Différences entre les pages « Commander un D1 mini avec une interface web » et « Plantes au secours du sol et des dunes »

 
 
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{{Tuto Details
 
{{Tuto Details
|Main_Picture=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_D1mini-image-01.png
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|Main_Picture=Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes_Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes__tape_2-6.jpg
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
|Description=Ce tutoriel donne un exemple de programmation d'un D1 mini, afin de commander quelques éléments (leds, moteur), et récupérer des informations (entrée analogique) à partir d'une interface web.
+
|Description=Pour vivre et grandir, les plantes tirent l'essentiel de leurs besoins des sols dans lesquelles elles poussent. Mais les sols ont également besoin des plantes qui contribuent à leur fertilité par les apports de matières organiques (feuilles mortes, fleurs... qui se décomposent) et les protègent contre l'érosion.
|Disciplines scientifiques=Arduino, Computing
+
|Disciplines scientifiques=Life Sciences
|Difficulty=Technical
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|Difficulty=Easy
|Duration=2
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|Duration=35
|Duration-type=hour(s)
+
|Duration-type=minute(s)
|Tags=D1 mini, web, html/css
+
|Tags=plantes, végétaux, sol, dunes, érosion, racines, terre, eau
 
}}
 
}}
 
{{Introduction
 
{{Introduction
|Introduction=Quelques précisions sur les pré-réquis à ce tutoriel :<br />
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|Introduction='''Comment les plantes protègent-elles le sol de l'érosion ?''' À toi de le découvrir en réalisant cette expérience !
 
 
*Il suppose qu'on a déjà un peu manipulé le logiciel Arduino, permettant de programmer des cartes microcontrôleurs, et en premier lieu, la carte Arduino. Il y a déjà de bons tutoriels dans le wikidebrouillard, ici :  [[Installer l'environnement Arduino sur votre système]] et [[Premiers pas avec Arduino]].
 
 
 
*Lorsqu'on souhaite utiliser un microcontrôleur D1 mini, il est nécessaire de configurer le logiciel Arduino, en particulier en lui ajoutant de nouvelles bibliothèques. Là encore, wikidebrouillard à notre secours : [[Utiliser le D1 mini avec Arduino]] !
 
 
 
*Nous utiliserons ici les capacités du D1 mini à travailler en mode serveur web et point d'accès Wi-Fi. Même si ce tutoriel indique comment faire, on trouvera des explications détaillées ici : [[Configurez le réseau Wifi sur un ESP]].
 
 
}}
 
}}
 
{{Materials
 
{{Materials
 
|ItemList={{ItemList
 
|ItemList={{ItemList
|Item=D1 mini
+
|Item=Barquette
 
}}{{ItemList
 
}}{{ItemList
|Item=Led
+
|Item=Terre
 
}}{{ItemList
 
}}{{ItemList
|Item=Micro-servo à rotation continue
+
|Item=Paille
 
}}{{ItemList
 
}}{{ItemList
|Item=Breadboard
+
|Item=Bassine
 +
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 +
|Item=Eau
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Bouteille plastique
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Compas
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Ciseaux
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Règle
 
}}
 
}}
|Prerequisites={{Prerequisites
 
|Prerequisites=Installer l'environnement Arduino sur votre système
 
}}{{Prerequisites
 
|Prerequisites=Premiers pas avec Arduino
 
}}{{Prerequisites
 
|Prerequisites=Utiliser le D1 mini avec Arduino
 
}}{{Prerequisites
 
|Prerequisites=Configurez le réseau Wifi sur un ESP
 
}}
 
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
 
|Attachment=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_C_Cmd_Leds.ino
 
}}{{Tuto Attachments
 
|Attachment=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_D_Servomoteur.ino
 
}}{{Tuto Attachments
 
|Attachment=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_E_Potentiometre.ino
 
}}{{Tuto Attachments
 
|Attachment=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_F_Schema_Montage.ino
 
}}{{Tuto Attachments
 
|Attachment=A_D1_WiFi.ino
 
}}{{Tuto Attachments}}
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Montage des éléments matériels
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|Step_Title=Réunir le matériel
|Step_Content=Le schéma de montage, également indiqué dans le code Arduino, est défini dans la première image. Nous recommandons d'utiliser une "breadboard", pour fixer le D1 mini et gérer l'ensemble des connexions. Nous avons utilisé ici celle livrée dans le kit d'initiation Arduino (Starter kit Arduino®). Les leds, les résistances, et le potentiomètre, proviennent d'ailleurs du même kit.
+
|Step_Content='''<u>Pour commencer, rassemble le matériel nécessaire à l'expérience :</u>'''
  
