Différences entre les pages « Group:Services écologiques : zoom sur les végétaux » et « Capillarité dans le céleri »

 
 
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|group-logo=Group-Services_cologiques_-_zoom_sur_les_v_g_taux_Services_cologiques_zoom_sur_les_v_g_taux_logo.jpg
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|Licences=Attribution (CC-BY)
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|group-description=La biodiversité, c’est un foisonnement de beauté et d’inventivité ; une véritable entreprise, qui fonctionne, produit, recycle, transforme, accumule matière et énergie. Grâce aux nombreuses interactions que les organismes vivants tissent entre eux et avec le milieu dans lequel ils évoluent, les milieux naturels (écosystèmes) assurent de nombreuses fonctions biologiques. Ainsi, de part son fonctionnement, la biodiversité contribue naturellement à instaurer et entretenir les conditions nécessaires au maintien de la vie sur Terre : fertilité des sols, régulation du climat et des inondations, épuration de l’eau et de l’air, recyclage des déchets, stockage du carbone, pollinisation des plantes, lutte contre l’érosion, contrôle des maladies… On parle des SERVICES ÉCOLOGIQUES, qui sont des biens communs pour toutes les espèces, dont les humains. Allons découvrir de plus près l’un de ces services : LE RÔLE DES VÉGÉTAUX
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|Description=Grâce à leurs racines, les végétaux puisent dans le sol l'eau et les minéraux nécessaires à leur croissance. De la même façon, ils filtrent différents polluants présents dans le sol et les eaux usées (pesticides, surplus de nitrate, de phosphate...). Certaines plantes sont également capables d'extraire et d'accumuler des métaux lourds (cuivre, mercure, zinc, fer, plomb…) !
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|GroupAge=À partir de 8 ans
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|Disciplines scientifiques=Life Sciences, Physics
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|GroupDuration=1 jour et 1h15
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|Difficulty=Easy
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|GroupNumber=Pas de max
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|Duration=1
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|Duration-type=day(s)
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|Tags=végétaux, pollution, racines, filtrer, polluants, transpiration des plantes, plantes, capillarité, osmose
 
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{{Group Tabs
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{{Introduction
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|group-long-description=<u>Matériel nécessaire pour tout le parcours</u> : un bac, une bassine, une éponge, des verres, de l’eau, des pics à brochettes, du papier, un crayon, des barquettes, de la terre, des pailles, une bouteille en plastique, un compas, des ciseaux, une règle, un couteau, du colorant alimentaire (ou de l’encre), une planche à découper, une branche de céleri, des sacs plastiques transparents, des élastiques, de l’argile en poudre, du sel et du papier essuie-tout.
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|Introduction='''Comment l'eau, les minéraux, les polluants circulent-ils dans les végétaux ? Et qu’est-ce que cela permet-il ?''' C’est ce que tu vas découvrir à travers cette expérience !
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{{Materials
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|ItemList={{ItemList
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|Item=Couteau
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|Item=Colorant
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|Item=Sac plastique
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}}
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}}
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{{Tuto Step
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|Step_Title=Réunir le matériel
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|Step_Content='''<u>Pour commencer, rassemble le matériel nécessaire à l'expérience :</u>'''
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- un verre
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- une planche à découper
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- un couteau
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- de l’eau
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- du colorant alimentaire de couleur vive (rouge, bleu ou vert) ou de l’encre rouge ou bleu foncé
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- une branche de céleri avec des feuilles
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- 2 sacs en plastique transparents
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- 2 élastiques
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'''<u>Si tu as, tu peux utiliser aussi :</u>'''
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- 2 verres
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- de l’argile en poudre
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- du sel
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- du papier essuie-tout
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|Step_Picture_00=Capillarit__dans_le_celeri_1.jpg
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|Step_Picture_01=Capillarit__dans_le_c_leri_Capillarit_dans_le_c_leri__tape_1.jpg
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}}
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{{Tuto Step
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|Step_Title=Préparer l'expérience
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|Step_Content=- Ajoute du colorant alimentaire ou de l’encre dans un verre d’eau.
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- Fais tremper la branche de céleri dans l’eau colorée.
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- Avec un sac plastique, enferme hermétiquement une feuille attachée à la branche de céleri à l’aide d’un élastique.
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- Enferme juste de l’air avec un autre sac et ferme-le hermétiquement, de la même façon.
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- Observe régulièrement le céleri et les sacs plastiques.
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- Attends le lendemain pour réaliser la suite de l’expérience.
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|Step_Picture_00=Capillarit__dans_le_celeri_2.jpg
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|Step_Picture_01=Capillarit__dans_le_celeri_3.jpg
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|Step_Picture_02=Capillarit__dans_le_c_leri_Capillarit_dans_le_c_leri__tape_2-1.jpg
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|Step_Picture_03=Capillarit__dans_le_c_leri_Capillarit_dans_le_c_leri__tape_2-2.jpg
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|Step_Picture_05=Capillarit__dans_le_c_leri_capillarit_dans_le_c_leri__tape_2_3.png
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}}
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{{Tuto Step
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|Step_Title=Réaliser la manipulation
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|Step_Content={{Warning|Demande à un adulte de t'aider}}- Sur la planche à découper, coupe une petite lamelle du bas du céleri à l'horizontale puis une autre lamelle à la verticale. '''Que remarques-tu ?'''
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- Observe les feuilles du céleri : '''que vois-tu ?'''
  
