Equipe de CHAMBERY :ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU

POTABLE DOMESTIQUE

L’eau douce est rare (3%), et une grande partie de cette eau douce est renfermée dans les glaces. De plus, sa répartition sur Terre est très inégale… l’eau douce est précieuse !! Dans le

futur nous risquons de manquer d’eau propre.

Comment agit-on sur l’eau aujourd’hui ? Quelles sont les pistes d’amélioration ?

1/Situation déclenchante, problématique

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Insister au lancement sur la problématique du manque futur d’eau (diaporama puis débat, ou inviter un spécialiste, ou lecture d’un article (lien en dernière page), …)

Profiter de ce moment de dialogue pour faire adhérer les élèves à ce problème, pour qu’ils se sentent concernés; une rapide

estimation de son empreinte en eau (calquée sur l’empreinteenvironnementale) pour être avantageusement proposée.

Réaliser un brainstorming avec tout le groupe pour trouver ensemble les thèmes étudiés (les premières bulles)

2/Appropriation du problème

Lors de la construction d’une carte mentale sur la gestion de l’eau potable domestique, l’enseignant pourra vérifier que l'appropriation de la question est bonne en repérant si, dans les propos des élèves, il y a les mots clés et les justifications qui les accompagnent.

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Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE3/Recherche de solutions/produits

Chaque branche peut être envisagée, pour préparer l’inventaire de ce qui existe.Tous les groupes recherchent sur tous les thèmesMise en commun rapide des résultats des recherches.

Autres pistes concernant le domaine de l’économie d’eau à la maison

(au niveau du robinet (cran à l’ouverture), douche au lieu de bain, lave vaisselle)… ,

3/Recherche de solutions/produitsEquipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE

Thèmes possibles à partir de la première carte mentale:-Rendre l’eau potable-Distribuer l’eau (logiciel de simulation)-Economiser de l’eau potable (petits systèmes du quotidien)-Collecter les eaux usées (logiciel de simulation plus complexe)-Traiter les eaux usées (organiser une visite).

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Pour pratiquer les expérimentations, il est possible de ->Faire analyser l’eau: -bactériologique (environ 150€ en laboratoire)

-dureté: très facile avec des bandelettes, ou encore les gouttes

->Récupérer les feuilles d’analyse des communes, voir d’où l’eau provient, et comparer le résultat et les différentes étapes de traitement (eaux potable et assainissement)

->Penser aux équipements des aquariums pour les simulations, pour les mesures de pH par exemple

4/Vérification des hypothèses

Pistes d’investigation communes à aborder: -Expérimentations, validations des

performances -Comment cela fonctionne-t-il? -Eco-conception?

Rendre l’eau potable->Pourquoi l’eau ne serait-elle pas potable au départ?-> Faire bouillir? Est-ce que ça marche pour tout?

Et l’eau que l’on obtient après évaporation puis condensation est-elle bonne?

-> Eau potable? Mais c’est quoi?Comparer les étiquettes de bouteilles d’eau, comparer les goûts?

-> Eau trouble? Est-ce potable? Pastilles ou filtres?Seuils limites à découvrir (internet), et moyens de traitementComparer plusieurs filtres contre la turbidité de l’eau (filtre papier café, sable et charbon de bois, filtre

tout monté avec porcelaine poreuse (chercher avec Katadyn), …?)

-> Analyses disponibles sur santé.gouv.fr, résultats de tous les réservoirs.-> Site de l’agence de l’eau, la rubrique « Pédag’eau », et « le site des juniors »-> Dessaler l’eau de mer (osmose, évaporation), quelles sont les solutions?-> Adoucir l’eau (comparer de l’eau provenant d’un pot à eau,d’un équipement de camping car, effet sur l’utilisation d’un savon (test)).

