Différences entre les pages « Bon état écologique » et « La sédimentation : qui coule le plus vite »

Version du 23 octobre 2023 à 16:01

Qu'est-ce que la sédimentation ? Pourquoi ce phénomène est-il important dans les milieux aquatiques ?

Auteur Maud Milliet | Dernière modification 23/10/2023 par Quentin G.

Difficulté

Facile

Durée

30 minute(s)

Disciplines scientifiques

Science de la terre, Physique

Qu'est-ce que la sédimentation ? Pourquoi ce phénomène est-il important dans les milieux aquatiques ?

Difficulté

Facile

Durée

30 minute(s)

Disciplines scientifiques

Science de la terre, Physique

Sommaire

1 Introduction
2 Étape 1 - Préparer l'expérience
3 Étape 2 - Observer
4 Étape 3 - Comparer les résultats
5 Comment ça marche ?
6 Éléments pédagogiques
- 6.1 Objectifs pédagogiques
- 6.2 Pistes pour animer l'expérience
7 Commentaires

Licence : Attribution (CC-BY)

Introduction

Cette expérience va nous permettre d’expliquer le phénomène de sédimentation, de se demander comment se comportent les cailloux, le sable, la terre dans l’eau.

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.

Il est possible de faire l’expérience sur la densité (mettre plusieurs liquides dans un tube à essais) avant de faire celle-ci (cf. « Expériences pré-requises »).

Matériel et outils
Expériences pré-requises
Fichiers

Tout est question de densité

Fiche_05_La_sedimentation_-_qui_coule_le_plus_vite.pdf

Étape 1 - Préparer l'expérience

Rassembler le matériel :

Une grande bouteille en verre (goulot large) avec son bouchon ;
Un grand bocal fin et haut (on peut si besoin utiliser la même bouteille) ;
De l'eau ;
Des sédiments de nature et de taille différentes : sable, terre, cailloux, graviers, coquillages, vase... ;
Un appareil photo (option).

Mélanger tous les sédiments avec l’eau dans la bouteille en verre. Pour cela, ajouter les dans l'eau puis refermer le bouchon et bien agiter la bouteille.

Étape 2 - Observer

Remplir le bocal jusqu'en haut avec le mélange. (Si on n'a pas trouvé de bocal suffisamment grand, laisser le mélange dans la bouteille et ne plus y toucher).

Prendre une photo toutes les 10 minutes.

Étape 3 - Comparer les résultats

Une fois qu’il ne se passe plus rien, prendre une dernière photo.

Comparer les photos prises.

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

On observe que les sédiments se sont séparés en plusieurs couches bien distinctes.

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

Attention à bien mélanger la préparation avant l’expérimentation et veiller à attendre suffisamment longtemps à la fin de l’expérience.

Explications

Un matériau coule plus au moins vite selon sa densité, c’est-à-dire selon la masse qu’il occupe pour un volume donné.

Plus un matériau est lourd, plus il va couler rapidement. Donc plus sa densité est forte, plus il va se trouver un fond du bocal.

Plus d'explications

Densité de l’eau = 1kg/L. 1L d’eau pèse 1kg.

Densité du sable = 1,6-2 kg/L. 1L de sable pèse 1,6-2kg.

Densité des gravillons ou tous petits cailloux = 1,5kg/L. 1L de gravillons pèse 1,5kg.

Densité de la boue liquide = 6kg/L. 1L de boue pèse 6kg.

Applications : dans la vie de tous les jours

Dans la vie de tous les jours, on trouve ce phénomène dans les cours d’eau et en mer. Les phénomènes météorologiques engendrent une érosion des sols. Les sédiments érodés vont s’écouler et sédimenter au fond des cours d’eau.

Vous aimerez aussi

- Expérience sur la densité sur Wikidébrouillard : « Tout est question de densité ».

- Expérience pour comprendre le transport des sédiments et l'érosion par les cours d'eau.