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- Observe  également les deux sacs plastiques. '''Que se passe-t-il sur leurs parois ? Voit-on la même chose sur les parois des deux sacs ? Pourquoi ? À quoi sert le sac vide ?'''
  
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Avant de commencer et si tu le souhaites, tu peux te munir de ton "cahier d'expérience" pour raconter tes découvertes et dessiner les expériences.
 
  
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Commence par te demander dans un premier temps '''quel est le rôle des végétaux et des zones humides dans la lutte contre les catastrophes naturelles (inondations, érosion…) et la pollution ? Comment sont-ils utiles ?'''
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Tu peux compléter cette expérience en la reproduisant avec des fleurs blanches. Après les avoir trempées quelques jours dans l’encre ou le colorant alimentaire, tu pourras voir les pétales se colorer !
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|Step_Picture_00=Capillarit__dans_le_celeri_4.jpg
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|Step_Picture_01=Capillarit__dans_le_c_leri_Capillarit_dans_le_c_leri__tape_3-1.jpg
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|Step_Picture_02=Capillarit__dans_le_celeri_5.jpg
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|Step_Picture_03=Capillarit__dans_le_c_leri_Capillarit_dans_le_c_leri__tape_3-3.jpg
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|Step_Picture_04=Capillarit__dans_le_c_leri_Capillarit_dans_le_c_leri__tape_3-4.jpg
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|Step_Picture_05=Capillarit_dans_le_celeri_margerite_ok.jpg
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{{Tuto Step
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|Step_Title=Pour aller plus loin
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|Step_Content=<u>Découvre le rôle des racines :</u>
  
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===Activité 1 : Éponge contre inondation===
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- Dépose de l’argile en poudre dans un verre et mélange-la avec du sel.  
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Dans cette première expérience, tu vas pouvoir découvrir le rôle des zones humides (marais, tourbières, prairies humides, lagunes, mangroves...) dans la lutte contre les inondations.
 
  
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- Verse de l’eau pour obtenir un mélange liquide (ce mélange représente la terre d’un sol).
  
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Réalise l’expérience [[Eponge contre inondation|''Eponge contre inondation'']]
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- Tords une bande de papier essuie-tout et plonge-la dans ce mélange (cette bande de papier représente une racine d’une plante).
  
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- Fais pendre l’autre bout de la bande de papier essuie-tout au-dessus d’un verre vide (qui représente la plante).
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- Au bout d’1 heure, trempe ton doigt dans l’eau qui s’est déversée dans ce verre. '''Quel goût a-t-elle ?'''
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- Si tu ne veux pas goûter l’eau, tu peux la laisser s’évaporer, puis observe ce qu’il reste au fond du verre !
  
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Tu viens de voir que les zones humides permettent d’éviter les inondations et sont également des zones de repos et de reproduction pour de nombreuses espèces. Passe à l’expérience suivante pour découvrir un autre rôle important des végétaux et des zones humides !
 
 
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|Step_Picture_00=Capillarit__dans_le_c_leri_capillarit_dans_le_c_leri__tape_4_4.png
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|Step_Picture_01=Capillarit__dans_le_c_leri_capillarit_dans_le_c_leri__tape_4_1.jpg
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|Step_Picture_02=Capillarit__dans_le_c_leri_capillarit_dans_le_c_leri__tape_4_2.jpg
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|Step_Picture_03=Capillarit__dans_le_c_leri_capillarit_dans_le_c_leri__tape_4_3.jpg
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{{Notes
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|Observations=<u>On observe que </u>:
  
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===Activité 2 : Capillarité dans le céleri===
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'''<u>Étape 3 :</u>'''  
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Cette deuxième activité va te permettre de comprendre comment l'eau, les minéraux et les polluants circulent dans les végétaux. Pour cela, tu vas observer le phénomène de la capillarité dans une branche de céleri.
 
