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| {{Tuto Details | | {{Tuto Details |
− | |Main_Picture=Pataduino_2_20201022_142648.jpg
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− | |Main_Picture_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":600,"top":0,"width":3024,"height":4032,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.15,"scaleY":0.15,"angle":90,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/9/93/Pataduino_2_20201022_142648.jpg","filters":[]}],"height":450,"width":600}
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| |Licences=Attribution (CC-BY) | | |Licences=Attribution (CC-BY) |
− | |Description=Pataduino c’est quoi ? C’est une pâte à modeler conductible, c’est à dire qui conduit l’électricité, reliée à une carte de programmation appelé Arduino qui lui transmettra une tension et un courant, on branchera aux deux extrémités la masse et le 5v afin de faire passer un courant dedans. Après cela on va relier à une des branches de l’Arduino un fil électrique avec au bout un morceau de pâte à modeler. Grâce a ça lorsque l’on va bouger le petit fil sur le grand morceau de pâte à modeler cela va créer une sorte de raccourci pour le système électrique qui sera mesurée afin de produire une note via la longueur de celui-ci. | + | |Description=Cette expérience permet d'observer simplement le principe de filtration de l'eau par différents matériaux et de faire le lien avec la filtration naturelle de l'eau par le sols et les zones humides. |
− | |Disciplines scientifiques=Arduino | + | |Disciplines scientifiques=Earth Sciences |
− | |Difficulty=Technical | + | |Difficulty=Easy |
− | |Duration=45 | + | |Duration=20 |
| |Duration-type=minute(s) | | |Duration-type=minute(s) |
− | |Tags=Pataduino, Arduino, Electronique | + | |Tags=Eau, Pollution, Sols, Filtration |
| }} | | }} |
− | {{Introduction | + | {{Introduction}} |
− | |Introduction='''Pataduino c’est quoi ? C’est une pâte a modeler conductible, c’est à dire qui conduit l’électricité, reliée à une Arduino(carte programmable).''' | + | {{Materials}} |
− | | + | {{Tuto Step |
− | '''Cette dernière transmettra une tension et un courant à la pâte à modeler à l’aide de branchement entre les extrémités d’un boudin de pâte à modeler et deux ports de la carte Arduino. Après cela on va relier a une des branches de l’Arduino un fil électrique avec au bout un morceau de pâte à modeler. Grâce à ça lorsque l’on va bouger le petit fil sur le grand morceau de pâte à modeler cela va créer une sorte de raccourci pour le système électrique qui sera mesurée afin de produire une note via la longueur de celui-ci.'''
| + | |Step_Title=Réunir le matériel |
− | | + | |Step_Content=*Trois bouteilles en plastique transparent et au bouchon peu épais, comme des bouteilles d'eau |
− | '''On pourrait utiliser ce système comme un système d’alarme lorsque quelque chose tombe ou une porte s’ouvre on met au bout notre boudin de pâte et lorsque quelque chose le touche on émet un bruit afin d’avertir l’utilisateur que cela à toucher le fond.'''
