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Page 1 GIFT-2012 Geoscience Information for Teachers Workshop 22-25 avril Water! L’assemblée générale de l’EGU (European Geosciences Union) a lieu chaque année à Vienne en Autriche. Cette année 11 275 scientifiques de 95 pays ont participé, 4 436 conférences et 9 092 présentations de posters ont eu lieu. http://www.egu2012.eu/ Le programme GIFT, inclus dans cette assemblée, offre aux enseignants l'occasion de parfaire leurs connaissances et leurs compétences dans les différents domaines des géosciences. Il est organisé par le comité d’éducation de l’EGU dont le président est Monsieur Carlo Laj. Il combine des conférences scientifiques, des ateliers pédagogiques, et une exposition de posters illustrant les activités réalisées par des enseignants présents, autour des géosciences avec des élèves. Une centaine d’enseignants venant de 20 pays différents ont eu la chance de participer à cette assemblée. « L’eau » était le thème retenu cette année. De nombreux aspects autour de ce thème ont été abordés, données scientifiques récentes, pratiques pédagogiques …, et ce document reprend des notes prises durant cet atelier, ainsi que des données de la brochure http://www.egu.eu/fileadmin/files/GIFT/gift_brochure_2012.pdf. Les idées principales développées par les quatre premiers conférenciers peuvent être retrouvées dans l’article http://www.hydro.tuwien.ac.at/fileadmin/mediapool- hydro/Publikationen/bloeschl/2010_Montanari_psr.pdf Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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GIFT-2012 Geoscience Information for Teachers Workshop

22-25 avril  

Water! L’assemblée générale de l’EGU (European Geosciences Union) a lieu chaque année à Vienne en Autriche. Cette année 11 275 scientifiques de 95 pays ont participé, 4 436 conférences et 9 092 présentations de posters ont eu lieu. http://www.egu2012.eu/ Le programme GIFT, inclus dans cette assemblée, offre aux enseignants l'occasion de parfaire leurs connaissances et leurs compétences dans les différents domaines des géosciences. Il est organisé par le comité d’éducation de l’EGU dont le président est Monsieur Carlo Laj. Il combine des conférences scientifiques, des ateliers pédagogiques, et une exposition de posters illustrant les activités réalisées par des enseignants présents, autour des géosciences avec des élèves. Une centaine d’enseignants venant de 20 pays différents ont eu la chance de participer à cette assemblée. « L’eau » était le thème retenu cette année. De nombreux aspects autour de ce thème ont été abordés, données scientifiques récentes, pratiques pédagogiques …, et ce document reprend des notes prises durant cet atelier, ainsi que des données de la brochure http://www.egu.eu/fileadmin/files/GIFT/gift_brochure_2012.pdf.  Les idées principales développées par les quatre premiers conférenciers peuvent être retrouvées dans l’article http://www.hydro.tuwien.ac.at/fileadmin/mediapool-hydro/Publikationen/bloeschl/2010_Montanari_psr.pdf

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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Table des matières  Cycle de l’eau, disponibilité et distribution de l’eau potable : le défi majeur des 100 prochaines années. ...........................................................................................................................................3 

Alberto Montanari University of Bologna, Italy .................................................................................. 3 

 De l’eau partout, mais pas une goutte à boire ! ...............................................................................7 

Murugesu Sivapalan, University of Illinoiis Urbana‐Champaign ......................................................... 7 

 Les inondations dans un monde qui change ..................................................................................10 

Günter Blöschl,Centre for resource systems, Vienna University of Technology............................... 10 

 Origine et devenir de l’humidité atmosphérique sur les continents ...............................................12 

Hubert H.G. Savenije, Delft University of technology ....................................................................... 12 

 L’eau, une molécule clé pour le vivant et la biodiversité. ...............................................................14 

Gilles Bœuf président du muséum d’histoire naturelle de Paris, UPMC/CNRS ................................ 14 

 Observer la Terre de l’espace : quantifier les ressources en eau pour leur meilleure gestion .........19 

