Résumé :
La plupart des activités proposées peuvent être réalisées indépendamment les unes des autres.
Partie 1 : Introduction
"Peut-on boire l'eau de pluie ? Oui mais il faut la récupérer, la stocker et la nettoyer (filtrer)." Observation de goutières et réservoirs d'eau de pluie sur place ou sur des photos et discussion.
Partie 2 : Investigation autour du filtrage d'eau sale
- A partir de passoires et de vieux tissus, les enfants comprennent mieux en quoi consiste le filtrage de l'eau et découvrent qu'il vaut mieux filtrer d'abord avec des "filtres à gros trous" puis avec des "filtres à petits trous" pour ne pas boucher trop vite les filtres à petits trous.
- Présentation de systèmes de filtrage du commerce et investigation mathématique sur la taille des trous des filtres.
- Démonstration de l'utilisation de l'argile pour boire de l'eau presque propre.
Partie 3 : Fabrication de lessive à la cendre et de dentifrice de charbon
- Recette de la lessive à la cendre : environ 1/3 de volume de cendre pour 2/3 de volume d'eau.
- Défi d'investigation pour verser ces volumes.
- Défi d'investigation pour découvrir la technique de siphon.
- Chaque enfant extrait sa lessive pour rapporter une dose à la maison.
- Démonstration du brossage de dents au charbon.
Durée totale : 2h
Matériel :
Partie 1
Si on ne peut voir des goutières qui mènent à un réservoir d'eau de pluie :
photos où l'on voit le circuit suivi par l'eau de pluie avant d'être utilisée
Partie 2
Pour 7 enfants ou 7 binômes :
2 bouteilles pleines d'eau pour remplir les bacs
7 petits bacs assez plats (ou 7 pots de fromage blanc)
7 pots de fromage blanc supplémentaires
7 bocaux à large ouverture (ou 7 grandes bouteilles en plastique coupées en 2 dont on garde la partie du dessous)
passoire, écumoir, bac cuisson vapeur, chinois … selon ce que vous avez dans votre cuisine. Le nombre d'ustensiles n'est pas très important car les enfants peuvent se les prêter rapidement.
7 vieux tissus carrés d'environ 15 cm de côté (ou un grand tissu que les enfants vont déchirer eux-mêmes)
éventuellement 7 liens ou élastiques qui enserrent l'ouverture des grands bocaux
+ pour nettoyer : éponge, torchon, serviette à main, 1 petit saladier, 1 bouteille d'eau
Pour la démonstration à l'argile :
accès à un réservoir d'eau de pluie propre
1 bouteille vide
de l'argile
une cuillère
1 bouteille du réservoir d'eau avec argile décanté (préparée 2 jours à l'avance)
Partie 3
Pour le début de fabrication de la lessive, pour 7 enfants ou 7 binômes :
7 boîtes de cendre
7 grandes cuillères pour verser la cendre
7 fourchettes pour retirer du charbon
7 grand bocaux transparents (ou bouteilles avec gros goulot et entonnoirs en papier -colle non nécessaire- à inventer avec les enfants quand le besoin émerge)
bouteilles ou carafes pleines d'eau
Pour que 14 enfants repartent chacun avec son bocal de lessive :
très grands bocaux ou bouteilles transparents où de la cendre a décanté dans de l'eau depuis 3 jours (avoir laissé les bocaux exactement sur place pendant 1 journée et ne plus y toucher du tout)
petits tuyaux si possible transparents ou translucides (diamètre intérieur de quelques millimètres OU plusieurs tuyaux de différentes tailles et diamètres pour investiguer sur la vitesse d'écoulement)
14 bocaux à confiture
1. Introduction : utiliser voire boire l'eau de pluie au quotidien
- "Vous avez déjà levé la tête et ouvert la bouche pour boire l'eau de pluie ?" "oui ! c'est bon, c'est de l'eau !"
- "Est-ce qu'on pourrait toujours boire comme ça ?" Non ! "Quels sont les problèmes ? et les solutions ?" La bouche est trop petite pour récupérer assez d'eau, donc il faudrait un entonnoir géant … ou un toit et ses goutières ! En buvant sous la pluie on ne peut boire … que lorsqu'il pleut ! Pour pouvoir boire même lorsqu'il ne pleut pas, il faut un réservoir d'eau. Pour y collecter assez d'eau pour boire pendant une grande période de sécheresse, il faut une grande toiture et un grand réservoir."
- "On peut utiliser l'eau de pluie tout le temps et pour tout, pour éviter tous les traitements compliqués de l'eau qui arrive dans votre robinet habituellement."