  
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* les nervures du céleri commencent à se colorer. Au fil du temps la coloration va s'étendre tout le long de la branche.
  
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Réalise l’expérience [[Capillarité dans le céleri|''Capillarité dans le céleri'']]
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* sur la lamelle coupée à l’horizontale, des petits ronds de couleur apparaissent et sur la lamelle coupée à la verticale, on observe des lignes de couleur.
  
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* sur la branche de céleri, les feuilles sont tachées de points de couleur. Suivant la condition dans laquelle le céleri se trouve, la coloration des feuilles peut prendre 1 à 2 jours.
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* des petites gouttes d'eau transparentes (non colorées) apparaissent à l'intérieur du sac qui entoure la feuille. Un peu de buée peut apparaître dans le second sac qui ne contient que de l'air.
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'''<u>Étape 4 :</u>'''
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* L'eau que l’on goûte est salée !
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* Ou on observe des traces de sel dans le verre, une fois l’eau évaporée !
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|Avertissement=* Il faut qu'il y ait une quantité assez importante de colorant ou d'encre pour que l'expérience fonctionne correctement.
  
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Tu sais maintenant que les plantes, en association avec les organismes du sol, sont d’excellents filtres contre la pollution contenus dans l’eau et les sols. Ainsi, les zones humides permettent également la filtration et la dépollution de l’eau ! Mais les plantes jouent aussi un grand rôle dans la protection des sols ! Pour le découvrir, passe à la dernière activité !
 
 
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===Activité 3 : Plantes au secours du sol et des dunes===
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* Pour que l'expérience se fasse plus rapidement, il est préférable d'assécher d'abord le céleri en le plaçant, par exemple, au soleil pendant 1 ou 2 heures. Le céleri sera alors déshydraté et l'observation sera plus rapide (environ 1h30).
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Comment les plantes protègent-elles le sol de l'érosion ? Découvre à travers cette activité les mécanismes mis en place par les végétaux pour maintenir le sol ou les dunes sur lesquels elles poussent, évitant ainsi leur érosion.
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|Explanations='''<u>Étape 3</u>'''
  
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* La coupe horizontale montre des petits ronds colorés, la coupe verticale, des lignes colorées : '''l'eau colorée a été transportée par les petits tubes contenus dans la plante, appelés « vaisseaux capillaires ». Ce mode de transport d'un liquide''''' (montée naturelle d’un liquide dans des tous petits vaisseaux)'' '''est appelé <u>capillarité.</u>'''
  
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Pour cela, réalise l’expérience [[Plantes au secours du sol et des dunes|''Plantes au secours du sol et des dunes'']]
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* La buée observée dans le second sac plastique est formée par l'air emprisonné. Ce sac sert de témoin à l'expérience. Les gouttes observées dans l'autre sac, plus nombreuses et plus grosses, proviennent un peu de la buée (comme dans le sac témoin), mais surtout de la feuille. '''L'eau s'évapore donc des feuilles dans l'air : c'est <u>la transpiration de la plante</u>'''. Ces gouttes d'eau sont transparentes : la plante a stocké les pigments colorés et a restitué une eau pure.
  
  
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'''Tu viens de découvrir à travers ces trois activités différents services écologiques issus du fonctionnement des végétaux.''' Tu as pu observer que les végétaux (et les zones humides) ont de multiples rôles : protection contre les inondations, la pollution et l’érosion du sol… et qu’il est donc indispensable de les préserver.
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'''<u>Étape 4</u>'''
  
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Outre la régulation des inondations et la lutte contre la pollution et l’érosion, la biodiversité assure de nombreux autres services écologiques (recyclage des déchets, pollinisation des plantes, contrôle des maladies…) Elle est également à l’origine de nos inspirations. Observer et étudier la nature a permis la réalisation de nombreuses inventions techniques et artistiques. Pour en savoir plus, tu peux réaliser l’activité ''Inventions inspirées par la nature'' (expérience à venir).
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* Le papier (représentant la racine) a absorbé l'eau contenue dans le sol (mélange d’argile et de sel), qui s'est déversée dans second verre (représentant la plante). Dans son trajet, l'eau a entraîné avec elle tout ce qui pouvait passer par les trous minuscules du papier. C'est pourquoi nous retrouvons le sel, dissout dans l’eau, mais pas l’argile. '''De la même manière, les racines servent aux plantes pour absorber l'eau et différents minéraux du sol.'''
  