Pierre‐Philippe Mathieu, European Space Agency ITALY.................................................................. 19 

 Enregistrer l’évolution du climat : l’observatoire africain d’hydrométéorologie.............................22 

Nick van de Giesen, Delft University of Technology, Netherlands.................................................... 22 

 Cartographie piézométrique, simulation et modèles de circulation des eaux souterraines ............24 

François Tilquin, Lycée Marie Curie, Echirolles, Académie de Grenoble .......................................... 24 

 Notre empreinte sur l’eau, éducation au développement durable.................................................25 

Annegret Schwarz, Gymnasium an der Stadtmauer, Bad Kreuznach, Germany............................... 25 

 Activité pédagogique sur l’eau, éducation au développement durable ..........................................28 

Phil Smith, Teacher Scientist Network, Norwich, UK ........................................................................ 28 

 

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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Cycle de l’eau, disponibilité et distribution de l’eau potable : le défi majeur des 100 prochaines années. Alberto Montanari University of Bologna, Italy

La population augmente et les réserves en eau diminuent même dans les régions qui reçoivent des précipitations fréquentes. Pourtant nous savons peu de choses sur ce que devient une goutte d’eau. Elle peut tomber sur une feuille et s’évaporer ou bien tomber au sol. Si elle s’évapore elle retourne alimenter un nuage. Si elle tombe au sol, elle commence un long chemin et s’écoule vers l’océan ou bien va alimenter une nappe phréatique…

Les évènements d’inondations et de sécheresses sont difficiles à prévoir et la gestion des réserves d’eau douce reste un challenge.

Pour commencer voici des exemples:

- L’inondation de Barcellona Pozzo di Gotto en Sicile le 23 novembre 2011 Un glissement de terrain eu lieu après une journée de pluies incessantes et fit de nombreux dégâts. - La mer d’Aral s’est asséchée suite au détournement du fleuve  Amou‐Daria  dans  les 

années 60 pour irriguer les cultures de coton.  Récemment l’eau a commencé à être étudiée. Dans les années 1600 Benedetto Castelli, reconnu comme l’un des fondateur de l’hydrologie, émis l’idée que l’eau des rivières provenait de la pluie. Qu’est-ce que l’hydrologie ? L’hydrologie est la science qui étudie le cycle de l’eau, c'est-à-dire les échanges d’eau entre l’atmosphère, la surface terrestre et le sous-sol. http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycle.html

L’eau qui tombe au sol s’écoule (surface runoff) ou bien s’infiltre. Elle peut être interceptée par la végétation, ce qui est important pour prévenir les inondations. Quand elle s’infiltre elle peut circuler dans le sous-sol (grounwater discharge) ou bien rejoindre un aquifère (groundwater storage).

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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Il existe plusieurs types d’aquifères :

- Les aquifères libres qui se renouvellent rapidement et sont directement liés aux précipitations.

- Les aquifères captifs situés entre des roches imperméables, plus profonds et qui se renouvellent lentement (temps de résidence de l’ordre des siècles ou des millénaires).

Quel est l’impact de l’Homme sur les systèmes hydrologiques ? Il existe une interaction entre les systèmes hydrologiques et l’Homme qu’il faut prendre en compte, on parle d’hydro-sociologie. Les aménagements humains ont un impact sur l’hydrologie.

De grandes quantités d’eau douce sont utilisées pour irriguer les cultures et retournent rapidement sous forme de vapeur dans l’atmosphère. Seule une petite partie est destinée à l’usage domestique. Les activités humaines induisent une diminution de l’eau des aquifères ainsi que sa pollution.

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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La population augmente en même temps que la demande en eau. La ressource en eau devient un facteur limitant du développement des sociétés. (Koutsoyiannis et al. (HESS, 2009)) L’eau douce ne représente qu’une faible part de l’eau terrestre

La consommation globale d’eau douce est passée de 1000 km3/an en 1950 à 5000 km3/an en 2000.

