Group:L'énergie au quotidien

À travers une expérience très simple, nous allons découvrir comment l’eau s’écoule après une pluie. Pour cela, nous utiliserons une maquette de bassin versant qui recrée un paysage simple mais très explicite sur l’écoulement de l’eau.

Difficulté

Easy Facile

Durée

1 hour(s) heure(s)

Disciplines scientifiques

Science de la terre, Science de la vie

Agence de l'eau, Cycle de l'eau, Écoulement, bassin versant, précipitation Le_bassin_versant_Bassin_versant_Sans_titre.png

Introduction

Cette fiche expérience s’intègre dans le Parcours 1 : Fonctionnement d'un bassin versant. Elle est réalisée dans le cadre d'un partenariat avec l'agence de l'eau Loire - Bretagne.

La fiche mise en page est disponible en version PDF et téléchargeable ici.

• Matériel et outils
• Fichiers

Eau

L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.

Eau

Maquette de bassin versant

Maquette de bassin versant sculptée dans du polystyrène extrudé et peinte.

Maquette de bassin versant

Arrosoir

Un arrosoir est un récipient servant à verser de l'eau. Il peut être équipé d'un embout (ou pomme) percé de petits trous, pour diviser l'eau en de multiples petits jets.

Arrosoir

Bouteille plastique

Une bouteille, mais en plastique quoi

Bouteille plastique

Bassine

Une bassine est un récipient ouvert et plus large que haut, pouvant comporter des poignées. Elles sont généralement en tôle galvanisée ou en matière plastique.

La bassine est un accessoire ménager très prisé dans les pays en voie de développement, où elle trouve de multiples usages, principalement alimentaire et pour le linge. Elle sert ainsi de récipient pour collecter et nettoyer de la nourriture (coquillages, légumes, etc.) ; elle permet de transporter le linge sale entre le domicile et le lavoir, avant de le ramener pour le faire sécher.

Le principal lieu de production des bassines est l'Asie du sud-est.

Bassine

Colorant

Un colorant est une substance utilisée pour apporter une couleur à un objet à teinter.

En chimie, les groupement d'atomes dont l'absorption lumineuse cause la couleur s'appelle un chromophore. Un colorant soluble se désigne comme teinture, sinon c'est un pigment.

Dans les techniques d'application, comme la pharmacie ou la cuisine, un colorant peut contenir une combinaison de molécules solubles et de particules insolubles. En biologie, on parle de pigments plus que de colorants, dans tous les cas.

Colorant

Fiche_02_Le_bassin_versant.pdf

Fiche_02_Le_bassin_versant-Exercice_definitions_BV.pdf

Fiche_02_Le_bassin_versant-Annexe_definitions_BV.pdf

Étape 1 - Préparation du matériel

Mélanger quelques gouttes de colorant bleu et un litre d'eau dans une bouteille (facultatif, on peut utiliser de l'eau sans colorant). Mettre le liquide dans l'arrosoir.

N.B. : On peut remplacer l’arrosoir par un sac de congélation que l’on perce après l’avoir rempli d’eau, ou une bouteille d’eau dont on aura percé le bouchon de plusieurs petits trous.

Si la maquette n'est pas équipée d'un réservoir intégré, installer la maquette de façon à ce que les cours d'eau débouchent au dessus d'une bassine.

Étape 2 - Expérimentation

La maquette doit être installée légèrement en pente dans le sens de l'écoulement des cours d'eau.

Si on utilise l’arrosoir, vider doucement l’eau au-dessus des petites collines de façon assez homogène.

Qu’observe-t-on ?

Étape 3 - Rangement du matériel

L’eau utilisée pour cette expérience peut être récupérée. Pour cela, utiliser le bouchon de vidange situé en bas de la maquette ou collecter l'eau de la bassine. Les colorants alimentaires ne sont pas toxiques, l'eau peut donc être utilisée pour d'autres expériences ou encore pour arroser des plantes.

Étape 4 - Connaitre le vocabulaire et la composition du bassin versant

Pour mieux connaitre le bassin versant, voici une activité complémentaire.

Imprimer le schéma à trous et les mots de vocabulaire regroupés dans le document "Exercice-Definition-BV". Puis découper les mots à mettre dans les cases vides.

Imprimer la fiche annexe qui regroupe les définitions des mots de vocabulaire du bassin versant.

À présent l’expérience peut débuter, pour cela lire les définitions et disposer les mots dans les cases vides qui semblent correspondre.

Une fois que tous les mots sont positionnés, vérifier à l’aide de la fiche annexe les réponses au schéma.

N.B. : Cette activité peut être réalisée indépendamment de l'expérience sur le bassin versant, en introduction d'un parcours thématique sur l'eau par exemple.

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

On observe que l’eau coule du haut de la maquette vers le bas. Elle s’écoule le long des sources, vers les rivières puis jusqu’à la mer.

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

Attention à ce que les matériaux utilisés pour la maquette soient bien imperméables.

Explications

L’eau qui tombe de l’arrosoir (comme la pluie tombe du ciel) va s’écouler en fonction du relief et de l’occupation des sols et converger vers un même point de sortie.

Tout ce territoire dans lequel s’écoulent les eaux jusqu’au point de sortie (l’exutoire), est ce que l’on appelle le bassin versant.

Chaque bassin versant est délimité par les sommets des reliefs (collines, montagnes), qui forment les lignes de crêtes, ou lignes de partage des eaux. L’eau s’écoule de chaque côté de ces lignes, dans des bassins versants différents. Les eaux suivent la pente et rejoignent une rivière principale au fond de la vallée. Cette rivière est alimentée par différents petits ruisseaux : ce sont les affluents.