| + | *un grand bocal ou autre récipient |
− | }}
| + | *une grande cuillère |
− | {{Materials
| + | *une paire de ciseaux |
− | |ItemList={{ItemList
| + | *une vis |
− | |Item=Fil électrique
| + | *de l'eau |
− | }}{{ItemList
| + | *du gravier |
− | |Item=Arduino
| + | *du sable fin |
− | }}{{ItemList
| + | *de la terre |
− | |Item=Ordinateur
| + | *des brindilles ou de l'herbe |
− | }}{{ItemList
| + | *de tous petits cailloux |
− | |Item=Haut parleur
| + | *de petits morceaux de plastique (perles ou morceaux de bouteille coupés) |
− | }}{{ItemList
| + | *du colorant ou de l'encre |
− | |Item=Pate à modeler
| + | *en option : du charbon actif |
− | }}
| + | *en option : un liquide odorant, comme de la fleur d'oranger, ou du vinaigre |
− | |Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
| |
− | |Attachment=Pataduino_2_pataduino.ino
| |
| }} | | }} |
| + | {{Tuto Step |
| + | |Step_Title=Préparer le matériel |
| + | |Step_Content=*Préparer une eau "sale" dans le grand bocal en y ajoutant de l'eau, de la terre (environ une cuillère à soupe par litre d'eau), des brindilles, de petits morceaux de plastique, de petits gravillons. Ajouter quelques gouttes de colorant ou d'encre et quelques gouttes d'un produit odorant comme la fleur d'oranger. Mélanger. |
| + | *Couper en deux les bouteilles, on obtient des entonnoirs. Conserver les parties avec goulot. |
| + | *Percer les bouchons de ces trois demi-bouteilles avec plusieurs grands trous à l'aide de la vis |
| + | *Poser chaque entonnoir, bouchon vers le bas, sur l'autre moitié restante de chaque bouteille (celle avec le culot) |
| + | *Remplir à moitié le premier entonnoir de gravier |
| + | *Remplir à moitié le deuxième entonnoir de sable fin |
| + | *Remplir à moitié le troisième entonnoir de charbon actif |
| }} | | }} |
| {{Tuto Step | | {{Tuto Step |
− | |Step_Title=Introduction | + | |Step_Title=Lancer l'expérience |
− | |Step_Content='''-Tout d'abord rassemblez tout votre matériel''' | + | |Step_Content=*Verser la même quantité d'eau "sale" dans les trois entonnoirs et observer. |
| | | |
− | '''-Puis, roulez''' '''un long boudin''' '''de pâte à modeler (environ 30cm) ET une petite boule''' | + | *Après avoir attendu que l'eau s'écoule, comparer le résultat pour chaque entonnoir, en regardant l'eau obtenue à la lumière, et en sentant le contenu du fond de bouteille. Vider le fond de bouteille situé sous l'entonnoir de charbon actif s'il est très rempli. |
− | |Step_Picture_00=Pataduino_2_20201022_142316.jpg
| + | *Prendre l'entonnoir contenant le sable pour le fixer au dessus de l'entonnoir de charbon actif, puis fixer l'entonnoir contenant le gravier par dessus les deux premiers |
− | |Step_Picture_00_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":600,"top":0,"width":3024,"height":4032,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.15,"scaleY":0.15,"angle":90,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/c/c4/Pataduino_2_20201022_142316.jpg","filters":[]}],"height":450,"width":600}
| + | *Verser de l'eau "sale" dans l'entonnoir d'en haut et observer |
− | |Step_Picture_02_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":600,"top":0,"width":3024,"height":4032,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.15,"scaleY":0.15,"angle":90,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/6/68/Pataduino_2_20201022_142747.jpg","filters":[]}],"height":450,"width":600}
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− | |Step_Picture_03_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":600,"top":0,"width":3024,"height":4032,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.15,"scaleY":0.15,"angle":90,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/6/68/Pataduino_2_20201022_142747.jpg","filters":[]}],"height":450,"width":600}
| |
− | |Step_Picture_04_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":600,"top":0,"width":3024,"height":4032,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.15,"scaleY":0.15,"angle":90,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/6/68/Pataduino_2_20201022_142747.jpg","filters":[]}],"height":450,"width":600}
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| }} | | }} |
− | {{Tuto Step | + | {{Notes |
− | |Step_Title=Branchement sur la carte !! | + | |Observations=Les débris les plus grossiers comme les brindilles et les plus gros cailloux sont bloqués par le filtre à gravier, le filtre à sable et le charbon actif. |
− | |Step_Content='''- Prenez ensuite trois fils électriques.'''
| + | |
| + | Le filtre à gravier laisse par contre passer la terre, le colorant et les odeurs. |
| | | |
− | '''Branchez-en un sur le port 5V de l’Arduino et le deuxième sur le port GND correspondant à la masse.''' | + | Le filtre à sable piège aussi en grande partie la terre, on voit que l'eau qui en sort est plus limpide. |
| | | |
− | '''Finalement placez le troisième fil sur la sortie A0 de la carte Arduino qui correspond au sortie analogue de la carte.'''