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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Document : l’eau, un facteur limitant du développement humain La courbe de gauche représente les besoin en eau en fonction de la densité de population, celle de droite représente l’eau disponible en fonction de la densité de population. Les symboles rouges sont de taille proportionnelle à la population d’un pays. On peut voir que la Chine et l’Inde ont des problèmes de ressources en eau et doivent diminuer leur consommation. L’Italie est à la limite.

Le changement climatique est un problème. La température augmente sans aucun doute, et a un impact sur le cycle de l’eau. La quantité totale d’eau ne change pas mais son état change. Il est donc important de poursuivre les études pour améliorer les connaissances sur l’eau et les interactions avec le changement climatique et l’Homme. Les humains ne sont pas que des consommateurs d’eau mais sont aussi la cause des modifications du cycle de l’eau dans de nombreuses régions du monde. Connaître les différents mécanismes régissant le cycle de l’eau et concevoir des modèles hydrologiques prédictifs est un défi interdisciplinaire majeur, pour gérer les ressources en eau pour tous dans l’avenir.

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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De l’eau partout, mais pas une goutte à boire !

Murugesu Sivapalan, University of Illinoiis Urbana-Champaign La Terre est la planète bleue recouverte au 2/3 de sa surface d’eau et pourtant la quantité d’eau consommable par les humains est faible. Existe-t-il une crise de l’eau? Plusieurs régions du monde n’ont pas assez d’eau pour produire la nourriture nécessaire aux populations croissantes. 1,1 milliard de personnes ont un manque d’approvisionnement en eau, et 2.4 milliards de personnes n’ont pas de système sanitaire. 250 millions de personnes sont affectées par la désertification. Des tronçons du fleuve jaune sont asséchés 226 jours par an. Le Jourdain est un objet de conflit Israélo-Palestinien. L’Homme consomme 1 m3 par personne et par an pour sa boisson 20m 3 d’eau à usage domestique sont consommés par personne par an. 100 m3 sont consommés par personne et par an pour l’industrie. La fabrication d’un hamburger consomme 2020 L d’eau. En moyenne dans le monde sont consommés 800 m3 d’eau par personne et par an (au Nigéria 50 m3, en Italie 1000 m3, aux USA 2000 m3) L’agriculture consomme 3500 km3 d’eau par an. Les pays qui sont en stress hydrique ont un volume d’eau disponible inférieur à 1700 m3 /persone/an. Le CWRF (water requierement for food) augmente. La Chine consomme de plus en plus de viande, or les élevages animaux consomment davantage d’eau que les cultures. Cela pose donc un problème supplémentaire vis-à-vis de l’eau (consommation multipliée par 3.7 entre 1980 et 2003). Le monde est face à une crise de l’eau qu’il s’est imposé en partie, en adoptant des comportements irresponsables et le gaspillage d’une ressource épuisable. Quelles sont les origines de la crise de l’eau ?

- Une demande croissante en eau, du fait de l’augmentation de la population et des changements de mode de vie.

- Une diminution des réserves en eau potable, du fait de l’utilisation par l’agriculture et l’industrie, du fait de la dégradation de la qualité de l’eau

- Une distribution insuffisante dans le temps et dans l’espace, du fait que l’eau se transporte difficilement

- Des ressources incertaines à cause du changement climatique, et à cause de la dépense énergétique croissante.

Cependant il existe des remèdes à différents niveaux. Les solutions seraient de réduire la demande en eau. Il faudrait aussi payer l’eau à son juste prix en tenant compte des coûts d’exploitation, de dépollution… Il faudrait entretenir les infrastructures existantes et en mettre en place de nouvelles permettant une exploitation plus efficace. Ceci aurait pour conséquence un usage plus adapté avec moins de gaspillages. La crise de l’eau est surtout celle de l’eau nécessaire pour la nourriture.

