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DOSSIER PROFESSIONNEL LES INONDATIONS : UN RISQUE METEOROLOGIQUE MAJEUR – CM2

SOMMAIRE

Introduction .............................................................................................................................................................................. 1

I. FONDEMENTS SCIENTIFIQUES ..................................................................................................................................... 1

A. Les inondations – un risque météorologique majeur ............................................................................................. 1

B. Comment étudier les inondations en sciences au cycle 3 ? .................................................................................... 3

II. SEQUENCE PEDAGOGIQUE .......................................................................................................................................... 5

A. Présentation générale de la séquence .................................................................................................................... 5

B. Présentation détaillée de deux séances ................................................................................................................. 8

Conclusion .............................................................................................................................................................................. 10

Bibliographie et sitographie ................................................................................................................................................... 10

Annexes .................................................................................................................................................................................. 10

INTRODUCTION

Les programmes 2015 proposent au cycle 3 de faire étudier aux élèves en sciences et technologie un risque naturel local pour relier un phénomène naturel à des risques pour les populations. Ce dossier professionnel présente, sur la base de fondements scientifiques et institutionnels, une séquence pédagogique sur le thème : « Les inondations – un risque météorologique majeur » dans une classe de CM2 de Nîmes, dans le département du Gard qui est exposé aux crues torrentielles et aux inondations en résultant.

I. FONDEMENTS SCIENTIFIQUES

A. LES INONDATIONS – UN RISQUE METEOROLOGIQUE MAJEUR

1. DÉFINITION ET ORIGINES DES INONDATIONS

Une inondation est une submersion temporaire par l’eau de terres qui sont normalement hors d’eau. On distingue les inondations par crue(1) (lentes ou rapides), les inondations par ruissellement et les inondations indirectes par remontée de nappe(2). Le tableau ci-dessous présente les principaux types d’inondation:

La montée lente des eaux en région de plaine Origine : pluies abondantes sur plusieurs jours ou semaines. L’inondation touche les plaines fluviales, plutôt en hiver (sols déjà saturés).

Les inondations de plaine

Le fleuve (ou la rivière) subit une crue de grande amplitude et sort lentement de son lit mineur(3) pour occuper son lit majeur, et peut inonder la plaine alluviale pendant une période relativement longue. Ex : crue de la Seine en 1910.

Les inondations par remontée de nappe

Le sol est saturé d'eau. La nappe affleure alors et produit une inondation indirecte spontanée, essentiellement des terrains bas ou mal drainés. Ex : plaine de la Somme en 2001.

La formation rapide de ruissellement et de crues torrentielles Origine : averses orageuses violentes, localisées, sur une durée courte de quelques heures à quelques jours. L’inondation touche les zones de torrents ou de rivières torrentielles, plutôt en automne ou au printemps.

Les inondations par crue torrentielle

Lors de précipitations intenses sur un bassin versant(4), les eaux ruissellent et se concentrent rapidement dans le cours d'eau, d'où des crues brutales et violentes dans les torrents et les rivières torrentielles. Le dépôt d’obstacles à l’écoulement des eaux (sédiments, bois morts, rochers, et en ville voitures et mobilier urbain) forment des barrages, appelés embâcles, qui font divaguer le courant vers des zones habituellement protégées et dont la rupture libère un mur d’eau dévastateur et mortel. Ex : crue de l’Ouvèze en 1992 (Vaison-la-Romaine).

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Les inondations par ruissellement sur les bassins périurbains

L'imperméabilisation du sol (bâtiments, voiries, parkings, etc.) limite l'infiltration des pluies et accentue le ruissellement, ce qui occasionne souvent la saturation et le refoulement du réseau d'assainissement des eaux pluviales. Il en résulte des écoulements plus ou moins importants et souvent rapides dans les rues. Ex : Nîmes en 1988.

(1) Crue : phénomène naturel et saisonnier qui correspond à l’élévation du niveau d’un cours d’eau et résultant de l’apport d’un débit important d'eau douce (fonte des neiges ou des glaces, précipitations).

(2) Nappe : réservoir naturel d’eau souterraine contenue dans une roche aquifère, c’est-à-dire dont la porosité ou les fissures la rende perméable à l’eau.

(3) Lit mineur (ou apparent, ordinaire, permanent) : espace d’écoulement habituel d'un cours d'eau. Le lit moyen est l’espace occupé lors de crues courantes et le lit majeur, ou plaine inondable, est la zone maximale d’expansion connue des crues.

(4) Bassin versant : territoire géographique délimité par les lignes de crête et correspondant à l’ensemble de la surface recevant les eaux qui circulent naturellement vers un même cours d’eau et ses affluents (ou vers une même nappe d’eau souterraine).