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===Usage dans la vie quotidienne===
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'''Les végétaux jouent un rôle important dans le cycle de l'eau. La transpiration couplée au phénomène de capillarité permet à l'eau de circuler à travers les plantes et d'être évaporée dans l'atmosphère. La plante peut ainsi se nourrir, mais aussi capter certains polluants et les stocker ou les dégrader.'''<span name="Allons_plus_loin_dans_l.27explication"></span>
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'''Comme  toute  espèce  vivante,  nous  prélevons  de notre environnement tout ce dont nous avons besoin pour vivre (l’air que nous respirons, l’eau, la nourriture...)'''. Nous dépendons donc entièrement de notre environnement. Nous sommes en interaction permanente avec les milieux terrestres ou aquatiques et la grande diversité d’animaux, de végétaux et de micro-organismes qui les compose. De notre naissance à notre mort, nous consommons de la biodiversité et nous bénéficions de ses différents services (régulation du climat, filtrage de l’eau, pollinisation, décomposition des déchets organiques...), nous l’abritons et la cultivons, nous coopérons avec elle... '''Et cette interaction avec la biodiversité, assurance-vie de la planète, nous est vitale !'''
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|Deepen=Cette expérience montre qu'une plante se nourrit grâce à des phénomènes couplés, dont '''la transpiration des plantes et''' '''l'effet de capillarité''''' (montée naturelle de certains liquides (dont l'eau) dans des canaux de très petit diamètre).''
  
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*La tige des fleurs et des plantes est constituée de plusieurs canaux minuscules (les vaisseaux capillaires). Chaque petit vaisseau est relié à une partie précise d'un pétale ou d’une feuille. Ainsi, les vaisseaux qui plongent dans l'eau colorée conduisent cette eau par capillarité à toutes les extrémités des plantes (feuilles, fleurs).'' (A noter que la capillarité est directement liée à un autre phénomène physique : la [[Trombone qui flotte|tension superficielle]]).''
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*De plus, l’eau est évacuée au niveau des feuilles sous forme de très fines gouttelettes (elle s'évapore) : cela assure la montée de l’eau au sein de la plante.  
  
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Selon leur fonctionnement, les végétaux filtrent différents polluants minéraux comme les nitrates, organiques comme les pesticides, métaux lourds comme le cuivre, le zinc... De plus, les nombreux micro-organismes (champignons et bactéries) vivant autour des racines des plantes dégradent les polluants de l’eau et du sol. La qualité de l’eau et des sols est donc préservée grâce à la biodiversité végétale et microscopique. Aménager zones forestières près des rivières et des sites de prélèvement pour l’eau potable est un excellent moyen de limiter la pollution. En plus de filtrer les polluants, la litière forestière limite la pollution de l’eau en bloquant les sédiments et réduisant l’érosion des sols.
 
  
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C’est ce dont prit conscience la ville de New York (USA), en revoyant sa gestion de traitement des eaux. Elle a restauré et protégé 5 000 km<sup>2</sup> de vallées cultivées et de montagnes couvertes de forêts (le bassin versant « Catskill-Delaware »), pour garantir durablement la bonne qualité de l’eau qui alimente l’agglomération d’une dizaine de millions d’habitants. Et le tout pour un investissement de 1,5 milliard de dollars, alors que la construction d’une usine de traitement des eaux aurait coûté entre 6 et 8 milliards de dollars, ainsi que 300 à 500 millions de dollars annuels pour son fonctionnement ! La nature fait parfois vraiment économiser !
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À ces phénomènes peut s’ajouter, au niveau des racines des plantes, celui de l’osmose '': échange d’eau qui se met en place entre deux milieux séparés par une membrane, l’eau circulant du milieu contenant le moins de sel vers le milieu contenant le plus de sel''.
  
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Il permet l'absorption de l’eau et des minéraux dissous du sol par les racines.  Découvre le phénomène d’osmose à travers cette [http://users.skynet.be/chr_loockx_sciences/exp_osmose_4.htm expérience].
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|Applications=Selon leur fonctionnement, les végétaux filtrent des polluants minéraux (nitrates...), organiques (pesticides...) et parfois des métaux lourds (cuivre, mercure, zinc, cadmium, fer, plomb...). Certaines plantes (tournesol, pissenlit, colza, orge, ortie, peuplier...), « hyper accumulatrices » d'un ou plusieurs métaux lourds, sont utilisées dans la décontamination de sols pollués. À maturité, elles sont récoltées, incinérées, et une partie des métaux peut être retraitée, puis réutilisée.
  
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===Histoire des sciences===
 
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'''Les notions d’évaluation''' économique et parfois marchande '''de la biodiversité et des services écologiques issus des écosystèmes''' (milieux naturels) ont émergé dans les années 1970-1990, avec notamment les travaux de Westman (1977), puis de Randall (1988), Pearce et Moran (1944) et de Perrings (1995).
 