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Les responsables qu’ils soient agronomes, politiciens…ont montré une préférence pour les cultures irriguées. Et pourtant 60% de la nourriture mondiale est produite par des cultures pour lesquelles les précipitations suffisent. Ce type culture pourrait être optimisé par l’obtention de nouveaux hybrides, par des gestions locales plus efficaces des ressources en eau, par un stockage de l’eau en excès…. 70% de l’eau est consommée pour l’agriculture et sur cette quantité 60 à 75% n’atteint pas le végétal. Il faut 1000 tonnes d’eau pour récolter une tonne de blé, et 5 à 10 fois plus pour produire de la viande. L’eau consommée pour la production d’un aliment est « l’eau virtuelle ».

 

(For a ton of food) Figure 1: Unit water requirement of water for several crops, and for several types of meat (taken from Oki et al., 2003 Le commerce de nourriture entre les pays génère un déplacement de cette eau virtuelle. Plutôt que produire lui-même sa nourriture et d’utiliser l’eau pour produire du riz ou du blé, un pays dont les ressources en eau sont limitées devrait l’utiliser pour d’autres besoins que l’agriculture. Au contraire, les pays dont les ressources en eau sont importantes devraient produire pour exporter.

Figure 2: National virtual water balances and net virtual water flows related to trade in wheat products in the period 1996–2005. Only the largest net flows (>2Gm³/yr) are shown (taken from

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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Mekonnen and Hoekstra, 2010 Des politiques globales sur l’eau doivent être instaurées. Elles doivent s’appuyer sur son prix équitable, sur des gestions locales efficaces et sur des contrôles étroits du commerce d’eau virtuelle. Le plus gros problème pour en arriver à de telles politiques est notre manque d'information sur l'ampleur et la répartition des ressources en eau accessibles à tous les niveaux. Nous n'avons pas une idée suffisamment précise de l’impact du changement climatique, et des données sur les réserves d’eau des pays en voie de développement manquent. Nos espoirs pour prévenir et même inverser la crise de l’eau imposent des choix et des sacrifices draconiens. Cela nécessite une vision globale du problème et constitue un challenge fondamental pour l’humanité.

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Les inondations dans un monde qui change

Günter Blöschl,Centre for resource systems, Vienna University of Technology Quels sont les différents types d’inondation? Les inondations surviennent quand un sol normalement sec, est recouvert par de l’eau. Les causes sont diverses :

- Des précipitations intenses, la fonte des neiges, ou des embâcles. Exemple dans le nord de l’Italie en octobre 2011 (Cinque Terre).

- Des crues éclairs causées par des orages très localisés - De la pluie sur des terrains enneigés - Des inondations côtières en cas de tempêtes ou de tsunami. Exemple en 1717 le déluge de

Noël en Hollande, Allemagne et Scandinavie qui fit 14 000 victimes par noyade. - Des inondations causées par l’Homme, comme par exemple le barrage de Vajont en Italie

qui fut endommagé lors d’un très important glissement de terrain.

Processes of river floods © TU Wien. www.tuwien.ac.at Les inondations sont-elles en augmentation ? Récemment des précipitations majeures ont induit des inondations à différents endroits du monde (le Danube et l’Elbe en 2002, à l’ouest de l’Autriche et en Suisse en 2005…). Ces inondations furent plus importantes qu’auparavant. Mais les inondations ont-elles réellement augmenté ? Les changements sont dus aux aménagements humains, et au changement climatique. Le nombre de mort à cause des inondations en Afrique a été étudié :

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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2 000 morts en 1950, 4 000 en 1970 et 14 000 en 1990. On observe une étroite corrélation entre ces décès et l’augmentation de la densité de population dans une région. Les individus s’installent de plus en plus dans les zones inondables. Les aménagements des zones avoisinant les rivières pour protéger les populations contre les inondations à certains endroits, ont diminué la superficie des zones inondables. Elles constituaient des « réservoirs » d’eau et évitaient l’augmentation du débit des rivières en aval. Dans les zones urbanisées, l’eau ne peut s’infiltrer et cela augmente les risques d’inondations. Dans les zones de déforestation converties en cultures, l’érosion des sols est plus importante ce qui diminue leur capacité de rétention en eau et l’interception d’une partie des précipitations par la végétation. Le travail du sol peut aussi affecter de manière significative l’écoulement de l’eau. Ces dernières années des pluies torrentielles sont survenues plus fréquemment et de manière plus intenses du fait de modifications météorologiques en Europe, mais les corrélations sont encore assez méconnues et des recherches sont menées activement dans ce domaine. Flood management cycle