Les précipitations, caractérisées par leur intensité, leur localisation et leur durée, sont donc à l’origine des inondations. La capacité du sol à absorber ces précipitations par infiltration et drainage joue alors un rôle essentiel. Le ruissellement de l’eau sera d’autant plus important que les pluies seront violentes, que le sol sera imperméable et/ou saturé, que la pente sera forte et que la couverture végétale sera faible.

Les inondations par crue sont les plus fréquentes et, parmi elles, les crues torrentielles sont les plus meurtrières. L’arc méditerranéen est régulièrement touché par ces dernières. En effet, entre septembre et novembre, l’air chaud et humide de la Méditerranée, entrainé vers les Cévennes par des masses d’air froid du nord-ouest, se soulève et se condense en cumulonimbus s’abattant en orages violents : ce sont les épisodes cévenoles.

Des inondations peuvent aussi être la conséquence d’autres phénomènes périodiques, comme la mousson en Asie entre avril et octobre, de phénomènes météorologiques particuliers (tempêtes et cyclones, provoquant notamment des submersions marines) ou de dérèglements climatiques mondiaux (comme el niño).

2. LE RISQUE INONDATION, PREMIER RISQUE NATUREL MAJEUR

Pour qu’un risque existe, il faut que soient présentes ses deux composantes que sont l’aléa, c’est-à-dire la probabilité que l’événement ait lieu, et les enjeux, c’est-à-dire des personnes, biens, activités, moyens, patrimoines susceptibles d'être affectés. Le risque est qualifié de majeur quand l’aléa est peu fréquent mais que ses conséquences sont potentiellement catastrophiques.

Les inondations, en France et dans le monde, sont répertoriées avec la date, le lieu et la gravité de l’aléa. L’échelle de gravité prend en compte les dommages humains et matériels. Elle va de 0 pour un incident jusqu’à 5 pour une catastrophe majeure. Par exemple, une catastrophe très grave (niveau 3) aura causé plus de 9 morts ou plus de 30M€ de dommages matériels. Avec deux tiers des événements naturels « très graves » survenus depuis 1950, les inondations sont le premier risque naturel majeur en France.

Les principales conséquences d’une inondation sont la mise en danger des personnes (risque d’être emporté, blessé ou noyé ; risques sanitaires), l’interruption des communications gênant l’intervention des secours, les dommages directs (dégâts matériels) et indirects (perte d'activité) et les dégâts naturels (risque de pollution). Ces conséquences négatives sont mesurées en termes de vulnérabilité du territoire.

On constate une aggravation massive des inondations. En France, la fréquence d’inondations très graves est passée en moyenne d’une tous les six ans entre 1950 et 1970, à une tous les trois ans jusqu’en 1990 et à trois par an depuis. Cela s’explique principalement par l’augmentation de la population, en particuliers dans les villes, simultanément à la mutation de l’agriculture. Alors qu’historiquement les villes avaient été construites sur les hauteurs, de nombreux aménagements ont été faits dans la plaine pour construire rapidement des habitations et des usines, notamment sur d’anciens terrains agricoles. L’absence d’inondations meurtrières sur cette période a favorisé l’oubli du risque et les ouvrages de protection se sont souvent révélés insuffisants.

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3. LA GESTION DU RISQUE : LES OUTILS DE PREVENTION, PROTECTION ET PREVISION

Gérer le risque inondation, c’est réduire la vulnérabilité des territoires exposés en mettant en place les outils nécessaires de prévision, de protection et de prévention.

a. La prévision et la vigilance : Si l'inondation est un risque prévisible dans son intensité, il reste aujourd’hui difficile de prévoir précisément où et quand elle aura lieu, notamment pour les crues rapides. Pour prévoir une crue, on surveille les prévisions de précipitations grâce aux radars météorologiques et on les analyse en lien avec les mesures relevées sur le terrain : hauteur de précipitations réelles, hauteur et débit d’eau dans les cours d’eau, hauteur d’eau dans les nappes, etc. Depuis 2007, le danger pluie-inondation est diffusé par le site Vigicrues et intégré à la carte de Vigilance élaborée par Météo-France. L’objectif est, en cas de risque de crue dommageable (vigilances orange ou rouge), d’alerter les pouvoirs publics, les services de la sécurité civile et la population pour que chacun puisse gérer la crise au mieux par une mise en sécurité optimale des personnes et des biens.

b. La protection : Diverses techniques ont été élaborées dès l’Antiquité pour se protéger des inondations:

- les travaux affectant le tracé des cours d’eau : dérivations, canalisations ; - l’aménagement du chenal et des rives : curage et calibrage du lit fluvial, stabilisation des berges ; - les défenses : digues, barrages ou bassins de rétention, surélévations des sols, vides sanitaires.

