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Version du 2 février 2023 à 10:41
Le disque de Secchi est un dispositif utilisé par les scientifiques pour déterminer la turbidité de l’eau : c’est à dire que l’on estime si l’eau est plus ou moins trouble. Ce disque peut être utilisé en mer ou en rivière et permet d’évaluer l’état de l’eau et des milieux aquatiques.
Difficulté
Facile
Durée
1 heure(s)
Disciplines scientifiques
Science de la terre, Science de la vie
Sommaire
Introduction
Fabriquer soi-même un appareil de mesure de la turbidité de l’eau et partir explorer les cours d’eau des environs.
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.
- Matériel et outils
- Fichiers
Corde 
Au sens propre, une corde est un corps long, flexible, résistant, de section circulaire, composé de fils tordus et/ou tressés ensemble dont on se sert comme outil pour lier, attacher, haler, hisser, etc.. Souvent en lin ou en bambou. Utilisée par les cordiste.
Cutter 
Un cutter (ou couteau à lame rétractable) est un outil qui permet de couper des matériaux fins et peu résistants. Il est en général muni d'une lame mobile qui est masquée lorsque l'objet n'est pas utilisé (pour plus de sécurité).
Règle
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Au sens matériel, une règle est un instrument de mesure gradué à arêtes rectilignes servant à tracer des traits droits ou à mesurer des longueurs.
Marqueur permanent 
Marqueur permanent
Vis 
Vis en métal à trouver en magasin de bricolage
Une vis est une machine simple apte à transformer un mouvement de rotation en un mouvement de translation dirigé suivant l'axe de rotation, ou vice-versa.
Les divers types de vis se caractérisent par l'utilisation de surfaces hélicoïdales. On peut distinguer :
la vis de fixation utilisée de façon statique pour diverses sortes de liaison ; la vis d'Archimède utilisée pour la manutention de matériaux granulés ou pulvérulents, ainsi que pour le pompage des fluides, (exemple : vis à grain) ; la vis de transformation de mouvement utilisée de façon dynamique pour transformer, dans un sens ou dans l'autre, un mouvement de rotation en mouvement de translation ou un couple en effort axial ; la vis sans fin qui, associée à des roues dentées, permet de réaliser des engrenages ; la vis micrométrique, permettant de mesurer avec précision ; le mécanisme de vis-écrou ;le mécanisme de vis à billes.
Couvercle 
Un couvercle est un élément mobile de forme plate servant à fermer un récipient ou un emballage. Il peut être amovible ou fixé au récipient par une charnière. Il est dans certains cas muni d'un organe de préhension parfois appelé fretel : anneau, poignée, bouton ou forme ornementale (fruit, légume ou encore gland...).
Étape 1 - Fabrication du disque
Après avoir découpé un cercle d’environ 30 cm de diamètre, percer un trou au centre pour y glisser la ficelle à l’aide des ciseaux ou de la vis.
Il est aussi possible de trouver et imprimer un modèle en format A4 disponible ici : Disque de Secchi
Étape 2 - Mise en place du poids
Le poids sert à lester le disque afin qu’il coule une fois plongé dans l’eau. Avec la ficelle, fixer fermement le poids en dessous du disque, bien au centre du cercle.
Étape 3 - Graduation de la ficelle
Afin de réaliser des mesures, il faut graduer la ficelle. Tracer des traits à intervalles réguliers sur la ficelle à l’aide d’un marqueur :
- Avec la règle, mesurer 10 cm et tracer un trait sur la ficelle ;
- Recommencer cette étape tout le long de la ficelle.
Le disque de Secchi est prêt à être utilisé !
Étape 4 - Mesure de la turbidité de l'eau
Idéalement, les mesures sont effectuées sur un plan d’eau calme, sans reflet, vers le milieu de la journée. La personne qui effectue les mesures ne doit pas porter de lunettes de soleil.
Plonger le disque lentement dans l’eau et le faire descendre petit à petit en comptant le nombre de traits. Dès que le disque n’est plus visible, noter la mesure, c’est-à-dire le nombre de traits ou la profondeur (1 trait = 10 centimètres, 10 traits = 1 mètre de profondeur).
Remonter ensuite lentement le disque. Quand il réapparaît, noter également la mesure. La profondeur de Secchi est la moyenne de ces deux mesures. L’opération peut être répétée plusieurs fois pour confirmer le résultat.
La précision est faible et non déterminée car la mesure est influencée par divers facteurs (observateur, état de la mer, éclairement…). Mais cette mesure est utile pour compléter d’autres observations qui donneront des informations sur la qualité de l’eau, comme le nombre et la nature des êtres vivants que l’on trouve dans le cours d’eau.