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

- Découvrir le phénomène de sédimentation ;

- Comprendre la notion de densité ;

- Permettre d'aborder ensuite les notions de transport des sédiments et d'érosion par les pluies et les cours d'eau.

Pistes pour animer l'expérience

Dans le cadre d'une animation sur les milieux aquatiques il est intéressant de compléter cette expérience par des expériences abordant la dynamique des cours d'eau, les inondations, l'érosion, la composition des sédiments des lits des rivières (avec des grains et matériaux de différentes densités et tailles), qui forment des habitats différents pour la faune et la flore aquatiques, ce qui permet ensuite de se pencher sur la biodiversité de ces milieux.

Cette expérience peut être aussi être proposée dans le cadre d'un parcours sur les sciences physiques, mais aussi sur la pédologie (étude des sols) pour mieux comprendre la formation des différentes couches géologiques en lien avec le cycle de l'eau.

Dernière modification 23/10/2023 par user:Quentin G..

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+|Introduction=Cette expérience va nous permettre d’expliquer le phénomène de sédimentation, de se demander comment se comportent les cailloux, le sable, la terre dans l’eau.
-Elle prend la forme d’un diagramme à compléter et de schémas à colorier.
+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.
-Cette fiche expérience s’intègre dans le Parcours 3 : Solutions et techniques d'étude.  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 [https://www.wikidebrouillard.org/images/4/43/Fiche_20_Bon_etat_ecologique_des_cours_d_eau.pdf ici].
+La fiche mise en page est disponible en version PDF et téléchargeable [https://www.wikidebrouillard.org/images/0/09/Fiche_05_La_sedimentation_-_qui_coule_le_plus_vite.pdf ici].
+''Il est possible de faire l’expérience sur la densité (mettre plusieurs liquides dans un tube à essais) avant de faire celle-ci (cf.  « Expériences pré-requises  »).''
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-*Commencer par télécharger le fichier en cliquant sur ce [https://www.wikidebrouillard.org/images/a/a9/Fiche_20_Bon_etat_ecologique_-Schemas_1_et_2.pdf lien] ;
+*Une grande bouteille en verre (goulot large) avec son bouchon ;
-*L'imprimer ;
+*Un grand bocal fin et haut (on peut si besoin utiliser la même bouteille) ;
-*Découper les définitions et les titres (suivre les pointillés) ;
+*De l'eau ;
-*Plastifier éventuellement les définitions et les titres.
+*Des sédiments de nature et de taille différentes : sable, terre, cailloux, graviers, coquillages, vase... ;
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+Mélanger tous les sédiments avec l’eau dans la bouteille en verre. Pour cela, ajouter les dans l'eau puis refermer le bouchon et bien agiter la bouteille.
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-*Associer les quatre définitions à leurs titres. Pour cela, faire le lien avec les autres expériences réalisées précédemment ;
-*Positionner le titre et sa définition sur le diagramme « Schéma représentant les quatre catégories de critères permettant de définir et d’évaluer l’état des cours d’eau ».
+Prendre une photo toutes les 10 minutes.
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-{{Tuto Step
-|Step_Title=Utiliser le schéma de décision de la note
-|Step_Content=Utiliser la page une du document « Schéma décrivant la façon dont la classe de qualité est déterminée pour les cours d’eau » afin de comprendre de quelle façon fonctionne la note donnée aux écosystèmes.
-- Commencer par repérer qu’il suffit d’une note dégradée à un sous-critère pour que la note globale soit dégradée ;
+Comparer les photos prises.
-- Sur la page 2, déterminer la classe globale du cours d’eau ;
-- Sur la page 3, déterminer les sous-classes puis la classe globale du cours d’eau.
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 {{Notes