Bien qu’elles aient été perfectionnées, ces techniques ont montré leurs limites voire leur caractère aggravant. Par exemple, en cas de crue exceptionnelle et/ou de défaillance, les digues construites le long du lit mineur peuvent être submergées, voire rompre, créant un risque induit. Aujourd’hui, il est reconnu qu’aucun ouvrage hydraulique ne peut empêcher qu’une rivière atteigne un jour son lit majeur.

c. La prévention : Aucune mesure préventive n’est plus efficace que de limiter la présence d’enjeux dans les zones à risque. Ainsi, le premier levier est la maîtrise de l'urbanisation. Les nouvelles constructions ne sont plus autorisées dans les zones de danger et celles dans les zones présentant un intérêt pour le laminage des crues sont réglementées. Le second levier est le développement de la culture du risque. Celui-ci passe notamment par l'information préventive auprès des populations. Chaque citoyen doit connaitre les risques auquel il peut être confronté et évaluer sa propre vulnérabilité pour la minimiser. La sensibilisation des élèves est dès lors primordiale.

B. COMMENT ETUDIER LES INONDATIONS EN SCIENCES AU CYCLE 3 ?

1. ENSEIGNER LES SCIENCES A L’ECOLE ELEMENTAIRE :

a/ L’évolution de l’enseignement des sciences : Depuis la fin du 19e siècle, les programmes officiels prévoient l’enseignement de notions scientifiques. Il s’agit alors des « leçons de choses » qui s’attachent à faire découvrir le monde par l’observation d’objets et de phénomènes pour en expliquer le fonctionnement et les usages. Viennent ensuite dans les années 70 les activités d’éveil qui mettent l’accent sur l’étude de situations proches de l’élève, l’invitant à expérimenter et à manipuler par lui-même pour aboutir à des acquis structurés. Si on constate que cette démarche est proche de celle préconisée aujourd’hui, elle se concentre sur l’implication des élèves dans la démarche expérimentale, au détriment des connaissances, et n’est alors que peu appliquée dans les écoles.

Face à ce constat, le ministère de l'éducation nationale lance en 1996, sous l'impulsion de Georges Charpak et de l'Académie des sciences, l’opération La main à la pâte. Celle-ci met au service des apprentissages scientifiques des élèves une approche pédagogique fondée sur le questionnement et l’investigation. Cette démarche d’investigation permet à l’élève-acteur de s’approprier progressivement des concepts scientifiques et des techniques opératoires, tout en améliorant ses capacités d’expression. Son succès conduit en 2000 à en généraliser le recours à travers l’élaboration du plan de rénovation de l'enseignement des sciences et de la technologie à l'école (PRESTE). Cette orientation pédagogique sera depuis reprise dans les programmes d’enseignement des sciences en 2002, 2008 et 2015.

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b/ Séquence pédagogique et démarche d’investigation : Dès l’école primaire, tous les élèves doivent acquérir une première culture scientifique pour mieux comprendre et mieux maîtriser le monde qui les entoure. Les programmes 2015 prévoient pour cela une acquisition progressive des notions scientifiques visées. Ainsi, après une première exploration en cycle 1, les élèves observent, expérimentent et questionnent au cycle 2 le « monde du vivant, de la matière et des objets ». Le cycle 3 revisite et généralise les notions abordées, en construit de nouvelles et tous ces apprentissages seront encore développés et approfondis au cycle 4. Dans ce contexte, chaque séquence de sciences doit s’inscrire dans une progression pédagogique et permettre aux élèves, accompagnés par le professeur, de construire au fil des séances qui la composent des compétences et des connaissances claires et précises telles que décrites dans les programmes.

Pour développer les compétences visées par les programmes et par le socle commun de connaissances, de compétences et de culture, le professeur aura recours à la démarche d’investigation promue par le PRESTE. Si celle-ci s’appuie sur diverses approches, son déroulement peut se schématiser par les étapes suivantes :

Si les sciences à l’école élémentaire peuvent et doivent nourrir les enseignements fondamentaux que sont le français et les mathématiques, elles doivent donc être enseignées aussi et d’abord pour elles-mêmes. L’enseignement des sciences contribue enfin à la formation de citoyens curieux, critiques et éclairés, sachant faire la distinction entre un fait scientifique vérifiable et une opinion ou une croyance.