  
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Les nombreux micro-organismes (champignons et bactéries) qui se développent autour des racines des plantes sont d'un grand secours dans la dégradation des polluants de l'eau et du sol, dont les hydrocarbures. La qualité de l'eau et des sols est donc préservée grâce à la biodiversité (végétale et microscopique).
  
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<u>Ces notions ont pris une ampleur internationale :</u>
 
  
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*avec '''la sortie en 2005 du [http://www.millenniumassessment.org/fr/ “Millenium Ecosystem Assesment”]''' '''(l’''Évaluation des écosystèmes pour le millénaire'')''', programme réunissant plus de 1 360 experts internationaux pour évaluer scientifiquement l’ampleur et les conséquences des modifications subies par les écosystèmes, dont notre survie et notre bien-être dépendent.
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C'est pourquoi aménager un couvert forestier près des rivières et des sites de prélèvement pour l'eau potable est un excellent moyen d'en limiter la pollution. En plus de filtrer les polluants, la litière forestière limite la pollution de l'eau en bloquant les sédiments et réduisant l'érosion des sols.
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*avec '''la mise en place en 2010 des [http://biodiv.mnhn.fr/network/annuaires/copy8_of_global/objectifs-d-aichi-pour-la-biodiversite/ objectifs d’Aichi]''', lors de la 10e Conférence des parties (COP 10) de la Convention sur la Diversité Biologique, qui visent d’ici 2050 que la diversité biologique (biodiversité) soit ''“valorisée, conservée, restaurée et utilisée avec sagesse, en assurant le maintien des services fournis par les écosystèmes, en maintenant la planète en bonne santé et en procurant des avantages essentiels à tous les peuples »'' ;
 
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*avec '''la présentation en octobre 2010 (lors de la COP 10 à Nagoya), du [http://www.teebweb.org/ rapport TEEB]''', rédigé par le groupe d'étude économie des écosystèmes et de la biodiversité (TEEB), qui illustre les coûts engendrés par la perte de biodiversité (en mettant un coût sur les services écologiques issus du fonctionnement de la biodiversité). Les chercheurs de ce rapport estiment que la publication et l'évaluation du rôle de la biodiversité et des services fournis par les écosystèmes dans l’activité économique et pour le bien-être humain sont essentielles à sa préservation, car selon eux le fait que les services écologiques soient ''"invisibles du point de vue économique a pour conséquence que le capital naturel est largement négligé, ce qui conduit à des décisions qui nuisent aux services écologiques et à la biodiversité." (<u>source : </u>https://www.actu-environnement.com/ae/news/rapport-teeb-economie-biodiversite-valeur-11240.php4''). La valeur des services écologiques issus du fonctionnement des écosystèmes serait estimée à '''125 mille milliards de dollars, soit plus de 110 mille milliards d’euros''' (source : http://www.fao.org/ecosystem-services-biodiversity/fr/)
 
  
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'''Ces notions d’évaluation économique de la biodiversité et des services écologiques suscitent un large débat''', tant au sein de la communauté scientifique, qu’auprès des décideurs publics susceptibles d’en utiliser les résultats.
 
  
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C'est par exemple le cas pour la ville de New York (USA) qui a revu sa gestion de traitement des eaux. Elle a restauré et protégé 5000 km² de vallées cultivées et de montagnes couvertes de forêts, pour garantir durablement la bonne qualité de l'eau qui alimente la ville. Et le tout pour un investissement de 1,5 milliard de dollars, alors que la construction d'une usine de traitement des eaux aurait coûté entre 6 et 8 milliards de dollars ! La nature fait parfois beaucoup économiser !
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|Related=[[Eponge contre inondation]]
  
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'''Il faut en effet rester vigilant lorsqu’on aborde les services écologiques, afin de ne pas réduire la biodiversité à une vision purement économique et fonctionnelle, qui fournirait des services aux humains.''' Car cette vision justifierait de donner une valeur monétaire (au détriment de la valeur intrinsèque) à la nature en fonction des bénéfices que nous en retirons et d’accepter qu’il y ait donc une biodiversité utile, et une autre dont on pourrait pas se passer…
+
[[Plantes au secours du sol et des dunes]]
  
−
'''Gardons toujours en tête que la biodiversité existe avant tout pour elle-même,''' et abordons les services écologiques comme un exemple supplémentaire de l’extraordinaire capacité de la biodiversité à permettre et à entretenir la vie sur Terre.
+
[[Group:Services écologiques : zoom sur la pollinisation]]
  
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<br />
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[https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Trombone_qui_flotte Le trombone qui flotte] (lien avec la tension superficielle)
  
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=== Liens avec d’autres parcours ===
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[https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Poivre_fuyard Le poivre fuyard] (lien avec la tension superficielle)
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[[Group:Services écologiques : zoom sur la pollinisation|Services écologiques : zoom sur la pollinisation]]
+
|Objectives=Découvrir le phénomène capillarité.
  
