Module de formation à destination des équipes de circonscription

Le cycle de l’eau domestique

Education au développement durable

Cycle 3

Volume 2

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Sommaire

Volume I --------------------------------------------------------------------------

Présentation du module de formation page 5

Fiches connaissances à destination de l’enseignant page 6

Place de cet enseignement dans les programmes page 27

Volume 2 --------------------------------------------------------------------------

Ce que l’élève doit retenir page 3

Programmation d’une séquence page 5

Ressources sur le château d’eau page 10

Séquence de géographie page 14

Glossaire page 19

Exemples de production de classe en fin de séquence page 21

Annexe : évaluation départementale CM1 2013 – fiche 5 page 23

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Ce que l’élève doit retenir

Le circuit1 de l’eau de consommation (ou eau domestique)

L’eau brute destinée à la consommation domestique est prélevée dans un cours d’eau ou une nappe d’eaux souterraines.

Après pompage , elle est acheminée vers une usine de production d’eau potable où elle subit divers traitements physiques, chimiques et biologiques pour pouvoir être bue sans danger pour notre santé. Les étapes du traitement de l’eau sont :

- le dégrillage puis le tamisage afin d’éliminer les plus gros déchets ;

- la clarification : floculation puis décantation afin de rendre l’eau limpide ;

- la filtration sur lit de sable et/ou filtre à charbon actif qui achève de clarifier l’eau ;

- la désinfection de l’eau par chloration ou ozonation.

Rendue potable, l’eau est ensuite acheminée à travers un réseau souterrain de tuyaux dans les réservoirs des châteaux d’eau (stockage) puis est distribuée aux consommateurs pour leurs besoins quotidiens (usage de l’eau ) :

- besoins alimentaires (boisson, cuisson)

- besoins sanitaires (douche, bain, toilettes, entretien ménager)

- autres besoins (arrosage du jardin)

Après usage, les eaux usées sont recueillies via le réseau d’égouts (récupération ) pour être conduite vers une station d’épuration (traitement des eaux usées) avant d’être rendue à la nature (rejet ).

Le cycle domestique subi par l’eau du fait de son usage par les sociétés humaines se décompose par conséquent trois grandes étapes.

1. Production d’eau potable (pompage > traitement > stockage)

2. Distribution (réseau de canalisations et usage de l’eau )

3. Traitement des eaux usées (récupération > assainissement > rejet)

Le cycle de l’eau de consommation nécessite d’énormes infrastructures (réseau d’eau ). On compte ainsi sur le territoire français pas moins de 40 000 captages, 700 000 kilomètres de canalisations et environ 16 000 usines de production d’eau potable et 12 000 stations d’épuration des eaux usées. A l’évidence, seuls les pays riches peuvent se doter de tels équipements qui font grandement défaut à ceux qui n’en disposent pas.

A chaque étape du cycle, la qualité de l’eau est contrôlée par les traiteurs d’eau et les pouvoirs publics. L’eau brute prélevée et l’eau potable effectivement fournie aux usagers doivent toutes deux être conformes aux normes en vigueur.

En Europe, la fréquence des contrôles est réglementée par les pouvoirs publics de chaque pays.

La ressource en eau potable peut subir des pollutions d’origines différentes : • des pollutions agricoles (engrais, pesticides…) ; • des pollutions industrielles (déchets toxiques rejetés par les usines) ;

1 On évitera avec les élèves le terme de cycle qui peut induire l’idée que l’eau usée après traitement pourrait être à nouveau rendue potable.

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• des pollutions domestiques (eaux usées des toilettes, de la vaisselle, de la machine à laver). Ces pollutions rendent l’eau dangereuse pour les animaux et les végétaux. Il faut donc la traiter afin de la rendre inoffensive pour l’environnement. Différents systèmes d’épuration de l’eau existent : A) L’auto-épuration est un système naturel qui permet à l’eau des lacs, des étangs, des cours d’eau d’être épurée. Des bactéries, des algues, des plantes, présentes dans l’eau, se nourrissent des pollutions, les digèrent et produisent des boues : c’est le traitement biologique naturel. L'eau est ainsi épurée. Cependant, lorsque l’eau est trop polluée l’auto-épuration n’est plus efficace. Les bactéries sont alors suralimentées. Devenues trop nombreuses, les bactéries finissent par manquer de dioxygène et disparaissent. B) Un système d’épuration industriel de l’eau est mis en place : la station de production d’eau potable (en amont du réseau domestique), la station d’épuration (en aval du réseau domestique) Le processus d’épuration des eaux usées comprend plusieurs phases parmi lesquelles :