 +
- 3 barquettes de 25 à 30 cm de longueur
  
Le montage des 5 leds (sur les pins D0 à D4) ne pose pas de problème particulier, attention cependant à respecter la polarité +/-, et ne pas oublier de mettre les résistances afin de limiter le courant électrique.
+
- de la terre un peu tassée (pas de terreau) ou de la farine ou du sable
  
 +
- une dizaine de pailles ou des allumettes
  
Concernant le servo moteur, il faut l'alimenter via le pin GND, bien sûr, et la sortie 5V  du D1 mini (celui-ci a également une sortie 3,3v, insuffisante pour le servomoteur). La commande du servomoteur sera connectée quant à elle, sur le pin D7 du D1 mini.
+
- une bassine
  
 +
- de l’eau
  
Et enfin,le potentiomètre aura ses deux connexions externes connectées d'une part sur GND, d'autre part sur le pin '''3,3V''' (important, car c'est la tension maximale qui sera alors disponible sur la connexion centrale du potentiomètre, et qui sera acceptée par le pin A0 du D1 mini ; au-delà le D1 mini risque de souffrir).
+
- une bouteille en plastique de 50 cL
|Step_Picture_00=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_Sch_ma_montage.jpg
+
 
|Step_Picture_01=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_Montage_D1_mini-1.jpg
+
- un compas
|Step_Picture_02=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_Montage_D1_mini-2.jpg
+
 
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- des ciseaux
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 +
- une règle
 +
|Step_Picture_00=Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes_Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes__tape_1.jpg
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Chargement du code Arduino sur le D1 mini
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|Step_Title=Préparer l’expérience
|Step_Content=On suppose ici que le logiciel Arduino est déjà installé, ainsi que la bibliothèque de gestion du D1 mini (voir pré-requis).  
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|Step_Content=- Découpe un rebord par barquette afin que l’eau puisse s’écouler, puis remplis les 3 récipients de terre (de manière identique : tamise la terre si besoin).
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 +
- Humidifie légèrement la terre avant de la tasser.
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 +
- Coupe les pailles de façon à avoir 30 pailles droites de 5 cm de longueur. Si l'on n'a pas de pailles on peut utiliser 30 allumettes.
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 +
- Découpe le bout de chaque paille en étoile, de façon à augmenter l’ancrage. Si l'on utilise des allumettes, inutile des les découper.
 +
 
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- Dans un 1er récipient, enfonce en tournant 5 pailles (côté en étoile dans la terre). (Avec des allumettes, plante 5 allumettes dans la terre).
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 +
- Dans un 2e récipient, plante 25 pailles (côté en étoile dans la terre, enfonce-les en tournant comme précédemment).
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 +
- Laisse le 3ème récipient juste avec de la terre.
  
#Créez sur votre ordinateur un répertoire '''A_D1_WiFi'''.
+
- Fabrique un petit arrosoir. Pour cela, prends la bouteille en plastique de 50 cL et perce le bouchon d’une vingtaine de trous à l’aide de la pointe d’un compas.
#Téléchargez tous les fichiers de code Arduino (suffixe ".ino") sous ce répertoire. Vous devriez avoir alors 6 fichiers (Cf. image n° 1)
+
|Step_Picture_00=Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes_Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes__tape_2-1.jpg
#Double-cliquez sur le fichier A_D1_WiFi.ino, ce qui lancera le logiciel Arduino, sous lequel vous aurez 6 onglets correspondant aux 6 fichiers (Cf. image n°2)
+
|Step_Picture_01=Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes_Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes__tape_2-2.jpg
#Connectez le D1 mini au port USB de votre ordinateur.
+
|Step_Picture_02=Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes_Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes__tape_2-4.jpg
#Dans le menu "Outil", positionnez le bon type de carte, et le bon port  (Cf. image n°3). Si cette carte n'est pas définie, ou que le port est grisé, revérifier la configuration Arduino grâce au prérequis [[Utiliser le D1 mini avec Arduino]].
+
|Step_Picture_03=Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes_Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes__tape_2-5.jpg
#Cliquez sur l'icône de téléversement (Cf.. image n° 4), et patientez. Si le téléversement se termine bien (Cf. image n°5), bravo ! Si un message d'erreur indique que le port n'est pas le bon, il faut le modifier dans l'onglet outil et relancer cette étape.<br /><br />
+
|Step_Picture_04=Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes_Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes__tape_2-6.jpg
|Step_Picture_00=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_Arduino-fichiers.png
+
|Step_Picture_05=Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes_Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes__tape_2-7.jpg
|Step_Picture_01=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_Arduino-onglets.png
 