2. LE THEME DES INONDATIONS EN SCIENCES – ARTICULATION ENTRE LES CYCLES :

L’étude des inondations est proposée dans le programme de sciences et technologie du cycle 3 en tant que phénomène naturel à relier à la notion de risque pour les populations.

a/ Prérequis : Au cycle 2 (« Questionner le monde »), les états liquide et solide de l’eau dans la nature ont été mis en relation avec certains phénomènes météorologiques observés. Des règles de sécurité liées à l’eau ont été abordées en EPS (natation). En CM1 (cycle 3), les élèves ont étudié en géographie les lieux où ils habitent. Ils ont acquis le vocabulaire lié à la description des milieux (relief, hydrologie, climat, végétation) et aux formes d’occupation humaine (ville, campagne, activités…). Ils ont compris les besoins en eau conduisant les hommes à habiter près des cours d’eau et ont aussi appris à utiliser des documents cartographiques et des photographies du paysage. En sciences, le volcanisme a été étudié et une station météorologique a été réalisée, donnant lieu à des relevés quotidiens de températures et de précipitations sur plusieurs périodes.

b/ Prolongements : Ce thème sera prolongé en éducation morale et civique par une séquence intitulée « Ma commune face au risque inondation ». Au cours de celle-ci, les élèves réinvestiront leurs connaissances scientifiques sur les inondations et sur la notion de risque pour comprendre en quoi la commune de Nîmes est soumise à ce risque. Ils aborderont les différentes mesures de protection et les comportements à tenir en cas d’inondation pour s’informer et se mettre en sécurité. Ce travail aboutira à la rédaction d’un livret numérique de consignes de sécurité en cas d’inondation.

Elaboration du problème Situation de départ / Questionnement / Recueil des représentations

initiales Elaboration d’hypothèses / Conception de l’investigation

Formulation des hypothèses / Etablissement d’un protocole

Investigation Observation directe ou par un instrument / Expérimentation

Manipulation / Simulation / Recherche documentaire / Enquête et visite Recherche documentaire /

Acquisition et structuration des connaissances Analyse des résultats / Interprétation / Confrontation

Elaboration d’une conclusion collective Confrontation au savoir établi

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Au cycle 4, les élèves prendront conscience des risques, qu'ils soient naturels ou liés aux activités humaines, et en analyseront les causes et les conséquences. En classe de 5e, les élèves apprendront en géographie (thème 3) à prévenir les risques industriels et technologiques et à s’adapter au changement global. En sciences de la vie et de la terre, ils relieront les connaissances scientifiques sur les risques naturels ainsi que ceux liés aux activités humaines aux mesures de prévention, de protection, d'adaptation, ou d'atténuation.

c/ Les obstacles et les points de vigilance :

La compréhension de la polysémie de certains mots utilisés dans le langage courant (la nappe, le bassin, le lit) devra être vérifiée et corrigée au besoin.

Le débit est une grandeur combinée (volume/temps) qui n’est abordée qu’en cycle 4. Il faudra relier cette notion qui sera rencontrée dans les recherches documentaires à des grandeurs connues (quantité, volume, temps, vitesse), d’autant que la mesure des précipitations se fait par convention en millimètres.

Les notions scientifiques liées à la description géologique des sols et de la formation des précipitations relèvent du cycle 4. Il convient donc de bien délimiter les notions travaillées et de rester dans l’observation et l’interprétation à l’échelle macroscopique.

La relation à l’eau des enfants d’âge scolaire est complexe. L’étude du risque inondation ne doit pas être anxiogène et il convient d’être vigilant sur le choix des documents présentés et d’insister sur les outils et les moyens existants, à l’école et en dehors, pour les protéger en cas d’inondation.

Les obstacles cognitifs : certaines représentations attendues (comme le fait que « plus les cailloux sont gros, mieux ils retiennent l’eau »), ou d’autres moins attendues, seront vérifiées pour être confirmées ou infirmées. L’expérimentation sera privilégiée autant que possible à cet effet.

Les obstacles affectifs : les élèves abordent la séquence avec des représentations différentes de l’inondation et de ses risques. Certains ont pu vivre une inondation ou écouter des proches leur en parler. D’autres ont pu voir des actualités ou des émissions sur le sujet à la télévision, dans les journaux ou sur internet.

II. SEQUENCE PEDAGOGIQUE

A. PRESENTATION GENERALE DE LA SEQUENCE

1. REFERENCES AU PROGRAMME ET AU SOCLE COMMUN :

Thème 4 du cycle 3 : La planète Terre. Les êtres vivants dans leur environnement

Connaissances et compétences associées : 1. Situer la Terre dans le système solaire et caractériser les conditions de la vie terrestre : Relier certains phénomènes naturels (tempêtes, inondations, tremblements de terre) à des risques pour les populations :

Phénomènes traduisant l’activité externe de la Terre : phénomènes météorologiques et climatiques ; événements extrêmes (tempêtes, cyclones, inondations et sécheresses…).

2. Identifier des enjeux liés à l’environnement : Répartition des êtres vivants et peuplement des milieux :

Identifier quelques impacts humains dans un environnement (aménagement, impact technologique...).

Aménagements de l’espace par les humains et contraintes naturelles ; impacts technologiques positifs et négatifs sur l’environnement.