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[[Group:Biodiversité : de quoi parle-t-on|Biodiversité - De quoi parle-t-on]]
+
Découvrir comment l'eau circule dans les végétaux.
  
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[[Group:A la découverte de la biodiversité du sol|A la découverte de la biodiversité du sol]]
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Découvrir comment les végétaux sont impliqués dans la dépollution des sols et des eaux usées.
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|Notes=[https://www.lespetitsdebrouillards.org/Data/Quoi/06/06.pdf Mallette « Biodiversité » APD/MNHN] - Parcours 3 - Activité 7 (Quand les végétaux se chargent de la pollution). 2011.
  
−
[[Group:Mers et Océans : les effets du CO2#P%C3%A9dagogie|Mers et océans : les effets du CO2]]
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Les échanges d'eau par la plante. <u>http://s1.e-monsite.com/2009/04/28/20088206absorption-de-l-eau-pdf.pdf</u>
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|GroupObjectif=* Découvrir un exemple de '''service écologique''' (les végétaux) issu du fonctionnement de la biodiversité et des écosystèmes (milieux naturels)
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}}
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* Découvrir certains '''types d’interactions''' que les espèces développent les unes avec les autres
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{{Tuto Status
 +
|Complete=Published
 
}}
 
}}

Version du 2 juillet 2020 à 12:30

Grâce à leurs racines, les végétaux puisent dans le sol l'eau et les minéraux nécessaires à leur croissance. De la même façon, ils filtrent différents polluants présents dans le sol et les eaux usées (pesticides, surplus de nitrate, de phosphate...). Certaines plantes sont également capables d'extraire et d'accumuler des métaux lourds (cuivre, mercure, zinc, fer, plomb…) !

Auteur avatarGaëlle IDF | Dernière modification 2/07/2020 par Audrey LRSY

Capillarit dans le celeri 3.jpg
Difficulté
Facile
Durée
1 jour(s)
Disciplines scientifiques
Science de la vie, Physique
Grâce à leurs racines, les végétaux puisent dans le sol l'eau et les minéraux nécessaires à leur croissance. De la même façon, ils filtrent différents polluants présents dans le sol et les eaux usées (pesticides, surplus de nitrate, de phosphate...). Certaines plantes sont également capables d'extraire et d'accumuler des métaux lourds (cuivre, mercure, zinc, fer, plomb…) !
Difficulté
Facile
Durée
1 jour(s)
Disciplines scientifiques
Science de la vie, Physique
<languages />
Licence : Attribution (CC-BY)

Introduction

Comment l'eau, les minéraux, les polluants circulent-ils dans les végétaux ? Et qu’est-ce que cela permet-il ? C’est ce que tu vas découvrir à travers cette expérience !
Couteau
Item-Couteau 250px-Couteau.JPG
Près d'un habitant humain de la Terre sur 6 utilise des couteaux à une seule dent (il utilise également des fourchettes à une dent). En général il est est chinois (ou japonais) et appelle son couteau de la même manière que sa fourchette : une baguette.
Colorant
Item-Colorant th.jpg
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.
Verre
Item-Verre 330px-Picardie glass.jpg
Un verre est un récipient utilisé pour boire de forme tubulaire, dont les parois sont solidaires et hermétiques. Il est destiné à recevoir des liquides. Il est constitué d'une paraison (corps ou contenant du verre), d'une jambe et d'un pied. Le terme désigne aussi, par métonymie, le contenu de ce récipient : on dit qu'on "boit un verre d'eau".
Eau
Item-Eau t l chargement.jpeg
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.
Planche à découper
Item-Planche d couper planche-a-decouper-en-bois-z.png
Planche à découper
Celeri branche
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Le céleri est une plante herbacée bisannuelle de la famille des Apiacées, cultivée comme plante potagère pour ses feuilles et sa racine tubérisée consommées comme légumes. (Source : Wikipédia)
Sac plastique
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Un sac plastique est un sac léger fabriqué en matière plastique (éventuellement biodégradable) destiné à accueillir divers types de contenu, alimentaire ou non. Les sacs portent différents noms en fonction de l'usage auquel ils sont destinés ; on distingue notamment le sac poubelle, le sac de caisse, offert, vendu ou prêté par les commerces pour le transport des achats, le sac sous vide, le publisac, etc.
Elastique
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Un élastique est un fil, une bande ou un ruban court(e) en caoutchouc (ou dont une partie est en caoutchouc), de forme généralement circulaire.