|Step_Picture_02=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_Arduino-carte.png
 
|Step_Picture_03=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_Arduino-televersement.png
 
|Step_Picture_04=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_Arduino-telev-ok.png
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Connexion depuis un navigateur web
+
|Step_Title=Réaliser la manipulation
|Step_Content=Le navigateur (ou "browser") peut être celui d'un téléphone mobile, d'une tablette, ou d'un ordinateur. Les images donnent ici l'exemple d'un téléphone mobile, sous android.
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|Step_Content=- Incline légèrement les trois barquettes au-dessus d’une bassine.
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 +
- Arrose-les (à l’identique) avec la bouteille en plastique percée : pour cela, fais couler l’eau doucement pendant 40 secondes sur toute la surface.''' Que remarques-tu ?'''
  
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# Cherchez "'''DebrouilloBot_0000'''" dans la liste des points d'accès Wi-Fi, et connectez-vous sur ce point d'accès (Cf. image n° 1). Il n'y a pas de mot de passe. Il y aura peut-être un message indiquant qu'Internet n'est pas disponible, c'est normal, ne pas en tenir compte.
+
'''La terre reste-t-elle à sa place ? Y a-t-il autant de terre qui reste dans les trois barquettes ? Dans quel barquette les modifications observées sont-elles les plus rapides ?'''
# Sur votre navigateur préféré, tapez "'''192.168.4.22'''", si tout se passe bien vous aurez l’interface de commande du D1 mini (Cf. image n° 2)
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|Step_Picture_00=Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes_Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes__tape_3-1.jpg
# C'est tout bon, vous pouvez activer les leds, de façon individuelle ou combinée, activer le servomoteur soit avec les touches rouges, soit en activant la commande via le potentiomètre.
+
|Step_Picture_01=Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes_Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes__tape_3-2.jpg
|Step_Picture_00=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_Mobile-WiFi.png
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|Step_Picture_02=Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes_Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes__tape_3-3.jpg
|Step_Picture_01=Commander_un_D1_mini_avec_une_interface_web_Interface_web.png
+
|Step_Picture_03=Plantes_au_secours_du_sol_et_des_dunes_P3_plante_au_secours_du_solp2-3_dessin2.jpg
 
}}
 
}}
{{Tuto Step
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{{Notes
|Step_Title=Pour aller plus loin ...
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|Observations=<u>On observe que :</u>
|Step_Content=Le code Arduino est commenté, et devrait permettre de comprendre le fonctionnement des différents éléments, et de procéder à des modifications.  
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- La barquette qui ne contenait pas de pailles a perdu plus de terre que celles qui contenaient des pailles enracinées dans la terre.  
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- La barquette qui contenait 5 pailles a perdu plus de terre que celle qui en contenait 25.
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|Avertissement=La terre ou le sable doit être bien tassés, et il faut éviter de verser trop d'eau à la fois.
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|Explanations=Le temps au bout duquel la terre est emportée par l’eau et le volume de terre qui est emporté varient d'une barquette à l’autre. En effet, moins il y a de pailles, moins la terre est retenue. Donc, plus il y a de pailles, plus la terre est maintenue en place.
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 +
Dans cette expérience, les pailles participent à la réduction de l’érosion de la terre en diminuant le débit (la vitesse) de l’eau mais aussi grâce aux racines qui retiennent la terre et l’aident à résister à la force de l'eau. '''Voilà comment des plantes peuvent protéger le sol qui abrite et nourrit leurs racines.'''
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|Applications=Les végétaux, par leur diversité (taille, forme, systèmes racinaires...), jouent un rôle de fixateur du sol et des dunes, grâce à plusieurs mécanismes :
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- réduction du débit (vitesse) de l'eau et donc de la force d'entraînement du sol par ruissellement ;
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- augmentation de l'infiltration de l'eau dans le sol grâce aux racines et donc diminution du ruissellement ;
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- interception des gouttes de pluie et donc réduction de l'impact de celles-ci sur le sol ;
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- restitution dans l'atmosphère d'une partie de l'eau contenue dans le sol par évapotranspiration.
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Lorsque nous coupons les arbres sur une pente en montagne, ou que nous arrachons les hautes herbes sur les dunes au bord de la mer, la pluie s'infiltre dans le sol, ruisselle en surface, creuse des ravines et entraîne la terre (ou le sable) le long des pentes…
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Sans plante pour le retenir, le sol se laisse entraîner par l'eau, provoquant parfois des torrents de boue. Le sol disparaît, ne recouvrant plus les roches sur lesquelles il s'était formé. Les plantes ne peuvent plus pousser. Voilà comment une région peut devenir désertique à cause des coupes et des arrachages intempestifs.
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|Related=[[Eponge contre inondation]]
  