- le relèvement des eaux usées et un premier filtrage par dégrillage - le dessableur (sable) suivi du dégraisseur (graisses) - le décanteur (décantation des matières en suspension) - le traitement biologique aboutissant à la séparation de l’eau et des boues - rejet de l’eau rendue plus pure dans la rivière

L’eau est une ressource précieuse qu’il convient de ne pas gaspiller. Plusieurs éco-gestes permettent d’en limiter la consommation et de protéger la ressource. On peut estimer l’empreinte en eau domestique d’une personne sur une semaine, un mois, une année et mesurer l’impact des éco-gestes (une douche plutôt qu’un bain, arrêter la douche ou le robinet au moment du savonnage). On pourra se reporter aux indications de consommation d’eau quotidienne (p. 11 du module).

Gestes quotidiens

Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi Samedi Dimanche

Bain

Douche

Shampoing

Lavage des mains

Lavage des dents

Chasse d’eau

Verres d’eau

Exemples à construire avec les élèves. Comment limiter la consommation Comment protéger la ressource - -

- -

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Programmation d’une séquence

Comment (et pourquoi) épurer l’eau après usage ?

Connaissances à construire

� Identifier les sources de pollution de l’eau liées aux usages domestiques ou industriels et prendre conscience de la nécessité d e nettoyer les eaux usées.

� Comprendre et se représenter le cycle domestique de l’eau en ville. Connaître le trajet de l’eau dans la ville et situer :

- la station de traitement de l’eau potable en amont de la ville ou du village (et du château d’eau).

- la station d’épuration des eaux usées en aval de la maison après les égouts.

� Comprendre et utiliser des techniques d’épuration d e l’eau.

- Les eaux sont récoltées dans des égouts et conduites (relevées) vers une station d’épuration.

- Les stations d’épuration utilisent plusieurs techniques. L’eau usée est d’abord débarrassée des gros déchets (1. dégrillage ) puis les déchets qui tombent au fond sont arrêtés (2. dessablage ) et l’eau est dégraissée (3. dégraissage ). Une partie de la pollution est ensuite absorbée par des bactéries (4. traitement biologique ). Puis, l’eau, épurée mais non potable, est rejetée dans la rivière. Les résidus issus du traitement biologique sont compactés et séchés sous forme de boues . Ils sont ensuite mis en décharge, incinérés ou valorisés sous la forme d’engrais pour les agriculteurs.

Obstacles à la compréhension et pré-requis

Confusions entre eau claire, limpide, pure et potable.

Confusion entre station de traitement de l’eau potable et station d’épuration des eaux usées.

Conceptions erronées sur le rejet des eaux usées (dans la terre, dans les égouts ?). Politiques de traitement des eaux (réseau séparatif).

Absence de distinction entre les différents usages domestiques (ceux qui nécessitent une eau potable, et ceux qui ne la nécessitent pas).

Trajet de l’eau dans la ville mal identifié et non mis en relation avec le cycle de l’eau.

Pré-requis : Cycle de l’eau dans la nature.

Impact de la qualité de l’eau sur les êtres vivants (dans les différents milieux). Approche systémique.

Capacités et attitudes

Etre capable de mener une démarche d’investigation adossée à l’expérimentation.

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Identifier les différentes étapes de la démarche expérimentale (émettre une hypothèse, imaginer et concevoir une expérience, procéder à une observation, rendre compte d’une expérience et schématiser.

Savoir travailler à plusieurs, prendre en compte le point de vue de ses camarades.

La maîtrise de la langue et le vocabulaire spécifiq ue

Recueillir des informations et les traiter.

Apprendre à rapporter devant le groupe classe. Défendre son point de vue, argumenter et justifier. Formuler des questions.

Utiliser le vocabulaire spécifique adapté à la situation.

La démarche suivie

Respect des étapes successives : problématisation / investigation / structuration.

Recueil et confrontation des conceptions initiales.

Emissions d’hypothèses. Propositions d’expériences, réalisations, observations et comptes-rendus, synthèse et structuration des connaissances, recherches complémentaires. Si possible, sortie sur le terrain.

Utilisation du cahier d’expériences.

Modalités de travail variées : collectif, en groupes…

SEQUENCE TYPE : LE CIRCUIT (CYCLE) DOMESTIQUE DE L’ EAU

Pré-requis : Le cycle de l’eau dans la nature.

> Séance 1: D’où vient l’eau du robinet ? Et que fa it-on de l’eau après usage ?

1a – Recueil des conceptions initiales chez les élèves

1b - Recherche documentaire

> Séance 2 : Dans le grand cycle de l’eau : quels sont les diffé rents types d’eau ? Vocabulaire spécifique, identification des différen ts types de pollutions.