| + | Quand au charbon actif, il ne piège pas la terre mais élimine une partie du colorant et des odeurs, même si c'est un peu plus difficile à distinguer. |
| | | |
− | '''Ce fil vous servira de « stylo mesureur » afin de mesurer notre "raccourci" pour votre note.''' | + | Lorsque l'on superpose les filtres, les graviers en haut, puis le sable, puis le charbon actif, on élimine mieux les différents types de "polluants". |
| + | |Avertissement=Ne pas mettre trop de "polluants" dans l'eau de départ, il faut pouvoir observer la différence de son degré de transparence entre les filtres. De même, si l'on met trop de colorant ou de produit odorant, on risque de saturer le mélange et de dépasser la capacité de nos "filtres" artisanaux. |
| + | |Explanations=Les graviers offrent un obstacle limité au passage de l'eau car il reste de grands espaces entre eux, où l'eau et une grande partie de ses éléments polluants peuvent passer. Ils retiennent donc les plus gros débris. Le sable, constitué de grains très fins, offre des espaces libres beaucoup plus petits pour le passage de l'eau, les débris les plus petits seront donc bloqués par la couche de sable. L'efficacité du charbon actif ne tient pas dans la taille des espaces entre ses grains mais dans sa capacité à piéger les matières organiques, c'est un matériau de filtration médiocre contre les débris mais très utile contre les polluants organiques qui dégradent la couleur et l'odeur de l'eau. |
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| <br /> | | <br /> |
− | |Step_Picture_00=Pataduino_2_20201022_142447.jpg | + | |Deepen=En plaçant les filtres les uns à la suite des autres, on fait passer l'eau dans des espaces de plus en plus fins pour effectuer une filtration mécanique et se débarrasser des débris des plus gros aux plus petits, avant d'éliminer les éléments dissous dans l'eau avec le charbon actif, qui capture les polluants organiques. Plus la couche filtrante est épaisse et plus l'eau la traverse lentement, mieux elle sera nettoyée. |
− | |Step_Picture_00_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":600,"top":0,"width":3024,"height":4032,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.15,"scaleY":0.15,"angle":90,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/9/9c/Pataduino_2_20201022_142447.jpg","filters":[]}],"height":450,"width":600}
| + | |Applications=On utilise la filtration notamment dans les usines de production d'eau potable. Le passage de l'eau à travers des grilles puis à travers des filtres à sable aux grains de diamètre de plus en plus petit est une des étapes utilisées pour purifier l'eau et la rendre potable. Mais avant, on utilise des produits appelés coagulants et floculants pour agglomérer les particules contenues dans l'eau en « flocons » et les retenir plus facilement. La filtration n'élimine pas tous les polluants et les bactéries. On effectue donc ensuite une filtration sur membrane aux pores extrêmement petits (nanofiltration) pour éliminer les polluants organiques, par exemple ceux issus des engrais animaux. On procède aussi à une désinfection de l'eau par injection d'ozone ou passage sous des rayons UV, et en utilisant du chlore, pour éliminer les bactéries, qui passent à travers les filtres car elles sont microscopiques. |
− | }}
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− | {{Tuto Step
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− | |Step_Title=Branchement fianle | |
− | |Step_Content='''Reprenez votre boudin de pâte à modeler. Placez le fil du port 5V à l’une des extrémités de la pâte à modeler et le fil relié à la masse GND à l’autre extrémité.'''