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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Origine et devenir de l’humidité atmosphérique sur les continents

Hubert H.G. Savenije, Delft University of technology Que devient l’eau qui s’évapore des continents ? Dans quelles proportions cette eau évaporée des continents est-elle responsable des précipitations ? La figure ci-dessous montre que les précipitations proviennent à 40% en moyenne de l’évaporation continentale, et que 60% environ des précipitations tombent sur les continents. Le coefficient global de ruissellement est de 30%. Water balance of all continental areas in percent normalized to the total precipitation (1999–2008)

La carte ci-dessous représente la répartition des précipitations dont l’origine est l’évaporation continentale. En Chine et en Asie centrale, dans la partie occidentale de l'Afrique centrale et en Amérique du Sud, la plupart des précipitations sont d'origine terrestre.

Cette autre carte ci-dessous montre les lieux d’évaporation continentale qui reformeront des précipitations continentales. Ainsi l’eau évaporée en Europe par exemple va donner des précipitations en Chine. La principale source des précipitations du bassin du Congo est formée par l’évaporation à l’Est de l’Afrique, à son tour le bassin du Congo donne les précipitations au Sahel. La forêt amazonienne est à l’origine des précipitations plus au sud. Cette répartition est à relier avec les directions des vents dominants.

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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http://www.hydro.tuwien.ac.at/fileadmin/mediapool-hydro/Publikationen/bloeschl/2010_Montanari_psr.pdf

L’utilisation des terres par l’Homme pourrait avoir des conséquences sur les ressources en eau dans les régions vulnérables. Par exemple l’utilisation des terres en Eurasie aurait un effet sur les ressources en eau de la Chine. La déforestation amazonienne a des conséquences sur les précipitations en Amérique du Sud…. http://www.agu.org/pubs/crossref/2010/2010WR009127.shtml

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L’eau, une molécule clé pour le vivant et la biodiversité.

Gilles Bœuf président du muséum d’histoire naturelle de Paris, UPMC/CNRS La Vie s’est développée dans l’océan ancestral il y a quelques 3,9 milliards d’années et a été capable d’élaborer depuis, plus d’un milliard d’espèces vivantes, apparues puis disparues. Nous connaissons aujourd’hui 1,9 millions d’espèces décrites et nous nous accordons pour estimer la diversité spécifique actuelle à plus de 8 millions d’espèces dont 1.7 millions d’espèces terrestres. Sur 35 phyla animaux, 14 seulement sont exclusivement marin. Plusieurs évènements cruciaux depuis l’émergence de la vie ont eu lieu, le développement de la membrane nucléaire il y a environ 2.2 milliards d’années, l’apparition d’êtres vivants pluricellulaires il y a 2.1 milliards d’années, puis l’établissement de symbioses avec des microorganismes qui deviendront des chloroplastes ou des mitochondries. La sexualité permettant de générer la diversité est apparue ensuite.

Il y a 440 millions d’années des espèces animales ont conquis le milieu terrestre et se sont diversifiées. Parmi les régions où la biodiversité est la plus riche actuellement, on trouve la Californie, Madagascar, le parc du Mercantour…..

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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L’Homme est « un écosystème » à lui seul puisqu’il abrite davantage de bactéries dans son intestin (60 milliards) que l’organisme ne compte de cellules (6 milliards). Quand on parle de biodiversité on doit aussi parler de la microbiodiversité. Les êtres vivants sont constitués d’eau et le problème majeur est de garder l’eau dans une cellule vivante. Sans eau une région devient un désert avec des êtres vivants ultraspécialisés ou bien sans vie du tout. Dans le désert Atacama du nord du Chili, la vie « revient » tous les 10 -12 ans quand il pleut. En quelques jours, l’endroit se couvre de fleurs et d’un cortège d’insectes. Cet écosystème temporaire ne dure que quelques semaines. La vie a donc émergé dans l’eau et n’est possible qu’avec l’eau ! La biodiversité repose sur l’existence de l’eau.