Compétences travaillées : o Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques (domaine 4) Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question ou un problème Proposer des expériences simples pour tester une hypothèse Interpréter un résultat, en tirer une conclusion o S’approprier des outils et des méthodes (domaine 2) Choisir ou utiliser le matériel adapté pour mener une observation, effectuer une mesure, réaliser une expérience ou une production Effectuer des recherches bibliographiques simples et ciblées. Extraire les informations pertinentes d’un document et les mettre en relation pour répondre à une question

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o Pratiquer des langages (domaine 1) Exploiter un document constitué de divers supports (texte, schéma, graphique, tableau, algorithme simple) Utiliser différents modes de représentation formalisés (schéma, dessin, croquis, tableau, graphique, texte) Expliquer un phénomène à l’oral et à l’écrit o Mobiliser des outils numériques (domaine 5) Identifier des sources d’informations fiables o Adopter un comportement éthique et responsable (domaines 3 et 5) Relier des connaissances acquises en sciences et technologie à des questions de santé, de sécurité et d’environnement

2. OBJECTIFS GENERAUX DE LA SEQUENCE

Cette séquence a pour objectifs de :

connaître les caractéristiques de différents types d’inondation

identifier les principaux facteurs provoquant une inondation ou l’aggravant

définir la notion de risque majeur et relier l’inondation à des risques pour les populations

3. CRITERES DE REUSSITE :

A l’issue de la séquence, l’élève :

sait expliquer ce qu’est une inondation et une crue, par des phrases et à l’aide de schémas

comprend le rôle de la pluie et du type de sol dans la survenue d’une inondation

sait trouver une carte de vigilance météorologique et l’interpréter

identifie un risque majeur et connaît les principaux risques pour les populations liés aux inondations

relie l’aménagement urbain en zone inondable à un facteur aggravant les inondations

4. PLAN DE LA SEQUENCE

La séquence est composée de sept séances, évaluations comprises. La séance 2 et la séance 4 sont détaillées plus bas. Les traces écrites seront rédigées avec les élèves qui devront faire apparaitre les mots en gras.

TITRE : Les inondations, un risque météorologique majeur Niveau : CM2

Séance 1 (30’) : Evaluation diagnostique – recueil des représentations initiales des élèves

Objectif : recueillir et organiser les représentations initiales des élèves sur les inondations pour ajuster le contenu des séances. Compétences : expliquer un phénomène à l’oral et à l’écrit. Description : recueil des représentations initiales de chaque élève sur les inondations (écrit) puis mise en commun et confrontation collective (oral) ; tri selon qu’elles concernent le phénomène lui-même, ses causes ou ses conséquences. les élèves sont informés que ce qui relève du comportement à adopter et de la

mise en sécurité en cas d’inondation sera traité en EMC. Trace écrite : tableau récapitulatif des représentations initiales et des questions des élèves inséré dans le cahier de science et affiché dans la classe.

Séance 2 (45’) : De la pluie aux inondations – SEANCE DETAILLEE

Objectif : expliquer le phénomène d’inondation par débordement. Compétences : proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question ou un problème ; interpréter un résultat et en tirer une conclusion. Description : modélisation d’un bassin versant pour observer l’écoulement de l’eau de pluie et la formation d’une inondation par débordement d’un cours d’eau. Matériel : maquette en aluminium d’un bassin versant. Trace écrite : ruissellement des eaux de pluie du bassin versant vers le cours d’eau en aval ; en cas de fortes pluies, notion de crue et d’inondation par débordement du lit mineur vers le lit majeur ; crue lente ou rapide + schéma et lexique.

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Séance 3 (45’) : Le rôle du type de sol - 1

Objectif : concevoir un protocole expérimental pour tester la perméabilité d’un matériau. Compétences : proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question ou un problème ; proposer des expériences simples pour tester une hypothèse. Description : à partir d’une réflexion sur le sol en aluminium de la maquette de la séance 1, émission d’hypothèses sur l’influence du type de sol sur le ruissellement. Phase 1 : observation dans l’environnement (cour de récréation) Phase 2 : essais et conception d’un protocole en classe pour tester la perméabilité. Matériel : divers matériaux et récipients (pots, barquettes, bouteilles etc.) Trace écrite : critères observables/mesurables (quantité d’eau) ; dispositif (bouteilles coupées + filtre) ; matériaux (sable, gravier, argile, terre, terreau, craie) ; paramètres à fixer (quantité de matériaux) ou à faire varier (type de sol et quantité d’eau) ; intérêt d’un dispositif témoin + schéma expérimental

Séance 4 (60’) : Le rôle du type de sol – 2 - SEANCE DETAILLEE

Objectif : comparer la perméabilité de différents matériaux et la relier à l’inondation. Compétences : interpréter un résultat et en tirer une conclusion. Description : test de la perméabilité et de la capacité de rétention d’au moins 5 matériaux ; relevé du temps d’infiltration après 30s, 1’ et 3’ ; interprétation des résultats et conclusion. Validation d’hypothèses non testées avec un extrait de l’émission « C’est pas sorcier ». Matériel : bouteilles plastiques et matériaux (argile, terreau, terre, sable, gravier, craie) Trace écrite : tableau des résultats des tests de perméabilité; l’imperméabilité dépend du type de sol, de la saison, du relief (pente) ; elle favorise le ruissellement et aggrave l’inondation (voire la provoque) ; impact négatif des aménagements urbains.

