Eponge contre inondation

Les zones humides (marais, tourbières, étangs...) ont souvent mauvaise réputation. Longtemps considérées comme insalubres, elles ont souvent été asséchées et converties en terres agricoles ou détruites pour laisser place à des projets d’aménagement (zones d’habitation, autoroutes, voies ferrées…). Pourtant, les zones humides accueillent une forte biodiversité et sont bien utiles pour lutter contre les inondations !

Difficulté

Easy Facile

Durée

15 minute(s) minute(s)

Disciplines scientifiques

Science de la vie

Inondations, biodiversité, éponge, eau de ruissellement, sol, zones humides Eponge_contre_inondation_g_n_rale.jpg

Introduction

Comment les zones humides agissent-elles sur les inondations ?

• Matériel et outils

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

Eponge

C'est une éponge.

Eponge

Verre

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".

Verre

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

Pic à brochette

Grand bâtonnets pour faire des brochettes... Pratique pour les barbecues ou pour des expériences ludiques !

Pic à brochette

Crayon

Long et fin, souvent polygonal et parfois coloré à l'extérieur, le crayon est un outil simple qui sert à écrire. Les mines sont parfois de couleurs différentes. Les mines de graphite des crayons à papier ont des duretés différentes (HB, H, etc.).

Crayon

Papier

Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est considéré comme un matériau de base dans les domaines de l’écriture, du dessin, de l’impression, de l’emballage et de la peinture. Il est également utilisé dans la fabrication de composants divers, comme les filtres. L’histoire du papier remonte à l’Antiquité. Le papier porteur d’un message le plus ancien connu à ce jour date de l’an 8 av. J.-C. et a été trouvé en Chine.

Papier

Étape 1 - Réunir le matériel

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

- un  bac en plastique rectangulaire

- une grosse éponge essorée, un peu plus petite que le bac

- une éponge très sèche

- un verre d’eau

- 2 bâtons (stylo, crayon en bois, pics à brochette…)

- de l’eau

- du papier

OU si tu veux réaliser la variante, rassemble le matériel nécessaire à l’expérience :

- une grande planche assez large, type planche à découper ou autre, en bois ou en plastique

- de la pâte à modeler (environ 10 bâtonnets ou une quantité équivalente)

- 2 éponges bien sèches

- idéalement l'accès à un évier bien dégagé dans lequel l'expérience sera réalisée, sinon une grande bassine et plusieurs grandes bouteilles remplies d'eau du robinet feront l'affaire (dans ce cas il est préférable de faire l'expérience à l'extérieur afin d'éviter d'inonder la maison !).

Étape 2 - Réaliser la manipulation

- Place le bac en plastique rectangulaire dans un évier.

- Remplis ton verre d’eau et verse-le dans le bac en plastique. En comptant celui que tu viens de verser, combien faut-il de verres d’eau pour que le bac commence à déborder ? Note ta réponse sur une feuille.

- Vide ton bac dans l’évier.

- Place, à l’aide des deux bâtons, ta grosse éponge essorée sur le bac. À nouveau, remplis ton verre d’eau et verse-le sur l’éponge. En comptant celui que tu viens de verser, combien faut-il de verres d’eau pour que le bac commence à déborder ? Note ta nouvelle réponse sur une feuille.

- Compare les 2 chiffres. Lorsqu’il y a une éponge, as-tu besoin de plus ou de moins de verres d’eau pour faire déborder le bac ? À ton avis, à quoi peuvent correspondre le bac, le verre d’eau et l’éponge dans la nature ?

Tu peux ensuite essayer l’expérience avec une éponge très sèche. Que se passe-t-il lorsque tu verses l’eau dessus ?

Étape 3 - Pour aller plus loin

Tu peux réaliser une variante à cette expérience.

Avant de débuter l'expérience :

- Il est important que les éponges soient bien sèches. Si ce n'est pas le cas, place-les au soleil (ou sur un radiateur) et attends le temps nécessaire pour que toute l'eau se soit évaporée.

- Si la pâte à modeler que tu utilises n'est pas conditionnée sous forme de bâtonnets, commence par réaliser 10 cylindres de même taille.

Commence par installer ton expérience :

- Dispose les bâtonnets de pâte à modeler sur la planche en formant deux lignes de façon à délimiter un chemin traversant tout le côté le plus long de la planche. Fais attention à laisser des espaces entre chaque bâtonnet, ils ne doivent pas être collés !

- Place les deux éponges de chaque côté du chemin ainsi créé, à l'extérieur de celui-ci et à peu près au centre de la planche.

- Mouille une des deux éponges de façon à ce qu'elle soit bien détrempée, puis essore-la soigneusement, avant de la remettre en place.

- Place la planche dans l'évier ou ta bassine en l'inclinant de telle sorte que l'eau puisse couler aisément de haut en bas le long du chemin délimité par la pâte à modeler. Tu peux caler les deux éponges avec de la pâte à modeler pour éviter qu'elles ne glissent.

Tu es maintenant prêt.e à débuter l'expérience proprement dite !

- Ouvre doucement le robinet ou verse le contenu d'une bouteille de façon à ce qu'un filet d'eau s'écoule en continu le long du chemin.

- Observe à présent ce qu'il se passe lorsque l'eau déborde du chemin entre les bâtonnets de pâte à modeler.

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Pour faire déborder le bac avec éponge, il faut utiliser un plus grand nombre de verres d'eau (le nombre varie selon la taille du bac et la taille de l'éponge) car l’éponge s'engorge d’eau et ralentit le débordement du bac.

Lorsque l’on verse l’eau sur l’éponge très sèche, l’eau ne s’infiltre pas immédiatement dans l’éponge, elle ruisselle le long de l’éponge et coule directement dans le bac ; alors que l'éponge humide s’imbibe d’eau dès le début de l’expérience. L’éponge sèche illustre les problèmes liés à la sécheresse du sol (ruissellement).