Plus d'explications

Définition du bassin versant mettant en avant l’importance de la localisation de l’exutoire :

Surface d’alimentation d’un cours d’eau ou d’un plan d’eau. Le bassin versant se définit comme l’aire de collecte des eaux, considérée à partir d’un exutoire : elle est limitée par le contour à l’intérieur duquel toutes les eaux s’écoulent en surface et en souterrain vers cet exutoire. Ses limites sont les lignes de partage des eaux.

L’occupation des sols, les activités humaines et les aménagements déterminent le parcours de l’eau et sa qualité au sein du bassin versant :

- le prélèvement d’eau pour l’alimentation en eau potable, au niveau des sources et des nappes souterraines influence le débit de l’ensemble des cours d’eau du bassin versant ;

- les rejets d’eaux usées et certaines pratiques agricoles influencent la qualité de l’eau ;

- l’aménagement d’infrastructures à proximité du cours d’eau et des zones humides peut entraîner des modifications de l’écoulement dans le lit majeur ;

- l’imperméabilisation des sols liée aux constructions et infrastructures urbaines entraîne une perte des capacités d’infiltration...

Ainsi, la multiplication des perturbations peut entraîner des conséquences importantes sur l’ensemble du bassin.

Applications : dans la vie de tous les jours

Le bassin versant est une unité géographique, qui ne tient pas compte des frontières géopolitiques (pays, région, ville), mais qui permet de prendre en compte les problématiques liées à l’eau (ruissellement, inondations, sédimentation, qualité de eau …). Il s’agit donc également d’une unité administrative de gestion de l’eau.

La gestion de l’eau dans les grands bassins versants français est confiée aux Agences de l’eau. En France, on compte 6 grands bassins versants dépendant des grands fleuves  : Loire-Bretagne, Adour-Garonne, Rhône-Méditerranée, Sèvre-Normandie, Rhin-Meuse, Artois-Picardie. Créées par la loi sur l’eau de 1964, les agences sont des établissements publics de l’État. Elles assurent une mission d’intérêt général visant à gérer et à préserver la ressource en eau et les milieux aquatiques.

Le bassin versant d’un fleuve peut être composé de plusieurs sous-bassins versants. Au niveau des sous-bassins versants, la gestion de l’eau est confiée aux structures porteuses de SAGE.

Un bassin versant se délimite par des lignes de partage des eaux entre les différents bassins. Ces lignes sont des frontières naturelles dessinées par le relief : elles correspondent aux lignes de crête. Les gouttes de pluie tombant d’un côté ou de l’autre de cette ligne de partage des eaux alimenteront deux bassins versants situés côte à côte. À l’image des poupées russes, le bassin versant d’un fleuve est composé par l’assemblage des sous-bassins versants de ses affluents.

Les Agences et les structures définissent leurs actions en fonction des textes internationaux, européens (Directive Cadre sur l’Eau) et nationaux.

POUR LE NATIONAL :

Selon l’arrêté du 16 mai 2005 portant sur la délimitation des bassins ou groupements de bassins en vue de l’élaboration et de la mise à jour des schémas directeurs d’aménagement et de gestion des eaux : En France, les ressources en eau sont gérées par bassin hydrographique, délimités par les lignes de partage des eaux superficielles. Les 12 bassins sont :

- Les 7 bassins métropolitains : Adour-Garonne, Artois-Picardie, Loire-Bretagne, Rhin-Meuse, Rhône-Méditerranée, Corse, Seine-Normandie ;

- Les 5 bassins d’outre-mer : Guadeloupe, Guyane, Martinique, La Réunion et Mayotte.

Vous aimerez aussi

Les autres expériences liées à la thématique de l’eau :

- Expérience sur les cours d'eau naturels et reprofilés ;

- Expérience sur le transport et l'érosion par les cours d'eau ;

- Expérience sur la sédimentation ;

- Expérience sur l’imperméabilité des sols ;

- Activité sur la cartographie d'un bassin versant

+ les expériences en lien avec le cycle de l’eau : www.wikidebrouillard.org :

Fabrication de pluie dans un bocal.

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

- Comprendre le cycle de l’eau ;

- Comprendre le fonctionnement d’un bassin versant.

Pistes pour animer l'expérience

Une maquette de bassin versant peut être animée et complétée selon les notions que l'on souhaite aborder. On pourra par exemple ajouter au sol, notamment sur les bords et aux embouchures des rivières, des morceaux de mousse ou d'éponge, du sable, de la terre, pour illustrer le comportement de l'eau dans des zones humides et les marais littoraux.

Sur les pentes du bassin versant, on peut disposer de longs boudins de pâte à modeler, pour représenter les sillons des champs cultivés et les talus qui bordent certaines parcelles agricoles, et observer comment ils orientent et freinent l'écoulement de l'eau. En ajoutant des carréponges sur les "champs" et les berges des rivières, ceux-ci absorberont en partie l'eau, comme le font les haies et le couvert végétal que l'on fait pousser entre les récoltes pour limiter le ruissellement.

Il est aussi intéressant de représenter des polluants en ajoutant quelques gouttes de colorants (qui peuvent représenter des engrais, des pesticides ou des hydrocarbures) sur des zones où l'on imagine des activités humaines telles que l'agriculture, le transport ou l'industrie, et observer que les pluies les entraînent vers les cours d'eau, ou qu'une partie peut être piégée par la végétation, les sols et leur faune (représentés par des morceaux d'éponge).

Sources et ressources

Agences de l’eau : www.lesagencesdeleau.fr

Eau France: les principaux textes en vigueur.

Dernière modification 20/10/2023 par user:Maud M..

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