Séance 5 (60’) : Evaluation formative + Quels sont les risques pour les populations ?

Temps 1 (20’) : Evaluation formative Objectif : vérifier la compréhension de l’inondation et de ses principales causes. Compétences : expliquer un phénomène à l’oral et à l’écrit. Description : carte mentale à trous à remplir individuellement ; correction collective Trace écrite : carte mentale corrigée consignée dans le cahier de sciences

Temps 2 (40’) : Quels sont les risques pour les populations ? Objectif : identifier l’inondation comme un risque majeur pour les populations Compétences : exploiter un document constitué de divers supports ; relier des connaissances acquises en sciences et technologie à des questions de santé, de sécurité et d’environnement. Description : observation et analyse de divers documents (photos, texte et extrait d’un journal télévisé) sur la crue historique de Nîmes du 3 octobre 1988. document adaptable pour répondre à certaines questions initiales des élèves Trace écrite : Risque majeur car le phénomène est rare (aléa) mais grave si des enjeux sont présents. Les orages cévenols qui frappent à l’automne le bassin méditerranéen peuvent provoquer des inondations torrentielles affectant biens matériels, infrastructures, communications (routes, téléphone), économie et causant parfois des pertes humaines.

Séance 6 (45’) : Comment prévoir une inondation ? La vigilance météorologique

Objectif : rechercher sur internet des cartes météo, vigilance, vigicrue et les interpréter. Compétences : identifier des sources d’informations fiables ; effectuer des recherches bibliographiques simples et ciblées. Description : recherche sur internet des cartes du jour (météo, crues, vigilance) et analyse de documents. Comparaison avec les cartes du 10/10/2014 (inondations à Nîmes). Trace écrite : Le suivi des précipitations (pluies) et la surveillance des cours d’eau permet l’édition de cartes de prévision : la carte météo vue dans les médias et les cartes de suivi des crues (site vigicrues.gouv.fr). Les cartes de vigilance (site vigilance.meteofrance.com) nous préviennent qu’un risque météorologique peut survenir, par exemple une inondation.

Séance 7 (30’) : Evaluation sommative – voir Annexe 1

Objectif : Evaluer l’acquisition des connaissances et compétences liées à la séquence

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B. PRESENTATION DETAILLEE DE DEUX SÉANCES

Séance 2 De la pluie aux inondations Durée : 45 min

Compétence(s) Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question ou un problème ; interpréter un résultat et en tirer une conclusion.

Objectif(s) Expliquer le phénomène d’inondation par débordement

Matériel / Support Maquettes aluminium d’un bassin versant et bacs en plastique Pipettes, arrosoirs, bouteilles ; feutres indélébiles Fiche d’expérience

Vocabulaire Inondation, bassin versant, ruissellement, crue, lit mineur et lit majeur

Déroulement de la séance Modalité de travail

Situation de départ : Rappel du thème et reprise du tableau de la séance 1. - Phase 1 (collectif, oral, 10’) : questionnement sur la cause identifiée « La rivière a débordé » et émission d’hypothèses

« Comment une rivière peut-elle déborder ? » Les hypothèses des élèves, précisées avec l’aide du professeur, sont notées au tableau et permettent de schématiser une rivière, de sa source en montagne jusqu’à son écoulement en plaine, ainsi que de la pluie.

- Phase 2 (en groupes de 5 élèves, écrit, 20’) : expérimentation/manipulation sur une maquette modélisant un bassin versant Chaque groupe a un bac plastique avec une maquette de bassin versant en papier aluminium.

Consigne 1 : « Avec la pipette, faites tomber des gouttes de pluie à différents endroits de la maquette. Qu’observez-vous ? ».

Consigne 2 : « Recommencez et tracez au feutre bleu le trajet des gouttes d’eau qui coulent. »

Consigne 3 : « Que se passe-t-il s’il pleut très fort ? » (arrosoir et bouteille) Différenciation : les élèves qui auront fini pourront étudier l’effet d’un obstacle en aval. Manipulations, observations et interprétations sur la fiche d’expérience.

- Phase 3 (collectif, 15’) : mise en commun et synthèse Chaque groupe présente ses résultats. Les maquettes sont comparées. Une analyse collective aboutit à une conclusion commune.