Animation sur un terrain où on récupère l'eau de pluie ou discussion à partir de photos. Exemple :
- "Nous par exemple nous utilisons l'eau de pluie dans notre petite maison là-bas, allons voir !" Observations par les enfants :
- réservoir d'eau
- en dessous d'une goutière,
- elle-même sous un toit sans mousse car il est neuf ni feuilles car on est en hiver,
- l'eau qui y tombe provient de nuages qui viennent généralement du sud-ouest
- au sud-ouest il y a l'océan et pas trop d'industries polluantes
- donc l'eau de pluie est vraisemblablement de très bonne qualité … On pourrait faire faire un test par un laboratoire pour le vérifier.
On prélève une bouteille d'eau du réservoir pour la partie 2.
- "Mais au quotidien on veut de l'eau qui arrive directement au robinet sans avoir à remplir une bouteille dans un réservoir ! Et ce réservoir-ci est trop petit pour nous ...
- Et vous, quelle taille de réservoir vous faudrait-il ? Combien d'eau utilise votre famille en 2 mois environ ? Pour l'estimer, vous pouvez calculer à partir de ces moyennes statistiques, selon vos usages.
. boire : 1.5 litres d'eau par jour et par personne
. prendre 1 douche : 20 litres
. prendre 1 bain : 50 litres
. toilettes à eau, tirer 1 fois la chasse d'eau : entre 6 et 8 litres
. faire 1 machine à laver le linge :
. faire 1 machine à laver la vaisselle :
. ménage :
. laver 1 voiture :
. arroser 1 fois un potager de 10m x 10m :
Calculez d'abord par catégorie pour 2 mois (combien votre famille boit d'eau en 2 mois, combien d'eau est utilisée pour les douches, les toilettes, etc).
"Pourrait-on se passer de certaines choses ?" Discussion. Notez qu'il est possible d'installer des toilettes sèches à séparateur d'urine, qui n'utilisent pas d'eau et ne nécessitent pas de sortir de seau trop souvent.
- Chez nous, toute cette eau vient du grand le toit de l'atelier de menuiserie, d'abord stockée dans un grand réservoir en béton enterré, puis envoyé dans nos robinets de maison par un tuyau enterré dans le sol, allons voir !" Observation de feuilles etc sur le toit. "Il faut nettoyer un peu cette eau-là avant qu'elle soit envoyée dans nos robinets !"
2. Nettoyage de l'eau tombée sur le toit par filtration
Investigation pour découvrir comment nettoyer de l'eau tombée sur un toit :
- Distribution d'un petit bac avec un fond d'eau par enfant ou binôme d'enfants
- "Rendez l'eau bien sale comme elle pourrait l'être sur le toit en automne !" Les enfants ajoutent donc de la terre (poussière), des feuilles mortes, de la sciure et autres à l'eau de leur bac.
- "Comment feriez-vous pour nettoyer l'eau ?" Discussion.
- Question : "Ici vous avez à disposition des passoire, écumoire, chinois, bac cuisson vapeur et des récipients propres à mettre sous ces ustensiles. Vous avez aussi des tissus, des liens et des bocaux propres. Que voulez-vous utiliser ? Dans quel ordre ? Que pensez-vous qu'il va se passer ?"
- Formulation d'hypothèses. "Comment on fait pour savoir ? Il faut essayer !"
- Expérimentation : les enfants testent leurs hypothèses. Pour filtrer par un tissu, les enfants devraient trouver par eux-mêmes qu'il faut poser le tissu sur l'ouverture du bocal propre, appuyer un peu au centre pour donner une forme de bol au tissu et le fixer en nouant le lien autour de l'ouverture du bocal ou demander au partenaire de tenir le tissu. Au début, si les mailles du tissu sont très serrées, l'eau met du temps avant de commencer à couler, puis elle coule par gouttes ou tout petit filet.
- Observations : Si on fait passer l'eau sale directement à travers un tissu, le tissu est recouvert très vite par de gros morceaux comme les feuilles ou la sciure et alors "le filtre est plein", il faut le nettoyer très vite avant de continuer à verser. Si au contraire on fait passer l'eau sale d'abord par un ustensile à trous, les gros morceaux restent dans ce filtre. On passe ensuite le liquide filtré à travers un tissu et le tissu laisse un peu plus facilement passer tout le liquide. On voit le tissu devenir de plus en plus terreux, et l'eau qui coule est un peu moins teintée que l'eau que l'on versait.
- Conclusion : On peut voir les ustensiles à trous et les tissus comme des "filtres". Les "trous" des tissus sont si petits qu'on ne les voit presque pas. Ils sont en particulier plus petits que les trous des ustensiles à trous. On a constaté qu'il est préférable de faire successivement passer l'eau dans des filtres dont les trous sont de plus en plus petits. Les impuretés retrouvées dans les filtres ont quitté le liquide, l'eau est donc en partie nettoyée.