Étape 5 - Réitérer l’expérience à différents endroits et moments
Recommencer l’étape 4 à différents endroits : cours d’eau différents ou autres points du même cours d’eau. On peut aussi prendre des mesures au même endroit, mais à différentes saisons afin de comparer l’état de turbidité/transparence du cours d’eau au cours de l’année et des saisons.
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
En fonction du cours d’eau ou de la saison, la profondeur de Secchi peut varier. Elle se mesure en mètres ou en centimètres.
Si plusieurs mesures sont réalisées le même jour, on peut également récolter un échantillon d’eau à chaque lieu de mesure et comparer visuellement l’eau échantillonnée (on estime alors si l’eau est claire, ou plus ou moins trouble).
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
- Les conditions météorologiques (lumière, pluie, vent) peuvent faire varier fortement les résultats ;
- L’agitation de l’eau.
Attention, cette mesure est peu précise ! Elle peut servir de repère pour un suivi dans le temps ou une comparaison en fonction des saisons de l’état d’un cours d’eau. Elle peut également servir de mesure pour comparer l’état d’un cours d’eau en amont et en aval d’une perturbation (station d’épuration, canal, etc).
Explications
La turbidité correspond à l’opacité (l’inverse de la transparence) d’un liquide, ici l’eau d’une rivière ou d’un lac par exemple, à cause de matières en suspension (comme de la terre) ou d’algues microscopiques.
Le disque de Secchi permet de déterminer la profondeur de pénétration de la lumière et donc la quantité de matière qui absorbe la lumière présente entre le disque et la surface de l’eau.
Plus d'explications
En fonction de la turbidité de l’eau, des organismes différents vont se développer. En effet, certains préfèrent les eaux sombres, d’autres plus claires, plus ou moins riches en matières organiques.
La présence de matières organiques en suspension influe sur la présence de certains organismes photosynthétiques qui utilisent la lumière comme source d’énergie, en particulier les algues et les autres plantes aquatiques.
Applications : dans la vie de tous les jours
En automne et en hiver, les pluies sont fréquentes et entrainent beaucoup de terre et de sable dans les cours d’eau, qui peuvent alors devenir très troubles. Ceci peut parfois s’observer aussi en bord de mer, à l’embouchure des rivières et des ruisseaux, surtout dans les zones côtières où les terrains sont en pente et dans les régions tropicales, où il existe une saison des pluies très intense.
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Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- Réaliser un instrument de mesure ;
- Faire des mesures selon un protocole utilisé par les scientifiques ;
- Analyser des résultats ;
- Comprendre la relation entre turbidité, qualité de l’eau et vie aquatique.
Pistes pour animer l'expérience
Effectuer des mesures sur un site où il est possible de faire descendre le disque à la verticale dans l'eau avec au moins 2 mètres de profondeur, comme une jetée, un ponton ou un quai, ou depuis un bateau, dans un port ou au bord d'une rivière, d'un étang...
Si l'on n'a pas la possibilité d'effectuer des mesures à l'extérieur et que l'on doit réaliser l'activité en salle, il est possible de fabriquer et de tester un disque de Secchi miniature. Pour cela il suffit de découper un disque de diamètre légèrement inférieur à celui du goulot d'une bouteille d'eau, et de glisser au centre du disque une ficelle de petit diamètre (mais suffisamment épaisse pour y tracer des graduations) sur laquelle on aura tracé des graduations très rapprochées, tous les 1 ou 2 centimètres par exemple. On leste l'extrémité de la ficelle, située juste sous le disque, avec un petit plomb ou un caillou.
Préparer ensuite plusieurs milieux de mesure : des bouteilles translucides que l'on remplit d'eau mélangée à une quantité plus ou moins importante de terre. On obtient des eaux de turbidité (transparence) différente. Il ne reste plus qu'à mesurer la turbidité de chaque eau en faisant descendre le mini-disque de Secchi dans chaque bouteille et en notant le nombre de graduations visibles avant sa disparition.
Sources et ressources
http://envlit.ifremer.fr/var/envlit/storage/documents/dossiers/prelevementhydro/chapitre45.html
http://envlit.ifremer.fr/var/envlit/storage/documents/dossiers/prelevementhydro/chapitre34.html
https://fr.wikipedia.org/wiki/Disque_Secchi
https://www.youtube.com/watch?v=-_fin1MSRSM
Dernière modification 28/04/2023 par user:Quentin G..
Published