Les différences fondamentales entre la vie dans l’eau et la vie dans l’air résultent de différences physiques entre ces milieux (densité, capacité thermique, contenu en O2, présence d’eau…)

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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L’eau est le solvant biologique universel et sa proportion peut varier de 60% à plus de 98% (pour certains organismes aquatiques). Les échanges d’eau et d’ions entre les milieux intra et extra cellulaires, et entre les fluides internes et le milieu extérieur dépendent de l’osmose d’une part et de la dépense énergétique nécessaire à l’osmorégulation.

Les animaux au cours de l’évolution, ont développé deux stratégies pour équilibrer leurs teneurs en eau et solutés en fonction du milieu:

- La régulation isosmotique intracellulaire, les espèces ont alors la même pression osmotique (milieux intérieur et intracellulaire) que celle de l’eau de mer

- La régulation anisosmotique extracellulaire apparue plus tard (arthropodes et de nombreux invertébrés), les espèces maintiennent l’osmolarité des cellules et des fluides corporels dans une étroite fourchette (entre 250 et 350 mOsm.l) quelle que soit la salinité extérieure.

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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Les osmorégulateurs marins (les poissons osseux par exemple) ont dû mettre en place des stratégies d’absorption permanente de l’eau de mer et d’excrétion de sels par les branchies. De nombreuses adaptations ont été développées aussi bien par les plantes que par les animaux pour coloniser le milieu terrestre. Après les lichens et les mousses, de nouvelles formes végétales ont développé des racines capables d'absorber l'eau et les éléments nutritifs du sol, se sont paré d’une cuticule contre la déshydratation, ont développé de la lignine pour assurer le transport vertical de la sève, se sont doté de stomates pour les échanges gazeux. En raison de la densité et la viscosité de l'eau, l'énergie nécessaire pour la ventilation est beaucoup plus élevée chez les animaux aquatiques (1 à 2% de la dépense énergétique de l'homme alors qu’elle est comprise entre 5% à plus de 30% pour les poissons). Des espèces ayant besoin de beaucoup d’oxygène, comme les poissons pélagiques, atteignent des vitesses de nage supérieures à 130 km.h-1. Les espèces les plus petites s’approvisionnent en dioxygène au travers de leurs différents tissus, tandis que les espèces de plus grandes tailles utilisent des branchies. L'eau de mer contient environ 30 fois moins d'oxygène que le même volume d'air. Le problème des animaux aquatiques est de développer une surface branchiale suffisante pour permettre les échanges en O2 tout en limitant les pertes en eau ou en ions. D’un autre côté les animaux terrestres doivent faire face aux rayonnements ultra-violets, à la déshydratation, lutter contre la pesanteur en développant leur masse osseuse, et doivent aussi excréter des produits du métabolisme qui ne soient pas ou peu toxiques (urée, acide urique).

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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Deux groupes d’animaux seulement sont exclusivement terrestres (les myriapodes et les amphibiens). 12 phyla sur les 31 sont exclusivement marins (Echinoderme, brachiopodes…). La biomasse océanique est considérable. Les bactéries marines représentent 10% de la biomasse totale de la Terre. Le milieu océanique joue un rôle déterminant sur l’évolution biologique et l’évolution du climat. Durant sa vie entière un humain a besoin uniquement pour sa physiologie de 75 m3 d’eau. Selon l’âge et le sexe, le corps humain contient entre 60 et 75% d’eau. L’un des problèmes les plus alarmants auquel l’Homme doit faire face, est le manque d’eau de bonne qualité. Des millions de personnes meurent chaque année par manque d’eau ou bien en ayant consommé de l’eau non potable. La sécurité alimentaire, le développement industriel, l’environnement, les moyens de subsistance dépendent entièrement des ressources en eau. En 1995 le monde a consommé 3 906 km3 d’eau. Cette consommation devrait augmenter de 50 % d’ici 2025. Cela devrait avoir la conséquence de diminuer la consommation d’eau pour irriguer les cultures, et donc devrait avoir une conséquence sur les productions alimentaires. L’eau pourrait à l’avenir déclencher des guerres, parce qu’elle est inégalement répartie et parce qu’elle est gaspillée.