- L'eau ainsi filtrée reste teintée de terre. Avec nos ustensiles on ne peut pas faire mieux mais d'après l'expérience qu'ils viennent de mener, les enfants peuvent émettre comme hypothèse qu'il faudrait des trous encore plus petits pour enlever les dernières poussières de terre et ce qu'on ne voit pas.
- Et en effet dans le commerce on trouve des filtres "à 5 microns" par exemple. Cela signifie que les trous du filtre ont une taille de 5 microns, c'est-à-dire 0,000005 m c'est-à-dire combien de millimètres ? (5 microns = 0,005 mm) On insère ces filtres dans les tuyaux avant les robinets. L'eau passe successivement par des filtres dont les trous sont de plus en plus petits. A la fin, l'eau doit être transparente ou juste légèrement colorée.
- Une eau ainsi filtrée peut encore contenir quelques mauvaises choses comme des micro-organismes. Pour tuer presque toutes ces mauvaises choses, on peut mettre une cuillère d'argile dans une bouteille d'eau, mélanger et attendre 2 jours pour que l'argile se redépose au fond de la bouteille et boire l'eau (avaler l'argile n'est pas grave car les mauvaises choses restent emprisonnées dans l'argile mais cela peut finir par constiper). Ecoutez par exemple la médecin "Jade Allègre" sur internet." Démonstration de dégustation de l'eau ainsi filtrée par l'animateur.
3. Fabrication de lessive à la cendre et dentifrice de charbon
- On montre la gamelle pleine de cendre. "Qu'est-ce que c'est ?" Le blanc c'est la cendre, le noir c'est du charbon. Récupéré directement de notre poële à bois qui sert à chauffer notre petite maison.
- Explication magistrale de la recette : 1/3 de volume de cendre (cendre et charbon mélangé) et 2/3 de volume d'eau (l'eau de pluie peu filtrée est idéale car sans calcaire). On mélange. On laisse reposer pendant 1 ou 2 jours. On observe en bas une couche de poussière grise, au dessus la couche de liquide teinté et tout en haut un peu de charbon qui flotte. L'eau s'est gorgée de soude et s'est donc transformée en lessive. On en met environ un pot à confiture pour une lessive dans une machine à laver. Si le bois qui a donné la cendre en brûlant avait un tanin un peu jaune, on retrouve le jaune dans la lessive. On peut éviter d'utiliser la lessive pour du linge très blanc mais ça ne teintera pas du linge blanc cassé.
- Les enfants peuvent réaliser le mélange dans un récipient. On montre un autre mélange qui a déjà reposé pendant 2 jours.
- "Comment récupérer ce liquide ?" On peut ôter le charbon avec une fourchette par exemple et verser lentement le liquide à travers un tissu. Mais on peut aussi utiliser une autre technique : le siphon.
- Technique du siphon : les enfants ont à disposition des petits tuyaux et des pots de confiture pour que chaque enfant puisse rapporter son pot de lessive. Si il y a assez de temps, les enfants peuvent découvrir par eux-même la technique du siphon avec un bocal d'eau propre, un bocal vide et un petit tuyau. Sinon démonstration magistrale : on immerge une extrémité du tuyau dans le liquide que l'on veut transvaser, et l'autre extrémité dans le bocal vide. Il faut juste que l'extrémité du tuyau dans le bocal vide soit plus basse que l'extrémité du tuyau immergée. Pour initier le mouvement du liquide, il faut aspirer dans le tuyau jusqu'à ce que le liquide "tombe" par gravité dans le tuyau. Le mouvement du liquide ne s'arrête plus sauf si des morceaux de charbon sont rentrés dans le tuyau ou que l'extrémité de sortie du tuyau se retrouve plus haut que l'extrémité d'entrée du tuyau ou que l'extrémité d'entrée se retrouve un moment hors du liquide.
- Les enfants récupèrent chacun un pot de confiture qu'ils ont rempli de lessive pour le rapporter à la maison. Ils sont très contents de rapporter de la lessive à la maison !
- On peut finir en montrant qu'on peut aussi se laver les dents avec du charbon. Pour cela, on croque l'équivalent de 2 grains de riz de charbon, on passe sa brosse à dent sous l'eau, on se lave les dents normalement (mais on se sent la bouche "saine" en beaucoup moins de temps que d'habitude), on crache le charbon, on se rince la bouche comme d'habitude (le charbon part presque plus vite que le dentifrice de la bouche !), et voilà on a les dents toutes blanches !