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− | '''Pour votre petite boule de pâte à modeler, placez-la au bout de votre troisième fil, celui relié à la sortie A0 de la carte Arduino.''' | + | Ce traitement coûte cher, mais il permet d'avoir de l'eau potable directement au robinet chez nous, ce qui n'est pas le cas dans tous les pays. C'est pour cela, et aussi parce que nous la salissons et qu'il faudra la nettoyer après nos utilisations à la maison, que nous payons l'eau du robinet en fonction de la quantité que nous utilisons. La filtration constitue aussi une large part du traitement des eaux usées, dans les stations d'épuration. |
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− | '''Vous devez à présent brancher votre haut parleur. Prenez un fil électrique que vous placez entre la partie droite haut parler et le port 13 et un deuxième fil électrique entre la partie gauche haut parleur et la masse de votre carte le GND.''' | + | Les filtres à sable sont également très utilisés dans les piscines, les fermes aquacoles à terre ou l'industrie des boissons, où l'on trouve également des filtres contenant des granulés de terre de diatomée calcinée, matière aux pores très petits, qui constitue donc un excellent matériau de filtration. |
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− | <br />
| + | La filtration au charbon actif est très fréquente dans les fontaines à eau ou les carafes filtrantes, elle permet d'éliminer en grande partie les odeurs désagréables. On utilise aussi les charbon actif pour filtrer l'air, comme dans les hottes installées dans les cuisines ou les litières pour chats. |
− | |Step_Picture_00=Pataduino_2_20201022_142525.jpg
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− | |Step_Picture_01=Pataduino_2_20201022_142648.jpg
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− | }}
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− | {{Tuto Step
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− | |Step_Title=Dernière étapes, téléversement !
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− | |Step_Content='''-Vient ensuite la dernière étape. Branchez votre carte Arduino au niveau de son port d'alimentation à l’aide du fil d’alimentation et reliez le au port USB de votre ordinateur. Transférez le programme Pataduino ci-joint en utilisant le logiciel Arduino disponible sur le site Arduino''' '''''(logiciel complètement gratuit)'''''
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− | <br />
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− | |Step_Picture_00=Pataduino_2_20201022_142747.jpg
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− | |Step_Picture_00_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":600,"top":0,"width":3024,"height":4032,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.15,"scaleY":0.15,"angle":90,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/6/68/Pataduino_2_20201022_142747.jpg","filters":[]}],"height":450,"width":600}
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− | }}
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− | {{Tuto Step
| |
− | |Step_Title=Enjoy
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− | |Step_Content='''C’est parti, vous pouvez vous amusez avec votre Pataduino. Bougez votre troisième fil auquel est relié votre petite boule de pâte à modeler « le stylo mesureur » et déplacez votre stylo sur le gros boudin de pâte afin d'entendre différentes notes de musique.'''
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− | }}
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− | {{Notes
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− | |Observations='''Nous entendrons surtout plutôt que voir mais nous avons devant nous une carte électronique avec des morceaux de pâte à modeler et un haut parleur, qui sont chacun relié à la carte électronique'''
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− | |Avertissement='''Vous pourriez raté l’expérience si un des fils est mal branché ou bien même que la pâte à modeler ne soit pas conductible. Il n’y a pas de risque d’électrocution le seul risque cela serait qu’un enfant mange un morceau de pâte, peut-être prévoir une pâte à modeler conductrice consommable. Vous pouvez avoir fait un boudin trop petit et alors nous n’entendrons seulement une ou deux notes il faut absolument que le boudin soit d’une certaine taille (environ une feuille A4 en longueur)'''
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− | |Explanations='''Lorsque le stylo mesureur est collé au boudin cela crée un raccourci pour le circuit qui sera mesuré par la carte puis transmise au CAN(Convertisseur Analogique Numérique) qui transformera le signal en une valeur binaire qui sera comparée avec le programme, grâce à cela le son et la fréquence qu’elle doit transmettre au haut parleur sera fixée. Le signal va ensuite se transmettre au CNA(Convertisseur Numérique Analogique) qui fera l’inverse du CAN c’est-à-dire transformé le signal binaire en signal électrique qui sera enfin envoyé au haut parleur et émettra un son lié à la distance du raccourci crée'''
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− | |Applications='''On pourrait crée un détecteur lorsque une porte s’ouvre on met le boudin là ou la porte bute et le stylo mesureur sur la poignée de porte. Lorsque la porte sera ouverte la poignet butera contre le boudin et donc émettra un son.'''