> Séance 3 : Comment faire pour épurer l’eau ?

3a - Propositions expérimentales

3b - Réalisations expérimentales

> Séance 4: Réalisation d’un écrit scientifique

Evaluation formative

> Séance 5 : Fonctionnement d’une station d’épurati on (visite virtuelle ou réelle)

Évaluation sommative

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SCIENCES / EDD : LE CIRCUIT DOMESTIQUE DE L’EAU

Cycle 3 : Niveau CM1 Programmes 2008 Progressions 2012 Séance 1: D’où vient l’eau du robinet ? Et que fait -on de l’eau après usage ?

1a – Recueil des conceptions initiales chez les élèves

1b - Recherche documentaire

Séance 2 : Dans le grand cycle de l’eau, quels sont les différents types d’eau ? Contextualiser / rappel de la séance précédente � Rappeler aux élèves les éléments relatifs au grand cycle de l’eau (cycle naturel +circuit

domestique à compléter). Phase de mise en route � Présenter les images d’eaux à classer. « Vous devez regrouper ces images d’eaux en fonction de leur place dans le grand cycle de l’eau (cycle naturel + circuit domestique), trouver un adjectif commun pour qualifier chaque groupe » Phase de recherche � Par groupe, les élèves réalisent le groupement. R.A. : 4 groupes : eau brute (dans la nature et au captage)/ eau potable (après la production d’eau potable et dans les habitations)/ eau usée (à la sortie des habitations, égouts, jusqu’à la STEP)/eau épurée (sortie de la STEP vers la rivière) � Une fois terminé, le travail est à afficher au tableau. Phase de mise en commun � A travers les propositions, distinguer ressemblances et différences et par les échanges

établir un affichage commun pour la classe. Phase d’institutionnalisation

Remarques :

-la pollution de l’eau peut être évoquée par lés élèves (selon les images choisies), on peut traiter les différents types de pollutions dans une séance à part.

Séance 3 – a : Comment épurer l’eau ? – Proposition s expérimentales Phase de mise en route « Vous allez mettre en place un protocole pour épurer l’eau. Chaque groupe aura une eau usée différente. » Groupe A : eau + huile Groupe B : eau + terre

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Groupe C : eau + papier toilette Groupe D : eau + farine Groupe E : eau + café Aides à l’écriture du protocole: Matériel / hypothèse / réalisation de l’expérience (écrit et schéma) / résultat attendu. Phase de recherche � Chaque groupe recherche une expérience qui peut permettre d’épurer l’eau. � Evoquer la possibilité de réaliser plusieurs « actions ». � Faire remarquer qu’il ne s’agit pas seulement d’enlever ce qui est dans l’eau mais aussi

de la clarifier. � En cas d’expérience trop simple, comme un simple transvasement, démontrer en le

réalisant, que ce n’est pas suffisant. Phase de mise en commun � Reprendre, en collectif, les différents éléments qui doivent apparaître dans le protocole. � Faire apparaitre qu’il faut garder une partie de l’eau de départ pour pouvoir comparer. � Etablir la méthode de comparaison : visuelle voir olfactive dans certains cas. � Réactiver le vocabulaire sur l’aspect de l’eau (vu en cycle2) en faisant décrire l’eau de

départ: claire, foncée, limpide, trouble, opaque, suspension. � Relancer la réécriture. Phase de structuration Par groupe, les élèves réécrivent leur protocole, en le complétant : liste complète du matériel, la nécessité de représenter les étapes dont celle de comparaison ainsi que ce qu’ils pensent observer (utilisation de la fiche établie en début d’année). Séance 3 - b: Comment épurer l’eau ? Réalisations e xpérimentales Phase de mise en route � Rappel de la séance précédente, redire ce que chaque groupe à comme eau à épurer. � Réexpliquer que chaque groupe doit réaliser l’expérience telle qu’il l’a conçue en suivant

le protocole. � Redire qu’il faut schématiser l’expérience telle qu’elle s’est passée, donner ses

observations et conclure. � Procéder à la mise en place des groupes sciences. Phase de recherche � Chaque groupe réalise son expérience. � Vérifier que chaque groupe complète les observations et la conclusion (aide au

vocabulaire pour décrire l’eau si nécessaire). Phase de mise en commun � Choisir un élève qui rapporte le travail de chaque groupe. � Noter chaque conclusion au tableau. � Mettre en avant les points communs dans les observations et les conclusions. R.A. : -Les éléments solides qui ne sont pas trop petits peuvent être filtrés avec plusieurs types de filtres (passoire, sable, filtre à café). -Des éléments « dissous » dans l’eau sont des particules trop fines qui vont devoir être épuré par d’autres procédés en particulier chimiques. Phase de structuration � Ecrire une synthèse commune.