Étape 1 - Réunir le matériel

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

- un verre

- une planche à découper

- un couteau

- de l’eau

- du colorant alimentaire de couleur vive (rouge, bleu ou vert) ou de l’encre rouge ou bleu foncé

- une branche de céleri avec des feuilles

- 2 sacs en plastique transparents

- 2 élastiques


Si tu as, tu peux utiliser aussi :

- 2 verres

- de l’argile en poudre

- du sel

- du papier essuie-tout

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Étape 2 - Préparer l'expérience

- Ajoute du colorant alimentaire ou de l’encre dans un verre d’eau.

- Fais tremper la branche de céleri dans l’eau colorée.

- Avec un sac plastique, enferme hermétiquement une feuille attachée à la branche de céleri à l’aide d’un élastique.

- Enferme juste de l’air avec un autre sac et ferme-le hermétiquement, de la même façon.

- Observe régulièrement le céleri et les sacs plastiques.

- Attends le lendemain pour réaliser la suite de l’expérience.

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Étape 3 - Réaliser la manipulation

Demande à un adulte de t'aider
- Sur la planche à découper, coupe une petite lamelle du bas du céleri à l'horizontale puis une autre lamelle à la verticale. Que remarques-tu ?

- Observe les feuilles du céleri : que vois-tu ?

- Observe  également les deux sacs plastiques. Que se passe-t-il sur leurs parois ? Voit-on la même chose sur les parois des deux sacs ? Pourquoi ? À quoi sert le sac vide ?


Tu peux compléter cette expérience en la reproduisant avec des fleurs blanches. Après les avoir trempées quelques jours dans l’encre ou le colorant alimentaire, tu pourras voir les pétales se colorer !

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Étape 4 - Pour aller plus loin

Découvre le rôle des racines :

- Dépose de l’argile en poudre dans un verre et mélange-la avec du sel.

- Verse de l’eau pour obtenir un mélange liquide (ce mélange représente la terre d’un sol).

- Tords une bande de papier essuie-tout et plonge-la dans ce mélange (cette bande de papier représente une racine d’une plante).

- Fais pendre l’autre bout de la bande de papier essuie-tout au-dessus d’un verre vide (qui représente la plante).

- Au bout d’1 heure, trempe ton doigt dans l’eau qui s’est déversée dans ce verre. Quel goût a-t-elle ?

- Si tu ne veux pas goûter l’eau, tu peux la laisser s’évaporer, puis observe ce qu’il reste au fond du verre !


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Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

On observe que :

Étape 3 :

  • les nervures du céleri commencent à se colorer. Au fil du temps la coloration va s'étendre tout le long de la branche.
  • sur la lamelle coupée à l’horizontale, des petits ronds de couleur apparaissent et sur la lamelle coupée à la verticale, on observe des lignes de couleur.
  • sur la branche de céleri, les feuilles sont tachées de points de couleur. Suivant la condition dans laquelle le céleri se trouve, la coloration des feuilles peut prendre 1 à 2 jours.
  • des petites gouttes d'eau transparentes (non colorées) apparaissent à l'intérieur du sac qui entoure la feuille. Un peu de buée peut apparaître dans le second sac qui ne contient que de l'air.


Étape 4 :

  • L'eau que l’on goûte est salée !
  • Ou on observe des traces de sel dans le verre, une fois l’eau évaporée !

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

  • Il faut qu'il y ait une quantité assez importante de colorant ou d'encre pour que l'expérience fonctionne correctement.


  • Pour que l'expérience se fasse plus rapidement, il est préférable d'assécher d'abord le céleri en le plaçant, par exemple, au soleil pendant 1 ou 2 heures. Le céleri sera alors déshydraté et l'observation sera plus rapide (environ 1h30).

Explications

Étape 3

  • La coupe horizontale montre des petits ronds colorés, la coupe verticale, des lignes colorées : l'eau colorée a été transportée par les petits tubes contenus dans la plante, appelés « vaisseaux capillaires ». Ce mode de transport d'un liquide (montée naturelle d’un liquide dans des tous petits vaisseaux) est appelé capillarité.
  • La buée observée dans le second sac plastique est formée par l'air emprisonné. Ce sac sert de témoin à l'expérience. Les gouttes observées dans l'autre sac, plus nombreuses et plus grosses, proviennent un peu de la buée (comme dans le sac témoin), mais surtout de la feuille. L'eau s'évapore donc des feuilles dans l'air : c'est la transpiration de la plante. Ces gouttes d'eau sont transparentes : la plante a stocké les pigments colorés et a restitué une eau pure.