- Trace écrite envisagée (cahier de sciences) : L’eau qui ruisselle sur le sol coule vers le point le plus bas. Un cours d’eau récolte ainsi l’ensemble des eaux de pluie qui tombent sur son bassin versant. Lors de fortes pluies, il arrive plus d’eau dans le cours d’eau qu’il ne peut s’en écouler dans le lit mineur. Le niveau monte : le cours d’eau est en crue. En cas de forte crue, le cours d’eau déborde et va occuper son lit majeur. Il recouvre alors des terres normalement à sec : c’est l’inondation par débordement (ou par crue). Les pluies intenses en amont entraînent des inondations rapides alors que les pluies en plaine entraînent des inondations lentes. Différenciation : texte + schéma Des mots pour comprendre : une définition collective (validée avec le dictionnaire) est proposée pour chaque mot en gras.

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Séance 4 Le rôle du type de sol - 2 Durée : 60 min

Compétence(s) Interpréter un résultat, en tirer une conclusion.

Objectif(s) Comparer la perméabilité de différents matériaux (et lien avec l’inondation).

Matériel / Support Fiche d’expérience Bouteilles en plastique coupées d’1,5L Argile, terreau, sable, gravier, craie ; Filtres, cuillères et verres

Vocabulaire Perméabilité, infiltration

Déroulement de la séance Modalité de travail

Situation de départ : rappel de l’objectif et du protocole expérimental retenu. Chaque matériau sera testé par deux groupes différents. o Chaque groupe de 5 élèves a 3 bouteilles « test » et 2 échantillons de matériaux différents. Préparation de l’expérience (élèves). o Consigne 1 : « Lancez le chronomètre et versez, en même temps, le contenu d’un verre (15 cL) dans chaque bouteille. Observez.» o Consigne 2 : « Relevez le temps écoulé quand apparait la 1ère goutte et repérez le niveau d’eau collecté à 30s, 1’ et 3’. Puis

recommencez. » - Phase 1 (groupe de 5 élèves, oral et écrit, 25’) : expérimentation puis interprétation des résultats et conclusions du groupe

Fiche d’expérience : schéma expérimental, hypothèses sur les résultats, observations et mesures, retour aux hypothèses, conclusion Différenciation : les groupes ayant terminé peuvent tester un troisième matériau ou une combinaison des matériaux

- Phase 2 (collectif, oral, 10’) : confrontation des résultats, discussion sur les écarts observés. Si des résultats sur un même matériau sont différents entre les groupes et/ou si certains résultats obtenus sont aberrants, les expériences sont refaites pour conclure.

Conclusion intermédiaire attendue : l’argile, comme le bitume, est imperméable (il n’y a pas d’eau récoltée, l’eau reste à la surface). Le gravier, le sable et la terre sont perméables. L’eau ne s’infiltre pas à la même vitesse (gravier > sable > terre). Le matériau peut retenir une partie de l’eau (terre > sable). Le matériau saturé (détrempé) est moins perméable que le sec.

- Phase 3 (collectif, oral, 10’) : retour sur les autres paramètres pouvant augmenter le ruissellement o Rappel des autres paramètres identifiés dans la cour : quantité d’eau et pente. o Hypothèse de l’influence sur le ruissellement o Ecoute d’un extrait de l’émission C’est pas sorcier : « Inondations - les sorciers prennent l’eau » (2’12’’) o Conclusion

- Phase 4 (individuel, oral et écrit, 10’) : trace écrite envisagée (cahier de sciences), construite avec les élèves : La perméabilité d’un matériau désigne sa propriété à être traversé par l’eau. L’eau de pluie ruisselle sur les sols imperméables (ex : bitume, ciment, argile). Elle s’infiltre dans les sols perméables (ex : terre, sable, gravier). L’infiltration varie en fonction du type de sol, de la quantité d’eau déversée, de celle déjà présente, de la saison et du relief (pente). Plus l’eau ruisselle, plus les crues sont importantes et peuvent entraîner des inondations. Les nombreuses infrastructures imperméables en ville (comme les routes, les parkings et les maisons) peuvent entraîner ou aggraver des inondations. En octobre 1988, une inondation par ruissellement a causé de graves dégâts à Nîmes.

Les inondations : un risque météorologique majeur – CM2 Page | 10

CONCLUSION Le risque inondation est le premier risque naturel majeur en France. L’arc méditerranéen est particulièrement touché par des crues torrentielles qui mettent périodiquement les populations en danger et causent d’énormes dégâts. De plus, le réchauffement climatique actuel a pour conséquence l'augmentation de la densité des précipitations, la fonte des glaciers, la montée du niveau des mers, l'augmentation de la fréquence et de la puissance des ouragans, cyclones, typhons et des tempêtes. Les inondations risquent ainsi d’être de plus en plus fréquentes et intenses. Dans ce contexte, étudier les inondations en CM2 permet aux élèves de comprendre un risque météorologique auquel ils sont susceptibles d’être un jour directement confrontés. Propice à la mise en place d’une démarche d’investigation pour l’approche scientifique du phénomène, cette séquence sera prolongée en EMC par l’étude des consignes de sécurité et des comportements citoyens responsables à adopter en cas d’inondation. Elle contribue ainsi non seulement à leur éducation au risque mais plus largement à leur éducation au développement durable, en les sensibilisant à des enjeux environnementaux du monde d’aujourd’hui et de demain.

