) déjà étudié au CE2.

Questionnement initial : � Différenciation entre eau limpide et potable. L’enseignant présente un verre d’eau salée et explique que l’eau paraît pure mais qu’elle ne l’est pas. Il interroge les élèves afin de faire le point sur leurs connaissances :

• Peut-on boire n’importe quelle eau, même si son aspect paraît « normal » ?

• A quels dangers s’expose t-on ?

• Que peut-il y avoir de dangereux dans l’eau ? Ces questions permettent à l’enseignant de mener un mini débat autour de la question de l’eau potable ou non potable. Généralement, les élèves évoquent les risques de maladies, de poisons, sans entrer plus dans les détails. L’enseignant donne la définition de l’expression « eau potable » : Eau potable : eau que l’homme peut boire sans risque pour sa santé.

Manipulation :

L’enseignant réalise seul une méthode de purification d’eau : dessaler de l’eau salée. Faire lister oralement les risques présents lors de cette expérience (électricité, brûlure avec la plaque, le plat, l’eau chaude, etc). « Cette expérience est dangereuse, il ne faut pas la refaire à la maison ».

Réaliser l’expérience sur une table aménagée devant les élèves en maintenant une distance de sécurité d’au moins 1 m entre la table et les élèves.

Avant de se lancer dans l’expérience, l'enseignant demande aux élèves de faire l’inventaire du matériel présent : plaque chauffante, casserole, plat en pyrex, 1l d’eau salée, une bouteille d’eau glacée.

Il réalise l’expérience : chauffer l’eau salée, dès qu’il y a évaporation positionner la bouteille d’eau glacée au-dessus de la vapeur puis récolter l’eau dessalée dans le plat.

Il attire l’attention des élèves sur la consommation d’énergie de cette expérience. Ceci explique que peu de pays utilisent cette technique pour rendre l’eau potable.

L’enseignant demande aux élèves (par groupe) de rechercher dans leur cahier les différentes étapes du déroulement de l’expérience.

Confrontations des résultats :

Chaque groupe expose son travail au tableau.

Explication :

1) Lorsque l’eau salée bout, seule l’eau s’évapore, le sel reste dans la casserole.

2) L’eau sous forme de vapeur s’élève dans l’air.

3) Au contact de la bouteille froide, la vapeur se condense et redevient de l’eau liquide.*

4) L’eau goutte dans le plat.

On a ainsi récupéré le sel et l’eau de façon séparée !

Structuration :

Comment obtenir de l’eau potable ?

Pour dessaler l’eau, nous avons observé qu’il fallait provoquer deux changements d’état de l’eau.

Nous avons d’abord fait chauffer de l’eau salée à une température qui a permis à l’eau du mélange de s’évaporer, le sel restant dans la casserole.

Dans un second temps, il a fallu récupérer l’eau s’étant échappée par évaporation. Nous avons alors refroidi la vapeur qui s’est condensée.

L’eau redevenue sous forme liquide a été récupérée dans un récipient.

Cette expérience est très coûteuse sur le plan énergétique, car il a fallu chauffer l’eau puis la refroidir en fabriquer une source froide.

2ème séance : Comment nettoyer les eaux usées ?

Objectif : .

• Connaître les principales étapes du nettoyage de l’eau dans une station d’épuration.

Matériel :

• une fiche par élève « comment nettoyer les eaux usées ? » (Annexe 3),

• une fiche par élève (trace écrite , Annexe 4)

Étapes de la séance :

Anticipation : Relecture du compte –rendu de la visite (au préalable) de la station de traitement des eaux usées réalisé en production d’écrit entraînant ainsi un rappel sur le fonctionnement d’une station d’épuration.

Manipulation : L’enseignant procède à la lecture du texte avec les élèves et apporte des explications nécessaires (vocabulaire, mécanisme) – les élèves complètent le schéma de la station d’épuration en écrivant les légendes au bon déplacement.

Confrontations des résultats : Correction collective.

Structuration :

Comment peut-on nettoyer les eaux usées ?

Pour rendre l’eau des rivières et des nappes phréatiques potable et propre à la consommation, l’homme construit des stations de traitements des eaux.

3ème séance : Le circuit de l’eau dans la ville

Objectif : • savoir que l’eau du robinet est captée en surface (lacs, rivières) ou dans des nappes

souterraines.

• Avoir une idée de la complexité du traitement qui permet de la rendre potable et, ainsi connaître une raison supplémentaire conduisant à la nécessité de ne pas la gaspiller.

• Comprendre le circuit de l’eau domestique

Matériel : une fiche par élève « le circuit de l’eau dans la ville » (Annexe 6)

Étapes de la séance :

Les élèves repèrent et colorient en bleu l‘eau potable de l’usine de production potable à la maison, en marron les eaux usées, de la maison jusqu’à la station d’épuration, et en jaune de la station à la rivière – présentation des résultats et justification des réponses -

Consigne :

Anticipation :

Manipulation :

Confrontations des résultats :

Explication : Structuration : L’eau du robinet provient de nappes souterraines, de lacs ou de rivières. Elle subit généralement un traitement dans une usine d’eau potable avant d’être distribuée. Les zones de captage sont protégées. En effet, un polluant placé en surface peut s’infiltrer avec la pluie et rejoindre la nappe souterraine.