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− | |Objectives=Découvrir la programmation et l'univers de l'électronique d'une manière amusante
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− | Initiation à la MAO (musique assisté par ordinateur) avec des objets divers tel qu'ici la pâte à modeler
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− | <br />
| + | Dans la nature, les sols et les zones humides agissent aussi comme des filtres sur les eaux de ruissellement. Ils retiennent non seulement les débris à travers les grains qui constituent leur base, mais aussi un grand nombre de polluants dissous dans l'eau comme des pesticides, des engrais (nitrates, phosphates...), qui sont en partie capturés et transformés par les plantes et des bactéries qui s'y développent. |
| }} | | }} |
| {{Tuto Status | | {{Tuto Status |
| |Complete=Draft | | |Complete=Draft |
| }} | | }} |
Cette expérience permet d'observer simplement le principe de filtration de l'eau par différents matériaux et de faire le lien avec la filtration naturelle de l'eau par le sols et les zones humides.
Auteur Maud Milliet | Dernière modification 28/04/2023 par Quentin G.
Durée
20 minute(s) minute(s)
Disciplines scientifiques
Science de la terre
Cette expérience permet d'observer simplement le principe de filtration de l'eau par différents matériaux et de faire le lien avec la filtration naturelle de l'eau par le sols et les zones humides.
Durée
20 minute(s) minute(s)
Disciplines scientifiques
Science de la terre
<languages />
Licence : Attribution (CC-BY)
Eau, Pollution, Sols, Filtration
Étape 1 - Réunir le matériel
- Trois bouteilles en plastique transparent et au bouchon peu épais, comme des bouteilles d'eau
- un grand bocal ou autre récipient
- une grande cuillère
- une paire de ciseaux
- une vis
- de l'eau
- du gravier
- du sable fin
- de la terre
- des brindilles ou de l'herbe
- de tous petits cailloux
- de petits morceaux de plastique (perles ou morceaux de bouteille coupés)
- du colorant ou de l'encre
- en option : du charbon actif
- en option : un liquide odorant, comme de la fleur d'oranger, ou du vinaigre
Étape 2 - Préparer le matériel
- Préparer une eau "sale" dans le grand bocal en y ajoutant de l'eau, de la terre (environ une cuillère à soupe par litre d'eau), des brindilles, de petits morceaux de plastique, de petits gravillons. Ajouter quelques gouttes de colorant ou d'encre et quelques gouttes d'un produit odorant comme la fleur d'oranger. Mélanger.
- Couper en deux les bouteilles, on obtient des entonnoirs. Conserver les parties avec goulot.
- Percer les bouchons de ces trois demi-bouteilles avec plusieurs grands trous à l'aide de la vis
- Poser chaque entonnoir, bouchon vers le bas, sur l'autre moitié restante de chaque bouteille (celle avec le culot)
- Remplir à moitié le premier entonnoir de gravier
- Remplir à moitié le deuxième entonnoir de sable fin
- Remplir à moitié le troisième entonnoir de charbon actif
Étape 3 - Lancer l'expérience
- Verser la même quantité d'eau "sale" dans les trois entonnoirs et observer.
- Après avoir attendu que l'eau s'écoule, comparer le résultat pour chaque entonnoir, en regardant l'eau obtenue à la lumière, et en sentant le contenu du fond de bouteille. Vider le fond de bouteille situé sous l'entonnoir de charbon actif s'il est très rempli.
- Prendre l'entonnoir contenant le sable pour le fixer au dessus de l'entonnoir de charbon actif, puis fixer l'entonnoir contenant le gravier par dessus les deux premiers
- Verser de l'eau "sale" dans l'entonnoir d'en haut et observer
Observations : que voit-on ?
Les débris les plus grossiers comme les brindilles et les plus gros cailloux sont bloqués par le filtre à gravier, le filtre à sable et le charbon actif.
Le filtre à gravier laisse par contre passer la terre, le colorant et les odeurs.
Le filtre à sable piège aussi en grande partie la terre, on voit que l'eau qui en sort est plus limpide.
