Expériences ludiques

L’eau douce est-elle plus légère que l’eau salée ? Ou est-ce le contraire ? Pour le savoir, voici deux expériences faciles et rapides à tester avec les enfants !

Le matériel nécessaire

• 1 récipient rempli d’eau douce
• Sel de cuisine (environ 7 cuillères)
• 1 œuf cru.

La consigne

1. Dépose un œuf dur dans un récipient contenant de l’eau douce. L’œuf coule.
2. Retire-le maintenant et ajoute 6 cuillères de sel dans le récipient. Mélange bien pour le dissoudre, puis plonge l’œuf dans l’eau salée. Observe bien ! Et non, tu ne rêves pas, l’œuf flotte !

L’explication scientifique

Si l’œuf reste à la surface de l’eau, c’est parce que l’eau salée est plus dense que l’eau douce. En d’autres termes, l’eau douce est plus « légère » que l’eau salée, ce qui explique qu’elle flotte !

L’eau douce ou l’eau salée : où flotte-t-on le mieux ? Voici une seconde expérience qui éclairera les enfants sur ce point.

Le matériel nécessaire

• Sel de cuisine (environ 7 cuillères)
• Eau
• 1 congélateur
• Colorant alimentaire (ou cartouche d’encre)
• 1 bac à glaçons
• 1 récipient
• 1 verre

La consigne

1. Mélange l’eau et le colorant dans un verre.
2. Verse le mélange dans un bac à glaçons (1 ou 2 glaçons suffiront !) et mets-le dans le congélateur jusqu’à ce que le mélange soit gelé.
3. Verse du sel (environ 7 grosses cuillères) dans le récipient rempli d’eau jusqu’à ce qu’il soit dissous (l’eau est alors saturée en sel).
4. Dépose ton glaçon coloré sur cette eau salée.

L’explication scientifique

Lorsque le glaçon fond, il libère l’eau douce colorée. L’eau colorée va alors remonter à la surface. La raison : l’eau douce est plus « légère » que l’eau salée. Par conséquent, elle flotte !

Selon la température et la pression ambiante, l’eau connait différents changements d’état. Cette expérience est parfaite pour découvrir lesquelles ! Vos élèves vont adorer !

Le matériel nécessaire

• 1 bocal en verre transparent
• De l’eau
• 1 bouilloire électrique
• 1 bac à glaçons métallique (ou contenant métallique rempli d’une dizaine de glaçons)

La consigne

1. Faire chauffer l’eau dans la bouilloire. La verser dans le bocal en verre transparent et observer ce qu’il se passe : la vapeur d’eau s’échappe !
2. Déposer ensuite le bac à glaçons métallique (ou contenant métallique rempli de glaçons) sur le bocal en verre. Que constates-tu ?

L’explication scientifique

Cette expérience permet tout d’abord de comprendre que l’eau chaude s’évapore.

Ensuite, lorsque la vapeur d’eau se condense au contact du froid (état gazeux invisible), elle se transforme en minuscules gouttes d’eau (état liquide). Si tu soulèves le bac, tu les remarqueras sur la paroi.

Une expérience ludique, parfaite pour mieux appréhender le fonctionnement d’un château d’eau. A toi de jouer !

Le matériel nécessaire

1. Découper le fond des 2 bouteilles en plastique (Bouteille A + Bouteille B)
2. Réaliser un trou dans chaque bouchon.
3. Relier le tuyau jusqu’à chaque trou (ceux réalisés précédemment dans les bouchons de chaque bouteille).
4. Ajouter de la patafix autour du tuyau et s’assurer que les bouchons soient parfaitement étanches.

La consigne

1. Tiens les bouteilles A et B le goulot vers le bas.
2. Remplissez la bouteille A d’eau.
3. Placer pour commencer la bouteille B plus haut que la bouteille A et demander aux enfants d’observer ce qui se passe.
4. Et à l’inverses, placer maintenant la bouteille A plus haut que la bouteille B. Que se passe-t-il ?

L’explication scientifique

Cette expérience permet de comprendre que la bouteille A représente le château d’eau et la bouteille B, elle, représente les habitations desservies en eau potable.

Ensuite, vous pourrez expliquer qu’un château d’eau fonctionne selon le principe physique des vases communicants. Le château d’eau (ou réservoir) est situé en hauteur. Cela lui permet d’exploiter la force de gravité, c’est-à-dire la pesanteur, afin d’appliquer une pression suffisante pour alimenter en eau tous les robinets placés à une altitude inférieure à lui.

Retrouvez une sélection de ressources produites par la Fondation La Main à la pâte pour enseigner ces notions scientifiques aux élèves de cycle 3.

• Continuité pédagogique : Energie
• Electricité en cycle 3
• L’ampoule

• Continuité pédagogique : les chaînes énergétiques
• D’où vient l’énergie ? (Cycle 4, à adapter)

L’effet de serre est un phénomène naturel, causé par les échanges d’énergie entre le soleil et la Terre. Le rayonnement infrarouge émis par le soleil est absorbé par l’atmosphère, et en particulier par les gaz à effet de serre qui y sont présents : vapeur d’eau, dioxyde de carbone, méthane, etc.

Cette expérience part du principe que le fonctionnement d’une serre (récipient ici) est similaire au phénomène atmosphérique d’« effet de serre ».

Le matériel nécessaire

• 1 thermomètre
• 1 récipient en verre
• 1 récipient en polyéthylène (plastique transparent courant).
• 1 bac à glaçons métallique,
• La base des enceintes peut être étanchéifiée avec de la pâte à modeler.

La consigne

1. Placer le premier récipient en verre ou en plastique à la lumière
2. A l’aide d’un thermomètre (placé en dehors du récipient) comparer l’évolution de la température dans et hors de la serre.
3. Prendre la température à intervalles réguliers (désigner un.e élève responsable de ces mesures et de leur trace écrite).
4. Déposer ensuite le bac à glaçons métallique (ou contenant métallique rempli de glaçons) sur le bocal en verre.

L’explication scientifique

Cette expérience permet tout d’abord de comprendre qu’il fait plus chaud dans la serre (récipient) et que la chaleur est « piégée » par la paroi. On explique alors qu’il existe dans l’atmosphère des gaz qui jouent le même rôle que le couvercle de la serre et que, pour cette raison, on les appelle des gaz à effet de serre.

Sans couvercle, l’air chaud est évacué et remplacé par de l’air plus froid. Il est donc normal que le thermomètre affiche une température plus basse à l’extérieur qu’à l’intérieur du récipient fermé, où l’air ne peut pas être renouvelé.

On remarque également une différence de températures notable entre le récipient en verre (où on a un « effet de serre », c’est à dire un effet d’absorption du rayonnement infrarouge) et la serre en polyéthylène (où il n’y a pas d’effet de serre).

La source de cette expérience : l’Office for climate education

Demandez à vos élèves de noter tout ce qu’ils pourraient améliorer dans la classe (ou chez eux) pour réduire leur consommation d’eau, d’énergie ou numérique :

• mettre des ampoules économiques
• baisse de la température dans la classe
• éteindre les appareils en veille
• préférer la douche au bain
• éteindre le robinet en se lavant les dents
• etc.

Sur le site WWF, vous pouvez calculer votre empreinte écologique en classe, avec vos élèves.

Durée : compter environ 15 minutes par personne.