Pour simplifier la compréhension (et il est d'ailleurs recommandé de faire de même pour vos propres programmes un tant soit peu complexes), on a utilisé plusieurs onglets pour séparer les différentes fonctionnalités :
+
[[Capillarité dans le céleri]]
 +
|Objectives=Découvrir comment les plantes protègent le sol de l'érosion
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|Notes=[https://www.lespetitsdebrouillards.org/Data/Quoi/06/06.pdf Mallette « Biodiversité » APD/MNHN] - Parcours 3 - Activité 6 (Les plantes au secours du sol et des dunes). 2011.
  
 
<br />
 
<br />
 
#'''A_D1_WiFi'''  contient les variables globales (susceptibles d'être également utilisées dans les autres onglets), ainsi que les deux fonctions 'de base' du D1 Mini, similaires à celles utilisées dans les  Arduino :
 
#*'''setup''' : c'est la première fonction appelée au démarrage du D1 Mini, après téléversement ou ré-allumage. C'est ici qu'on va initialiser le WiFi, démarrer le serveur web, définir l'état initial des leds, etc ...
 
#*'''loop''' : cette fonction est appelée régulièrement, c'est à partir de là qu'on réalise les activités souhaitées,  telles que consultation ou modification des différents pins, calculs divers, etc ...<br />
 
#'''B_Serveur_Web''' : gère toute la partie web, à savoir la génération de la page web, et également le traitement  à effectuer lorsque cette page est demandée par un client (navigateur sur un PC ou un téléphone). C'est le module le plus complexe, il nécessite de connaître HTML, CSS, et Javascript pour tenter des modifications. <br />
 
#'''C_Cmd_Leds''' gère les commandes dites 'évoluées' des leds (par exemple clignotement ou défilement). A partir de l'état (éteint ou allumé) actuel des leds, les fonctions de ce module déterminent quel doit être le nouvel état de ces leds. Elles réactivent ensuite un timer permettant de définir quand le prochain changement aura lieu (et donc la vitesse de clignotement ou de défilement). <br />
 
#'''D_Servomoteur''' gère le servomoteur avec une seule et simple fonction. <br />
 
#'''E_Potentiomètre''' gère la lecture de l'entrée analogique du D1 Mini (qui va lire la valeur fournie par le potentiomètre). Si l'utilisateur a demandé à ce que le potentiomètre agisse sur la vitesse du servomoteur, alors la valeur lue sera appliquée au servomoteur. <br />
 
#'''F_Schéma_Montage''' décrit le montage matériel autour du D1 mini.<br />
 
 
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{{Notes}}
 
 
{{Tuto Status
 
{{Tuto Status
|Complete=Draft
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|Complete=Published
 
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Version actuelle datée du 16 novembre 2021 à 17:53

Auteur avatarAudrey Guerois | Dernière modification 16/11/2021 par Maud M.

Plantes au secours du sol et des dunes Plantes au secours du sol et des dunes tape 2-6.jpg
Pour vivre et grandir, les plantes tirent l'essentiel de leurs besoins des sols dans lesquelles elles poussent. Mais les sols ont également besoin des plantes qui contribuent à leur fertilité par les apports de matières organiques (feuilles mortes, fleurs... qui se décomposent) et les protègent contre l'érosion.
Licence : Attribution (CC-BY)

Introduction

Comment les plantes protègent-elles le sol de l'érosion ? À toi de le découvrir en réalisant cette expérience !