Étape 4

  • Le papier (représentant la racine) a absorbé l'eau contenue dans le sol (mélange d’argile et de sel), qui s'est déversée dans second verre (représentant la plante). Dans son trajet, l'eau a entraîné avec elle tout ce qui pouvait passer par les trous minuscules du papier. C'est pourquoi nous retrouvons le sel, dissout dans l’eau, mais pas l’argile. De la même manière, les racines servent aux plantes pour absorber l'eau et différents minéraux du sol.


Les végétaux jouent un rôle important dans le cycle de l'eau. La transpiration couplée au phénomène de capillarité permet à l'eau de circuler à travers les plantes et d'être évaporée dans l'atmosphère. La plante peut ainsi se nourrir, mais aussi capter certains polluants et les stocker ou les dégrader.

Plus d'explications

Cette expérience montre qu'une plante se nourrit grâce à des phénomènes couplés, dont la transpiration des plantes et l'effet de capillarité (montée naturelle de certains liquides (dont l'eau) dans des canaux de très petit diamètre).

  • La tige des fleurs et des plantes est constituée de plusieurs canaux minuscules (les vaisseaux capillaires). Chaque petit vaisseau est relié à une partie précise d'un pétale ou d’une feuille. Ainsi, les vaisseaux qui plongent dans l'eau colorée conduisent cette eau par capillarité à toutes les extrémités des plantes (feuilles, fleurs). (A noter que la capillarité est directement liée à un autre phénomène physique : la tension superficielle).
  • De plus, l’eau est évacuée au niveau des feuilles sous forme de très fines gouttelettes (elle s'évapore) : cela assure la montée de l’eau au sein de la plante.  


À ces phénomènes peut s’ajouter, au niveau des racines des plantes, celui de l’osmose : échange d’eau qui se met en place entre deux milieux séparés par une membrane, l’eau circulant du milieu contenant le moins de sel vers le milieu contenant le plus de sel.

Il permet l'absorption de l’eau et des minéraux dissous du sol par les racines. Découvre le phénomène d’osmose à travers cette expérience.

Applications : dans la vie de tous les jours

Selon leur fonctionnement, les végétaux filtrent des polluants minéraux (nitrates...), organiques (pesticides...) et parfois des métaux lourds (cuivre, mercure, zinc, cadmium, fer, plomb...). Certaines plantes (tournesol, pissenlit, colza, orge, ortie, peuplier...), « hyper accumulatrices » d'un ou plusieurs métaux lourds, sont utilisées dans la décontamination de sols pollués. À maturité, elles sont récoltées, incinérées, et une partie des métaux peut être retraitée, puis réutilisée.


Les nombreux micro-organismes (champignons et bactéries) qui se développent autour des racines des plantes sont d'un grand secours dans la dégradation des polluants de l'eau et du sol, dont les hydrocarbures. La qualité de l'eau et des sols est donc préservée grâce à la biodiversité (végétale et microscopique).


C'est pourquoi aménager un couvert forestier près des rivières et des sites de prélèvement pour l'eau potable est un excellent moyen d'en limiter la pollution. En plus de filtrer les polluants, la litière forestière limite la pollution de l'eau en bloquant les sédiments et réduisant l'érosion des sols.


C'est par exemple le cas pour la ville de New York (USA) qui a revu sa gestion de traitement des eaux. Elle a restauré et protégé 5000 km² de vallées cultivées et de montagnes couvertes de forêts, pour garantir durablement la bonne qualité de l'eau qui alimente la ville. Et le tout pour un investissement de 1,5 milliard de dollars, alors que la construction d'une usine de traitement des eaux aurait coûté entre 6 et 8 milliards de dollars ! La nature fait parfois beaucoup économiser !

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Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

Découvrir le phénomène capillarité.

Découvrir comment l'eau circule dans les végétaux.

Découvrir comment les végétaux sont impliqués dans la dépollution des sols et des eaux usées.

Sources et ressources

Mallette « Biodiversité » APD/MNHN - Parcours 3 - Activité 7 (Quand les végétaux se chargent de la pollution). 2011.

Les échanges d'eau par la plante. http://s1.e-monsite.com/2009/04/28/20088206absorption-de-l-eau-pdf.pdf

Dernière modification 2/07/2020 par user:Audrey LRSY.

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