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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Observer la Terre de l’espace : quantifier les ressources en eau pour leur meilleure gestion

Pierre-Philippe Mathieu, European Space Agency ITALY

Rising Earth

https://earth.esa.int/web/guest/home Les cartes ci-dessous sont extraites de http://www.worldmapper.org/ (La Terre à l’anthropocène !)

Territory size shows the proportion of all worldwide freshwater resources found there.

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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The size of each territory shows the relative proportion of the world's population living there.

L’un des grands challenges du 21ème siècle est de mieux gérer les ressources en eau douce mondiale. Ceci nécessite de nouvelle techniques d’évaluation des ressources et une meilleure compréhension des échanges au sein du cycle de l’eau et des interactions avec les activités humaines et les écosystèmes. Les satellites jouent un rôle clé, de même que l’essor de nouvelles technologies (citizen science-smartphones !)

http://ec.europa.eu/environment/greenweek2011/sites/default/files/1‐4_Mathieu.pdf  Les différents satellites permettent de :

- Prévoir les évènements météorologiques - Enregistrer la composition atmosphérique - Enregistrer les variations climatiques - Mesurer le niveau des océans - Détecter les mouvements terrestres grâce à l’interférométrie

(Interferometric SAR (InSAR) technique) - Surveiller la fonte de la glace et mesurer son épaisseur

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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- Mesurer l’humidité des sols (pour prévoir les inondations par exemple, ou renseigner les études agronomiques)

- Mesurer la gravimétrie - Mesurer l’eau du sous-sol (programme GRACE (Gravity Recovery and Climate

Experiment) http://disc.sci.gsfc.nasa.gov/hydrology/additional/science‐focus/grace_groundwater.shtml

- Evaluer la biodiversité, surveiller les écosystèmes - …..

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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Enregistrer l’évolution du climat : l’observatoire africain d’hydrométéorologie

Nick van de Giesen, Delft University of Technology, Netherlands

Le changement climatique va très certainement avoir des impacts sur le continent africain. Il pourrait augmenter les problèmes de sécheresse qui sont majeurs en Afrique. Les données sur la climatologie de ce continent sont très pauvres. Cette initiative est de déployer 20 000 stations météorologiques à faible coût dans les écoles et d’inclure la météorologie dans le programme scientifique scolaire. Ce programme est le TAHMO (Trans‐African Hydro‐Meteorological Observatory) www.tahmo.org  Actuellement, nous travaillons sur la mesure des précipitations en utilisant un disdromètre acoustique.

La conception de ces stations météorologiques doit répondre à des exigences opérationnelles :

- elle doit être robuste - peu chère < 300 euros - résister aux conditions climatiques - de durée de vie moyenne de 5 ans ou plus.

Nous avons cherché à développer le pluviomètre acoustique. Il mesure l'impact de chaque goutte de pluie.

 Les avantages de ce projet sont multiples : des avantages économiques grâce à une meilleure appréhension des conditions météorologiques des avantages scientifiques et sociaux (prévisions de récoltes…). Education à l’environnement pour les enfants L’idée est de relier par la suite les stations météorologiques en réseau avec des ordinateurs portables disponibles pour les élèves afin d’utiliser les données dans des séances éducatives.  