BIBLIOGRAPHIE ET SITOGRAPHIE Académie de Nancy, L’infiltration et le ruissellement de l’eau [en ligne] : http://www4.ac-nancy-metz.fr/eco-provencheres-fave/siteg/file/pdf/sotre/Sciences/matiere/Linfiltratioetleruissellementdeleau.pdf Bouquet Prévention Risques Majeurs [en ligne] : www.prim.net CRDP académie de Montpellier, Les inondations, un risque majeur [DVD], 2006 C’est pas sorcier, « Inondations - les sorciers prennent l’eau », 2014 [en ligne] : www.dailymotion.com/cpsorcier INA, Nîmes, 1988 [en ligne] : www.ina.fr/video/CAB88038334 IFFO-RME, L’Ecole Météo, Vigilance météorologique [en ligne] : www.iffo-rme.fr/vigilance_meteorologique/acceuil1.htm Jean-Pierre Astolfi, Brigitte Peterfalvi et Anne Vérin, Comment les enfants apprennent les sciences, RETZ, 2006 La Main à la Pâte, Quand la Terre gronde [enligne] : www.fondation-lamap.org/fr/risques Service de l'observation et des statistiques du ministère de l'Environnement, de l'Énergie et de la Mer, Les événements naturels dommageables [en ligne] : http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/lessentiel/ar/368/1239/evenements-naturels-dommageables.html Ville de Nîmes, DICRIM, 2015 [en ligne] : www.nimes.fr / rubrique Urbanisme/Habitat > Prévention des risques

ANNEXES Annexe 1 – fiche d’évaluation individuelle

Evaluation - Les inondations (1/2) Nom :……………..Date : ……/…../………

1. Complète les légendes du schéma et le texte à trous :

3. Louna et Paul ont collecté 2 échantillons différents de sol pendant leurs vacances. Voici les résultats de leurs tests de perméabilité :

Filtre vide Mélange 1 Mélange 2

a) Comment s’appelle le dispositif avec le filtre vide ? …………………………………………A quoi sert-il ? …………………………………………………………………………………………………………

b) Lequel des 2 sols testés semble le plus perméable ? Pourquoi ?............................. ………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………..

c) Lequel augmentera le plus l’inondation en cas de fortes pluies ? Pourquoi ? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Montpellier

Alès

Sommières

Bassin ………………….

Lit ………….

……………………………………

A Sommières, la tradition voulait qu’au rez-de-chaussée soit la boutique, au 1er étage le stock du magasin et la famille habitait généralement au 2e étage. Dès qu’on annonçait « Vidourle en ……….. », les gens se dépêchaient de monter toutes les marchandises au 1er et se réfugiaient au 2e étage. Ainsi, même si le ……………… d’être ……………… était important, il y avait peu de …………… matériels ou humains.

Vidourle

2. Pourquoi la ville de Sommières est-elle facilement inondée selon toi ?.................………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Source : IGN

Evaluation - Les inondations (2/2) Nom :……………..Date : ……/…../………

5. Entoure la bonne réponse et corrige si tu penses que c’est faux :

4. Voici une carte diffusée par Météo France :

- Comment s’appelle ce type de carte ? ……………………………………………………………..- A quelle date a-t-elle été diffusée ? ………………………………………………………………....- Où peux-tu la trouver ? …………………………………………………………………………………….- A quoi sert-elle ?....................................................................................................- Entoure sur la carte un pictogramme « pluie-inondation »- Où les fortes pluies sont-elles attendues ? ……………………………………………………….- Quel type d’inondation peut-on craindre ? ……………………………………………………….- Y a-t-il un risque d’inondation sur Nîmes ? …..……………………………………………………

-Un risque est majeur quand il se produit souvent. ….Vrai / Faux………………………………………………………………………………………………………………………………-Toutes les inondations sont dangereuses. ….Vrai / Faux………………………………………………………………………………………………………………………………- Le bitume des routes et des parkings empêche l’eau de s’infiltrer. …Vrai / Faux………………………………………………………………………………………………………………………………- Le bitume nous protège donc de l’inondation. ….Vrai / Faux………………………………………………………………………………………………………………………………- Il n’y a pas de risque inondation si j’habite loin de la rivière. …Vrai / Faux………………………………………………………………………………………………………………………………- Une rivière est souvent en crue sans sortir de son lit mineur. …Vrai / Faux………………………………………………………………………………………………………………………………