-|Observations=L’assemblage des différentes définitions permet de comprendre la notion de bon état écologique.
+|Observations=On observe que les sédiments se sont séparés en plusieurs couches bien distinctes.
-|Avertissement=Il faut avoir fait les différentes expériences préalables afin de bien appréhender cette notion.
+|Avertissement=Attention à bien mélanger la préparation avant l’expérimentation et veiller à attendre suffisamment longtemps à la fin de l’expérience.
-|Explanations=Le bon état écologique se définit à l’aide des différents sous-critères :
+|Explanations=Un matériau coule plus au moins vite selon sa densité, c’est-à-dire selon la masse qu’il occupe pour un volume donné.
-- Critères biologiques (présence/absence d’organismes végétaux et animaux considérés comme bioindicateurs) ;
-- Critères hydromorphologiques (naturalité/artificialisation du milieu et des processus qui y sont à l’œuvre) ;
-- Critères physico-chimiques (toxicologie…) ;
-- Indices de qualité tels que l’indice biologique ou les indices basés sur les macro-invertébrés.
-Pour chaque masse d’eau, l’état écologique est qualifié selon cinq classes : très bon, bon, moyen, médiocre et mauvais.
-Dans tous les cas, il est caractérisé par l’écart aux conditions de référence. Ce référent correspond à la classe « état très bon » attribué lorsque les conditions sont représentatives d’une eau de surface pas ou très peu influencée par l’activité humaine.
-Les signes d’impact des activités humaines sont visibles dans les différents sous-critères :
-- Absence de certaines espèces emblématiques ;
-- Modification de la morphologie des cours d’eau ;
-- Présence de pollution dans les eaux ;
-- Indices biologiques avec des notes dégradées ;
-- …
-|Deepen=La notion de bon état écologique est apparue dans les années 1990 lors du Sommet de la Terre.
-> En Europe, elle est reprise dans une directive en l’an 2000 qui impose des objectifs de qualité pour les eaux de surface et souterraines.
-> En France, elle est notamment reprise par les lois Grenelle dans la Trame verte et bleue française.
-|Applications=Un diagnostic de l'état écologique d'un milieu aquatique est en réalité une opération complexe, qui nécessite des mesures et observations sur le terrain, des prélèvements et analyses de laboratoire. Il est impossible de déterminer la qualité d'un cours d'eau à son apparence et sans une étude approfondie.
-Un paysage dépourvu de déchets, et des eaux claires donnent généralement l'image d'un milieu de bonne qualité, ce qui ne correspond pas toujours à une réalité du point de vue écologique. L'absence de végétation sur les berges et dans le lit du cours d'eau, ou des berges très artificialisées peuvent donner une impression de "propreté", mais reflètent généralement un manque de diversité des habitats pour la faune et la flore qui maintiennent les équilibres écologiques d'un cours d'eau.
-Certains polluants très toxiques pour les organismes aquatiques comme pour les humains sont inodores, incolores et sans saveur, tout comme la présence de certaines bactéries pathogènes. Ces éléments restent souvent indétectables en l'absence d'analyses en laboratoire.
-|Related=Afin d'illustrer concrètement cette activité, il est aussi possible de faire les expériences suivantes :
-- [[Indices biologiques de qualité de l'eau]], afin de comprendre comment est construit l'un des critères du bon état écologiques des cours d'eau ;
-- [[Détermination des invertébrés d'eau douce]], afin d'apprendre à connaître ces êtres-vivant qui sont utilisés pour construire l'un des indices biologiques de qualité de l'eau
-- Pour aller plus loin, [[La diversité spécifique, l'assurance de la fonctionnalité]], pour comprendre une partie du fonctionnement des écosystèmes.
-|Objectives=- Comprendre que la détermination de l'état écologique d'un cours d'eau est une mission complexe et technique s'appuyant sur un protocole d'étude précis ;