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� Eléments attendus : l’épuration de l’eau par un processus de filtration, voire de décantation – la nécessité de mettre en place plusieurs processus à la suite (avec l’idée de retirer d’abord les plus gros éléments et puis d’affiner) – intervention de processus plus complexe et surement chimique pour retirer les fines particules.

� Ouvrir sur la séance où on étudiera la station d’épuration. � Les protocoles de chaque groupe seront photocopiés et la trace écrite copiée à la suite

dans le cahier d’expérience. Séance 4: Réalisation d’un écrit scientifique

� Evaluation formative - La réalisation d’un écrit scientifique permet à ce stade de la séquence à l’enseignant d’évaluer ce que les élèves ont retenu et compris, quelles hypothèses ils ont émis et en quoi les expériences réalisées leur ont permis de les valider. Elle permet également d’identifier les difficultés rencontrées où les confusions qui ont pu s’installer chez certains élèves afin de procéder aux remédiations nécessaires.

Séance 5 : Fonctionnement d’une station d’épuration (visite virtuelle ou réelle).

� Évaluation sommative.

L’enseignant pourra s’appuyer sur les documents fou rnis dans le module et les expériences réalisées. L’évaluation sommative constituera un él ément préparatoire à la passation de l’évaluation départementale.

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Autres expériences réalisables en classe

� Comment distinguer eau pure et eau limpide ?

� Comment éliminer l’odeur ?

� Retirer un composé de l’eau

� Simuler le château d’eau (voir séquence interdisciplinaire page

suivante)

� Floculation : « les flocons de l’eau »

� Nano-filtrer l’eau

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Interdisciplinarité – pour aller plus loin

EDD / Sciences / Géographie / Histoire des arts : L e château d’eau

Cycle 3 : Niveau CM1

Une fois l'eau rendue potable, il faut la stocker (car la consommation est très différente selon l'heure ou le jour) avant qu'elle ne soit distribuée. Il existe plusieurs types de réservoirs : au sol ou enterrés. Ils sont situés dans les zones les plus hautes d'une ville pour que l'eau s'écoule toute seule vers les consommateurs.

En terrain plat, on construit des réservoirs surélevés pour créer une différence de niveau artificielle : ce sont les châteaux d'eau .

► Un château d'eau est généralement une tour, avec un grand réservoir à son sommet. L'eau potable est envoyée dans ce réservoir à l'aide de pompes puissantes, nécessaires pour créer une surpression qui fait monter l'eau dans le réservoir, situé parfois à plus de 100 m au-dessus du sol.

► Le château d'eau sert à maintenir une pression suffisante pour l'alimentation de toutes les habitations, et assure un débit constant à l'eau qui sort du robinet. C'est également une réserve de sécurité, en cas d'incident imprévu (incendie, coupure de la source …)

► Cet ouvrage accumule l'eau pendant les périodes de faible demande (la nuit) et la

redistribue lorsque la demande augmente (le jour).

L'eau stockée dans le château d'eau descend à la demande, grâce à son propre poids, vers les canalisations qui la transportent jusqu'aux consommateurs grâce à la pression exercée et selon le principe des vases communicants (lorsque deux récipients sont reliés par un tuyau,

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la hauteur de liquide dans les deux récipients est exactement la même. On parle ici de la hauteur mesurée à partir du sol et non de la hauteur mesurée à partir du fond du récipient.)

► Comment se fait-il que l’eau monte d’elle-même jusq u’aux robinets des plus hauts étages de nos maisons ?

- Si le robinet est plus bas que le réservoir, l'eau coule par vase communicant.

- Si le robinet est en hauteur par rapport au château d'eau, il faut ajouter une pompe qui va augmenter la pression afin de faire monter l'eau jusqu'à l'habitation.

Les habitations qui se trouvent dans le fond d'une vallée auront donc une pression plus élevée que celles qui se trouvent plus haut.

► Expériences :

Prends deux bouteilles que tu appelleras A et B et coupe le fond de chacune d’elles. Relie les deux bouteilles par un tuyau que tu feras passer par un trou fait dans chaque bouchon.

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Assure-toi que les bouchons sont bien étanches en ajoutant de la patafix autour du tuyau. Tiens les bouteilles A et B goulot vers le bas et remplis-en une d’eau. Que se passe-t-il ?

Agence Seine-Normandie.