4ème séance : Comment préserver l’eau ? Un guide-maison d’éco geste (code de bonne pratique)

Objectifs : • Comprendre l’impact de l’activité humaine sur l’environnement

• Faire émerger les solutions possibles à notre échelle (autour de l’eau, autour des éco-gestes à la maison)

• Fabriquer un guide éco-citoyen sur les gestes attendus à la maison

Matériel : un questionnaire par élève (Annexe8)

Étapes de la séance :

Consigne

Anticipation :

Manipulation :

Confrontations des résultats :

Explication :

Structuration :

Puits à Fatehpur Sikri, Inde (27°06' N - 77°40' E)

La photo Yann Arthus-Bertrand « accéder à l'eau potable » et son étude .

Annexe 1

Annexe 2

Annexe 3

Comment peut-on nettoyer les eaux usées ?

Pour rendre l’eau des rivières et des nappes phréatiques potable et propre à la consommation, l’homme construit des …………………………………………….. .

Une station d’épuration : les étapes du traitement de l’eau

Pour rendre l’eau potable, on la traite dans une usine de traitement de l’eau pour éliminer les

éléments de matière et les organismes microscopiques comme les ……………………. ou les

……………………..

Il y a différentes étapes pour que l’eau potable arrive au robinet du consommateur :

- Le ……………………. ou le ……………………. de l’eau dans un …………………….ou une

…………………………………….;

- Le ……………………. ;

- La ……………………..

A chaque étape, la qualité de l’eau …………………….: elle doit être conforme aux

……………………. en vigueur.

L’eau est déclarée ……………………. quand elle peut être bue ……………………. pour la

santé.

Annexe 4

Comment peut-on nettoyer les eaux usées ? (correction)

Pour rendre l’eau des rivières et des nappes phréatiques potable et propre à la consommation,

l’homme construit des stations de traitement des eaux.

Une station d’épuration : les étapes du traitement de l’eau

Pour rendre l’eau potable, on la traite dans une usine de traitement de l’eau pour éliminer les

éléments de matière et les organismes microscopiques comme les virus ou les microbes.

Il y a différentes étapes pour que l’eau potable arrive au robinet du consommateur :

- Le captage ou le pompage de l’eau dans un cours d’eau ou une nappe phréatique ;

- Le traitement ;

- La distribution.

A chaque étape, la qualité de l’eau est contrôlée : elle doit être conforme aux normes en

vigueur.

L’eau est déclarée potable quand elle peut être bue sans risque pour la santé.

Annexe 5

Annexe 6

Annexe 6 bis

Comment préserver l’eau ?

Attention à la pollution de l’eau : Qu’est-ce qui pollue l’eau ?

1/ Selon toi, qu’est-ce qui pourrait polluer l’eau ? …………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

2/ Observe cette image et indique ce qui est susceptible de polluer l’eau.

…………………………………………………………………

…………………………………………………………………

3/ Que préconises-tu pour éviter de polluer l’eau ?

…………………………………………………………………

………………………………………………………………….

Les pollutions ……………………………

……………………………………………………………….………………….....

………………………………………………..…………………………………

Les pollutions …………………….

……………………………………………………………….………………….....

………………………………………………..…………………………………

Les pollutions ………………………………………

……………………………………………………………….………………….....

………………………………………………..…………………………………

4/ Donne les différentes sources de pollution de l’eau et explique en quoi elles polluent.

………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

5/ Donne des idées qui pourraient permettre de moins gaspiller d’eau.

………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

Annexe 7

Comment préserver l’eau ? (correction)

Attention à la pollution de l’eau : Qu’est-ce qui pollue l’eau ?

Les pollutions domestiques (les pollutions de la maison) Les eaux sales de cuisine, des toilettes, de la machine à laver le linge, de la machine à laver la vaisselle, les dépôts d'ordures déchets de ton repas de pique-nique, des papiers, des bouteilles de verre ou des boîtes de conserve.

Les pollutions agricoles Quand on utilise des engrais chimiques pour faire pousser les plantes plus vite, ces engrais pénètrent dans le sol et rejoignent les sources. Les sources sont polluées.

Les pollutions industrielles Les usines en bordure de rivière afin d'utiliser l'eau de la rivière : ces usines rejettent souvent dans la rivière des produits qui mettent en danger la vie des animaux et des plantes de la rivière.

Annexe 8

PROLONGEMENTS TRANSDISCIPLINAIRES

PREMIER ou DEUXIÈME PALIER POUR LA MAÎTRISE DU SOCLE COMMUN

Compétences attendues à la fin du CE1 ou CM2

Compétence 1 : La maîtrise de la langue française L'élève est capable de :

Compétence 3 : Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique A) Les principaux éléments de mathématiques L'élève est capable de :

B) La culture scientifique et technologique L'élève est capable de :

Compétence 4 : La maîtrise des techniques usuelles de l’information et de la communication L'élève est capable de :

Compétence 5 : La culture humaniste L'élève est capable de :

Compétence 6 : Les compétences sociales et civiques L'élève est capable de :

Compétence 7 : L'autonomie et l'initiative L'élève est capable de :

ÉLÉMENTS DE BIBLIOGRAPHIE ET DE SITOGRAPHIE