Performances d’un adoucisseur magnétique?-> pH de l’eau (avec équipement d’aquarium)

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Produits: carafe filtrante, distributeur d’eau filtrant, filtre céramique, osmoseur, filtre purificateur à pompe Katadyn, adoucisseur magnétique, avec équipement d’aquarium

Distribuer l’eau->Logiciel de simulation Epanet

A partir d’une image de cadastre (portail ign ou cadastre.gouv.fr) d’un quartier (pour un réseau non maillé type campagne) ou pour une partie de ville (réseau maillé pour toujours avoir de l’eau même si travaux)

Installer le réseau

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Le réseau est-il satisfaisant? Sinon sur quels paramètres intervenir pour avoir minimum 1 Bar partout?

• Cas le plus défavorable: 1m3/h pour tous• Cas correspondant à une statistique 60L/h pour tous• Satisfaire le réseau d’incendie: 60m3/h avec 1bar pour une

borneQuels sont les problèmes? Lister les paramètres sur lesquels on

peut intervenir.

Simuler le refoulement (pompe vers réservoir en hauteur)• Changer les caractéristiques des pompes, des conduites et voir

les influences

-> Identifier les contraintes et confronter logiciel et expériences avec équipement de camping car par exemple, ou plus simple si possible.

Distribuer l’eau-> Les types de pompes (volumétrique seulement en camping car ou en

dosage de produit pour traiter l’eau, centrifuge) (logiciel type « chimie » pour voir les caractéristiques, les fonctionnements, cavitation, …

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-> Étude d’un compteur domestique (volumétrique ou à turbine) à eau (principe de la mesure d’un débit) (vérification de la précision à un débit donné avec la technique de l’empotage) Aborder les notions de classe de compteur (pour facturer ou non). Système ClipFlow qui coupe l’eau s’il détecte une fuite ou une rupture.

-> Remplissage automatisé d’un réservoir: (thème de projet? )Identifier les grandeurs physiques (volume, débit, vitesse de rotation de la pompe, U et I au niveau du moteur de la pompe) abordées dans une gestion de niveau d’eau (aquarium, automate TSX) (pour l’équipement, penser au circulateur de chauffage) Branchement, réflexions, mise en œuvre, …

-> Caractéristiques hauteur d’eau (hmt hauteur manométrique totale) débit, pression

-> Les types de vannes (de sectionnement (papillon, à guillotine, à boisseau) ou de régulation (robinet à soupape)

-> Matière des tuyaux (polyéthylène haute densité, parfois acier ou fonte avec béton)

Economiser l’eau potableEtude des équipements pour économiser l’eau chez soi: expérimentations sur les systèmes,analyse du fonctionnement

->Chasse d’eau bi-volume, mousseur, robinet à cran, détecteur demains (robinet infra rouge), ouverture depuis genou ou pédale, lave mains au dessus dechasse d’eau.

->Récupérateur d’eau et ne pas utiliser l’eau proprepour le jardin, et autre circuit dans maison (WC,lave linge)?Que dit la législation par rapport à la récupération d’eau pour le jardin? Pour la maison? Pourquoi?

->Essayer de montrer un amortissement des équipements.

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Collecter les eaux usées

->Logiciel de simulation (EPA SWMM mais difficile en seconde)

->Implantation géographique,et impact sur le système (relevage?)

->Recherche documentaire.

Mis à part l’étude d’une station de relevage, les aspects du programme (« identifier les principes physiques, des grandeurs entrantes et sortantes, procéder à des mesures ») sont difficilement applicables; même le logiciel n’est pas d’un abord simple, et proposer une guidance détaillée n’apporterait pas de sens ni d’appropriation.

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Traiter les eaux usées.

->Les différents types de STEP-> Mini exposés sur comment

fonctionne une STEP (liste des différentes étapes et des équipements nécessaire pour chacune)

-> Préparation, suivie d’une visite d’une STEP

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-> Etude d’un des équipements électromécanique (un dégrilleur).-> Les différents métiers qui gravitent autour d’une STEP.