-- Connaitre les principaux critères d'évaluation de la qualité écologique d'un cours d'eau ;
-- Montrer que les activités humaines sont les causes de la dégradation de l'état des milieux aquatiques ;
-- Faire le lien entre l'état écologique d'un cours d'eau et sa capacité à accueillir une biodiversité riche et variée, mais aussi la possibilité  d'être exploité par les humains (production d'eau potable, irrigation, pêche, baignade...).
-|Animation=Cette fiche est intéressante à proposer à la fin d'un cycle d'exploration sur le thème de l'écologie des milieux aquatiques.
-Il est indispensable d'avoir abordé auparavant la biodiversité associée à ces milieux, la dynamique des rivières et l'impact des aménagements (modifications de tracé, artificialisation des berges...), des exemples de perturbations physico-chimiques et biologiques, et l'origine humaine des dégradations des écosystèmes aquatiques pour bien comprendre les critères d'évaluation de qualité étudiés.
+Plus un matériau est lourd, plus il va couler rapidement. Donc plus sa densité est forte, plus il va se trouver un fond du bocal.
+|Deepen=Densité de l’eau = 1kg/L. 1L d’eau pèse 1kg.
-Dans le prolongement de cette activité, une sortie peut être effectuée sur le terrain pour mettre en pratique les aspects les plus accessibles de l'étude : mesure de la vitesse du courant, dessin du tracé du cours d'eau, estimation de la diversité des habitats (présence de végétation variée, sédiments  de nature et granulométrie différente, zones à faible et fort courant), prélèvement et identification de petits invertébrés à l'aide de matériel adapté.
+Densité du sable = 1,6-2 kg/L. 1L de sable pèse 1,6-2kg.
-|Notes=[https://fr.wikipedia.org/wiki/Directive-cadre_sur_l%27eau '''Wikipédia :''' «directive-cadre sur l’eau»]
-[https://www.eaufrance.fr/regles-devaluation-de-letat-des-eaux '''Eau France :''' règles d’évaluation de l’état des eaux]
+Densité des gravillons ou tous petits cailloux = 1,5kg/L. 1L de gravillons pèse 1,5kg.
-[https://sdage-sage.eau-loire-bretagne.fr/home/des-eaux-en-bon-etat/quest-ce-que-le-bon-etat.html '''Sdage et Sage en Loire-Bretagne :''' qu’est-ce que le bon état des eaux ?]
+Densité de la boue liquide = 6kg/L. 1L de boue pèse 6kg.
+|Applications=Dans la vie de tous les jours, on trouve ce phénomène dans les cours d’eau et en mer. Les phénomènes météorologiques engendrent une érosion des sols. Les sédiments érodés vont s’écouler et sédimenter au fond des cours d’eau.
+|Related=- Expérience sur la densité sur Wikidébrouillard :  « [https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Tout_est_question_de_densit%C3%A9 Tout est question de densité]  ».
-[http://www.gesteau.fr/sites/default/files/cr_reunion/LB2016-07.pdf '''Gesteau :''' l’état écologique des cours d’eau]
+- Expérience pour comprendre le [https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Transport_et_%C3%A9rosion_:_la_dynamique_des_cours_d%27eau transport des sédiments et l'érosion par les cours d'eau].
+|Objectives=- Découvrir le phénomène de sédimentation ;
+- Comprendre la notion de densité ;
+- Permettre d'aborder ensuite les notions  de transport des sédiments et d'érosion par les pluies et les cours d'eau.
+|Animation=Dans le cadre d'une animation sur les milieux aquatiques il est intéressant de compléter cette expérience par des expériences abordant la dynamique des cours d'eau, les inondations, l'érosion, la composition des sédiments des lits des rivières (avec des grains et matériaux de différentes densités et tailles), qui  forment des habitats différents pour la faune et la flore aquatiques, ce qui permet ensuite de se pencher sur la biodiversité de ces milieux.
+Cette expérience peut être aussi être proposée dans le cadre d'un parcours sur les sciences physiques, mais aussi sur la pédologie (étude des sols) pour mieux comprendre la formation des différentes couches géologiques en lien avec le cycle de l'eau.
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