Étape 1 - Réunir le matériel

Pour commencer, rassemble le matériel nécessaire à l'expérience :

- 3 barquettes de 25 à 30 cm de longueur

- de la terre un peu tassée (pas de terreau) ou de la farine ou du sable

- une dizaine de pailles ou des allumettes

- une bassine

- de l’eau

- une bouteille en plastique de 50 cL

- un compas

- des ciseaux

- une règle




Étape 2 - Préparer l’expérience

- Découpe un rebord par barquette afin que l’eau puisse s’écouler, puis remplis les 3 récipients de terre (de manière identique : tamise la terre si besoin).

- Humidifie légèrement la terre avant de la tasser.

- Coupe les pailles de façon à avoir 30 pailles droites de 5 cm de longueur. Si l'on n'a pas de pailles on peut utiliser 30 allumettes.

- Découpe le bout de chaque paille en étoile, de façon à augmenter l’ancrage. Si l'on utilise des allumettes, inutile des les découper.

- Dans un 1er récipient, enfonce en tournant 5 pailles (côté en étoile dans la terre). (Avec des allumettes, plante 5 allumettes dans la terre).

- Dans un 2e récipient, plante 25 pailles (côté en étoile dans la terre, enfonce-les en tournant comme précédemment).

- Laisse le 3ème récipient juste avec de la terre.

- Fabrique un petit arrosoir. Pour cela, prends la bouteille en plastique de 50 cL et perce le bouchon d’une vingtaine de trous à l’aide de la pointe d’un compas.

Étape 3 - Réaliser la manipulation

- Incline légèrement les trois barquettes au-dessus d’une bassine.

- Arrose-les (à l’identique) avec la bouteille en plastique percée : pour cela, fais couler l’eau doucement pendant 40 secondes sur toute la surface. Que remarques-tu ?


La terre reste-t-elle à sa place ? Y a-t-il autant de terre qui reste dans les trois barquettes ? Dans quel barquette les modifications observées sont-elles les plus rapides ?


Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

On observe que :

- La barquette qui ne contenait pas de pailles a perdu plus de terre que celles qui contenaient des pailles enracinées dans la terre.

- La barquette qui contenait 5 pailles a perdu plus de terre que celle qui en contenait 25.

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

La terre ou le sable doit être bien tassés, et il faut éviter de verser trop d'eau à la fois.

Explications

Le temps au bout duquel la terre est emportée par l’eau et le volume de terre qui est emporté varient d'une barquette à l’autre. En effet, moins il y a de pailles, moins la terre est retenue. Donc, plus il y a de pailles, plus la terre est maintenue en place.


Dans cette expérience, les pailles participent à la réduction de l’érosion de la terre en diminuant le débit (la vitesse) de l’eau mais aussi grâce aux racines qui retiennent la terre et l’aident à résister à la force de l'eau. Voilà comment des plantes peuvent protéger le sol qui abrite et nourrit leurs racines.

Applications : dans la vie de tous les jours

Les végétaux, par leur diversité (taille, forme, systèmes racinaires...), jouent un rôle de fixateur du sol et des dunes, grâce à plusieurs mécanismes :

- réduction du débit (vitesse) de l'eau et donc de la force d'entraînement du sol par ruissellement ;

- augmentation de l'infiltration de l'eau dans le sol grâce aux racines et donc diminution du ruissellement ;

- interception des gouttes de pluie et donc réduction de l'impact de celles-ci sur le sol ;

- restitution dans l'atmosphère d'une partie de l'eau contenue dans le sol par évapotranspiration.


Lorsque nous coupons les arbres sur une pente en montagne, ou que nous arrachons les hautes herbes sur les dunes au bord de la mer, la pluie s'infiltre dans le sol, ruisselle en surface, creuse des ravines et entraîne la terre (ou le sable) le long des pentes…


Sans plante pour le retenir, le sol se laisse entraîner par l'eau, provoquant parfois des torrents de boue. Le sol disparaît, ne recouvrant plus les roches sur lesquelles il s'était formé. Les plantes ne peuvent plus pousser. Voilà comment une région peut devenir désertique à cause des coupes et des arrachages intempestifs.

Vous aimerez aussi

Eponge contre inondation

Capillarité dans le céleri

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

Découvrir comment les plantes protègent le sol de l'érosion

Sources et ressources

Mallette « Biodiversité » APD/MNHN - Parcours 3 - Activité 6 (Les plantes au secours du sol et des dunes). 2011.


Dernière modification 16/11/2021 par user:Maud M..

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