Quand au charbon actif, il ne piège pas la terre mais élimine une partie du colorant et des odeurs, même si c'est un peu plus difficile à distinguer.
Lorsque l'on superpose les filtres, les graviers en haut, puis le sable, puis le charbon actif, on élimine mieux les différents types de "polluants".
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Ne pas mettre trop de "polluants" dans l'eau de départ, il faut pouvoir observer la différence de son degré de transparence entre les filtres. De même, si l'on met trop de colorant ou de produit odorant, on risque de saturer le mélange et de dépasser la capacité de nos "filtres" artisanaux.
Explications
Les graviers offrent un obstacle limité au passage de l'eau car il reste de grands espaces entre eux, où l'eau et une grande partie de ses éléments polluants peuvent passer. Ils retiennent donc les plus gros débris. Le sable, constitué de grains très fins, offre des espaces libres beaucoup plus petits pour le passage de l'eau, les débris les plus petits seront donc bloqués par la couche de sable. L'efficacité du charbon actif ne tient pas dans la taille des espaces entre ses grains mais dans sa capacité à piéger les matières organiques, c'est un matériau de filtration médiocre contre les débris mais très utile contre les polluants organiques qui dégradent la couleur et l'odeur de l'eau.
Plus d'explications
En plaçant les filtres les uns à la suite des autres, on fait passer l'eau dans des espaces de plus en plus fins pour effectuer une filtration mécanique et se débarrasser des débris des plus gros aux plus petits, avant d'éliminer les éléments dissous dans l'eau avec le charbon actif, qui capture les polluants organiques. Plus la couche filtrante est épaisse et plus l'eau la traverse lentement, mieux elle sera nettoyée.
Applications : dans la vie de tous les jours
On utilise la filtration notamment dans les usines de production d'eau potable. Le passage de l'eau à travers des grilles puis à travers des filtres à sable aux grains de diamètre de plus en plus petit est une des étapes utilisées pour purifier l'eau et la rendre potable. Mais avant, on utilise des produits appelés coagulants et floculants pour agglomérer les particules contenues dans l'eau en « flocons » et les retenir plus facilement. La filtration n'élimine pas tous les polluants et les bactéries. On effectue donc ensuite une filtration sur membrane aux pores extrêmement petits (nanofiltration) pour éliminer les polluants organiques, par exemple ceux issus des engrais animaux. On procède aussi à une désinfection de l'eau par injection d'ozone ou passage sous des rayons UV, et en utilisant du chlore, pour éliminer les bactéries, qui passent à travers les filtres car elles sont microscopiques.
Ce traitement coûte cher, mais il permet d'avoir de l'eau potable directement au robinet chez nous, ce qui n'est pas le cas dans tous les pays. C'est pour cela, et aussi parce que nous la salissons et qu'il faudra la nettoyer après nos utilisations à la maison, que nous payons l'eau du robinet en fonction de la quantité que nous utilisons. La filtration constitue aussi une large part du traitement des eaux usées, dans les stations d'épuration.
Les filtres à sable sont également très utilisés dans les piscines, les fermes aquacoles à terre ou l'industrie des boissons, où l'on trouve également des filtres contenant des granulés de terre de diatomée calcinée, matière aux pores très petits, qui constitue donc un excellent matériau de filtration.
La filtration au charbon actif est très fréquente dans les fontaines à eau ou les carafes filtrantes, elle permet d'éliminer en grande partie les odeurs désagréables. On utilise aussi les charbon actif pour filtrer l'air, comme dans les hottes installées dans les cuisines ou les litières pour chats.
Dans la nature, les sols et les zones humides agissent aussi comme des filtres sur les eaux de ruissellement. Ils retiennent non seulement les débris à travers les grains qui constituent leur base, mais aussi un grand nombre de polluants dissous dans l'eau comme des pesticides, des engrais (nitrates, phosphates...), qui sont en partie capturés et transformés par les plantes et des bactéries qui s'y développent.
Dernière modification 28/04/2023 par user:Quentin G..
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