Variante : Le côté bordé par l'éponge sèche est inondé ! Par contre, de l'autre côté de la planche, l'eau a été absorbée par l'éponge humide et s'est nettement moins répandue.

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

- Les éponges doivent être bien sèches avant la mise en place de l'expérience. Lorsque tu mouilles l'éponge il faut la laisser suffisamment longtemps sous le robinet (ou l'immerger dans un récipient d'eau) pour qu'elle absorbe un maximum d'eau. Ton éponge est gorgée d'eau lorsqu'elle ne parvient plus à en absorber ! Tu dois ensuite l'essorer suffisamment pour chasser un maximum d'eau, mais elle doit toujours rester humide avant de débuter l'expérience.

Pour la variante :

- Le chemin en pâte à modeler ne doit pas être trop large et les espaces entre les bâtonnets doivent être suffisants pour que l'eau puisse déborder du chemin et s'écouler facilement sur les côtés.

- L' expérience demandant de verser ou laisser s'écouler une grande quantité d'eau, il faut donc prendre toutes les précautions pour éviter d'inonder la maison, en demandant éventuellement l'aide d'un adulte. Le mieux est encore de profiter d'une belle journée ensoleillée pour réaliser l'expérience en extérieur ! L'eau récupérée à la fin de l'expérience pourra ainsi être réutilisée pour arroser les plantes par exemple.

Explications

Dans cette expérience, le bac peut représenter une rivière ou un terrain. L’eau du verre, la pluie, l’eau de ruissellement ou une inondation. L’éponge, située au dessus du bac pour l’expérience, joue le même rôle qu’une zone humide (tourbière, marais...).

Comme l’éponge, les zones humides peuvent accueillir et filtrer une grande quantité d’eau et ralentissent ainsi le débordement des rivières et l'inondation des sols. Elles atténuent donc les risques d’inondation des villes et villages situés en aval. Comme l’éponge, les zones humides conservent l’eau longtemps, ce qui permet d’avoir une flore et une faune spécifique aux milieux humides (sphaignes, droséras, linaigrettes, libellules, grenouilles, tritons...). Ces zones humides sont également des lieux de repos et de reproduction d’un grand nombre d’espèces de la rivière, et des lieux de refuge en cas de crues. Elles permettent aussi l’épuration des eaux.

Plus d'explications

Explications de la variante :

L'éponge humide a mieux absorbé l'eau que l'éponge sèche. C'est parce que, pour entrer dans l'éponge sèche, l'eau doit d'abord chasser tout l'air qui se trouve à l'intérieur. C'est pour cela que, lorsque tu as mouillé l'éponge avant l'expérience, il a fallu laisser un certain temps l'éponge sous l'eau courante avant qu'elle commence à devenir humide et à absorber efficacement l'eau. Une fois l'éponge humide, celle-ci absorbe beaucoup plus facilement l'eau et la retient au lieu de la laisser ruisseler sur les côtés.

Dans cette expérience, les éponges fonctionnent de la même façon que le sol qui reçoit le ruissellement des pluies. Un sol humide boit mieux, absorbe mieux l'eau de ruissellement qu'un sol sec de même composition. Les zones humides, comme les marais, sont souvent des lieux où se rassemblent toutes les eaux de ruissellement venant de la pluie ou des cours d'eau avoisinants lorsqu'ils débordent, de la même façon que l'éponge humide absorbe l'eau qui déborde du chemin dans notre expérience. Lorsqu'on les assèche, par exemple quand on construit une route ou un parking, ou pour installer des parcelles de culture, ces mêmes zones ne peuvent plus retenir l'eau comme auparavant. Cette eau, si elle ne peut être absorbée par les sols, va aller s'écouler dans les territoires alentour, où se trouvent sans doute des habitations, voire des villages ou des villes. En asséchant les zones humides, on augmente donc le risque d'inondation dans les zones avoisinantes.

Applications : dans la vie de tous les jours

La destruction des zones humides, drainées au profit des terres agricoles ou des zones habitables, entraîne une forte perte de biodiversité. Mais en plus de cela, ces transformations nous privent de l’épuration et des protections naturelles contre les inondations (filtration de l'eau, zone d’expansion des crues) que permettent ces écosystèmes. Nous sommes alors amenés à construire des ouvrages bien plus coûteux (barrages, réservoirs de rétention d’eau...) pour remplir le même rôle !

De plus, recouvrir de bitume les sols proches des cours d’eau les rend imperméables, accentuant le ruissellement de l’eau et la puissance des inondations.

Les zones humides existent également sur les littoraux. Certaines d'entre elles, les mangroves, sont des groupements de végétaux (palétuviers) de régions tropicales situées dans la zone de balancements des marées et souvent à l’embouchure de fleuves. Elles protègent les zones côtières contre les tempêtes : elles servent de brise-vent et de zones tampons contre les inondations, protégeant ainsi les terres situées le long du littoral.

Les mangroves abritent également une grande quantité d'espèces comestibles, pouvant jouer un rôle dans la lutte contre la famine ou la malnutrition. Elles sont aussi des zones de reproduction et de croissance pour les jeunes de nombreuses espèces vivant au large. Cependant, l'urbanisation de plus en plus forte du littoral met en péril ces écosystèmes pourtant indispensables pour protéger les littoraux et la biodiversité de ces zones et des zones adjacentes.

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Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

Découvrir comment les zones humides agissent sur les inondations

Sources et ressources

Mallette « Biodiversité » APD/MNHN - Parcours 3 - Activité 5 (Des zones tampons contre les inondations). 2011.

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

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