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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http://www.citg.tudelft.nl/en/about‐faculty/departments/watermanagement/sections/water‐resources/leerstoelen/wrm/research/all‐projects/projects/current‐projects/tahmo/   http://www.tahmo.org/TAHMO_Report_Miranda_Pieron.pdf 

                

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

Page 24  

 

Cartographie piézométrique, simulation et modèles de circulation des eaux souterraines

François Tilquin, Lycée Marie Curie, Echirolles, Académie de Grenoble

Voir ce travail remarquable aux deux adresses suivantes http://www.ac-grenoble.fr/webcurie/bio/sol/ http://www.ac-grenoble.fr/webcurie/bio/eau/  Activités pédagogiques

Apprendre à construire une carte piézométrique

Un exemple de carte : la carte piézométrique du Drac à deux époques

Modèle analogique d’une nappe phréatique

Construire un modèle numérique à l’aide d’Excel

Carte piézométrique du Drac dans Google Earth

« L’érosiotron », modèle analogique des processus d’érosion des sols en fonction du substrat et du couvert végétal.

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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Notre empreinte sur l’eau, éducation au développement durable

Annegret Schwarz, Gymnasium an der Stadtmauer, Bad Kreuznach, Germany

Nous utilisons beaucoup d’eau chaque jour pour nos besoins domestiques mais aussi pour produire nos aliments, nos vêtements, notre papier….. Par exemple il faut 70 l d’eau pour produire une pomme, environ 800 l pour produire un petit déjeuner de type international, 15 000 l pour produire 1 kg de viande bovine…... L’empreinte en eau (water footprint) d’un produit est le volume d’eau douce cumulé nécessaire aux différentes étapes de sa fabrication. On l’appelle aussi « l’eau virtuelle » du produit qui comprend à la fois son eau constitutive et l’eau nécessaire à sa production. Ce concept est récent et a été proposé par le Professeur Arjen Y.Hoekstra. Nos besoins domestiques représentent 3% (soit 150 l / jour) de l’eau que nous consommons au total, les 97% correspondent à l’eau virtuelle des produits que nous utilisons. Les pays développés sont les plus grands importateurs d’eau virtuelle, et il serait nécessaire que chacun ait accès à de l’eau potable. Ces prises de consciences sont des objectifs de l’éducation au développement durable. Activité pédagogique : Calculer son empreinte ou l’empreinte des produits consommés Objectifs : explorer le concept de l'interdépendance mondiale en enquêtant sur les origines des aliments que nous consommons. La plupart des aliments et les ingrédients qui entrent dans leur fabrication, sont produits dans d'autres pays. Réflexion critique et prise de conscience qui pourrait conduire à des changements de comportement face à la consommation et face à la production. Méthode : utilisation de « water footprint calculator http://www.waterfootprint.org/?page=cal/WaterFootprintCalculator Rq : De nombreuses autres activités peuvent être construites sur ce thème à partir des données du site http://www.waterfootprint.org Exemples de documents:

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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- La consommation globale du coton nécessite 256 milliards de m3 d’eau par an. La production du coton pour l’Europe a un impact sur l’eau principalement en Inde et en Ouzbékistan.

- Cas de l’empreinte du commerce agricole extérieur du Royaume unis

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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The UK’s external agricultural water footprint

- Des données sur chaque pays, par exemple, la France

Quelles solutions pour limiter notre empreinte ? A partir de ces données, nous pouvons en débattre avec nos élèves……..consommer moins de viande, boire du thé plutôt que du café, moins subir la mode……

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr

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Activité pédagogique sur l’eau, éducation au développement durable

Phil Smith, Teacher Scientist Network, Norwich, UK http://www.tsn.org.uk/ De nombreuses activités éduquant au développement durable sont disponibles sur le site http://www.carboeurope.org/education/sustainability.php Parmi elles, celle présentée par Phil Smith dont le but est de prendre conscience que la consommation de l’eau en bouteille n’est pas une solution « durable ». Il faut produire le plastique, l’étiquette, éventuellement du gaz, les transporter……en tout 40 étapes qui consomment de l’énergie !

Auteur : Nathalie Bontempelli Source : ac-rouen.fr