6/ Structuration des acquisA définir

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5/ L’échange argumentéLes équipes peuvent terminer leur restitution qui est réalisée comme une présentation des recherches et expérimentations amenant une réponse au problème technique posé. Chaque équipe alors présentera devant les autres équipes.

Liens 1/21/ Situation déclenchanteDébat à l’aide d’un article: http://www.consoglobe.com/eau-donnees-cles-1660-cg et http://www.consoglobe.com/calculez-votre-empreinte-en-eau-cgCalculateur pour empreinte en eau www.empreinteh2o.com

2/ Appropriation du problèmehttp://free-clipart.net/

3/Les ProduitsImage: http://www.agglo-carene.fr/58779552/0/fiche___pagelibre/&RH=PLANDACCES

4/Vérification des hypothèsesImages: http://www.cepolina.com/water_tank.htm http://www.epictura.com/galleries_products.php?galleries_id=2&language=fr&simple_page=4&simple_page=3

Rendre l’eau potable:Analyses : http://sante.gouv.fr/resultats-du-controle-sanitaire-de-la-qualite-de-l-eau-potable.html puis http://orobnat.sante.gouv.fr/orobnat/rechercherResultatQualite.do Agence de l’eau: http://www.lesagencesdeleau.fr/v2/pages/accueil.html http://www.eaurmc.fr/index.php?pedageau http://www.eaurmc.fr/juniors/ Carafe filtrante, distributeur d’eau filtrant: http://www.brita.frFiltre céramique, osmoseur: http://www.tech2o.fr/Filtre purificateur à pompe Katadyn: http://www.toysnature.com/rayons.php?PHPSESSID=0c67aa3ee793a07e45f8f3e3585f5aef&numr=1045&gclid=CPTl4uD0qagCFcRtfAodXk07fwAdoucisseur magnétique: http://www.antikalk.be/Adoucisseurd%27eau/Adoucisseurd%27eau.htm

Distribuer l’eauImages: issues du logiciel « Chimie » et http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Drehantrieb_auf_schieber.jpgCompteur d’eau: http://www.castorama.fr/store/Compteur-deau-froide-PRDm511679.html?isSearchResult=true&navAction=jumpSystème ClipFlow: http://www.hydrelis.fr/detecter-fuite-eau.php

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Liens 2/2

Economiser l’eau potableDouchette Ecoxygen : http://ecoxygen.fr/boutique/rayons.php?_economie_d_eau_douche_economiseur_d_eau_robinet_wc_&numr=1Robinet infrarouge: http://www.linum.eu/fr-fr/detail17.aspx?PID=17&pidk=1Images: http://users.skynet.be/bd/pedagogimage/ http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dripping_faucet_1.jpg?uselang=fr de Dschwen

Collecter les eaux uséesRecherche documentaire: http://www.epa.gov/athens/wwqtsc/html/swmm.html http://www.ademe.fr/partenaires/boues/pages/chap12.htm http://www.stats.environnement.developpement-durable.gouv.fr/donnees-essentielles/eau/gestion-de-l-eau-potable-et-des-eaux-usees/assainissement-la-collecte-des-eaux-usees-et-pluviales.html Image: http://atlaseau.valdoise.fr/content/print/content3653.html EPA SWMM: http://www.epa.gov/athens/wwqtsc/html/swmm.html

Traiter les eaux uséeshttp://www.bi-eau.fr/fr/micro-station-depuration-nos-produits-micro-station-graf/micro-station-depuration-klaro-quick-2-4-eh-passage-pietons_5 Image: http://maurois-col.spip.ac-rouen.fr/spip.php?article302

6/Structuration des acquisImage: http://users.skynet.be/bd/pedagogimage/

Liens: Images: http://www.informatiquegifs.net/cliparts.php?clipart=eau http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eau_(mol%C3%A9cule).PNG?uselang=fr de Pamputt

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