- Étape 2 : Place la bouteille B plus haut que la bouteille A. Que se passe-t-il ?

- Étape 3 : A l’inverse, place la bouteille A plus haut que la bouteille B. Que se passe-t-il ?

► Les châteaux d'eau sont maintenant en béton, et certains, anciens, sont classés comme ouvrages d'art.

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Pour aller plus loin :

• Dès l'Antiquité, les hommes ont crée des systèmes pour amener l'eau en ville : les aqueducs .

Exemples :

- Le pont du Gard : www.pontdugard.fr

- L'aqueduc de Fontainebleau : http://fr.wikipedia.org/wiki/For%C3%AAt_de_Fontainebleau#B.C3.A2timents_et_lieux_remarquables http://www.eaudeparis.fr/uploads/tx_edpevents/DPAqueducsLoingvdef.pdf

• Pour obtenir de l'eau, les gens devaient aller à la rivière, aux fontaines ou aux puits . Des porteurs d'eau la distribuaient dans tous les quartiers.

http://www.eaudeparis.fr/fileadmin/contribution/culture/patrimoine/Wallace.pdf

Dans les pays développés, ce n'est que depuis le XXème siècle que la plupart des maisons et des immeubles disposent de l'eau courante.

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Séquences de géographie en lien avec le thème étudié

Géographie et éducation au développement durable :

quelques pistes de réflexion en direction des ensei gnants du cycle 3

1. Rappel des principes généraux

• Une finalité majeure

« La finalité de l'éducation au développement durable est de donner au futur citoyen les moyens de faire des choix en menant des raisonnements intégrant les questions complexes du développement durable qui lui permettront de prendre des décisions, d'agir de manière lucide et responsable, tant dans sa vie personnelle que dans la sphère publique2 ».

• Un concept pluriel, un enseignement spécifique

Le concept de développement durable a pour objet d’aboutir à un développement qui soit économiquement viable (satisfaction des besoins d'une génération), socialement équitable (solidarité entre les sociétés) et écologiquement reproductible.

A ce titre, il impose que soient prises en considération l’analyse scientifique, la citoyenneté et la dimension temporelle et spatiale : l’éducation au développement durable (EDD) repose donc tout à la fois sur des enseignements disciplinaires (sciences, technologie, histoire, géographie) et sur le domaine transversal de l’éducation civique.

• Une approche à plusieurs échelles

Si, compte tenu de l’âge des élèves de l’école primaire, la dimension environnementale peut être privilégiée, les enseignants ne doivent pas perdre de vue que l’environnement ne se limite pas à des aspects physiques, chimiques et biologiques mais qu’il inclut des facteurs sociaux, historiques et économiques qui sont susceptibles d’avoir un impact immédiat ou différé sur les êtres vivants et sur les activités humaines.

Les situations d’enseignement et d’apprentissage mises en œuvre dans les classes doivent prendre appui sur tout ou partie des quatre pôles figurant ci-dessous3, la nécessité d’inscrire les pratiques de classe dans une approche multiscalaire étant de fait structurellement d’essence géographique.

2 BOEN N° 41 du 10 novembre 2011

3 BOEN N° 41 du 10 novembre 2011

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2. De la place de la géographie dans l’éducation au développement durable (EDD)

• La géographie propose une approche spécifique du développement durable envisagé à différentes échelles, du local au global (ou inversement). Science qui place l’espace des sociétés au cœur de ses analyses, elle se caractérise par l’étude des rapports complexes et non déterministes que les hommes établissent avec la nature et ses ressources. Elle a notamment pour objectif de montrer, en s’appuyant sur des références historiques, la manière dont ces rapports ont évolué dans le temps et en fonction des espaces considérés.

• La géographie intègre en règle générale le développement durable aux problématiques d’aménagement des territoires. En ce qui concerne la ressource en eau par exemple, elle offre la possibilité d’analyser les choix de gestion par le jeu des acteurs correspondants au sein d’une société donnée ; elle s’intéresse en particulier à la manière dont les conflits d’usage4 peuvent apparaître au sein d’un territoire donné.

• La géographie fait du développement durable un concept opérationnel dans l’analyse de l’espace. Autrement dit, « toutes les questions géographiques intègrent la réflexion sur le développement durable. Comment mieux gérer, mieux aménager pour plus de justice, pour une meilleure qualité de vie des hommes, pour une bonne gestion des ressources ? 5 ».

• Au cycle 3, le programme de géographie envisage, quel que soit le niveau d’enseignement, trois types de capacités6 : lire une carte, lire un paysage et utiliser un document statistique simple. Toutes peuvent être mises en œuvre successivement ou conjointement dans le cadre de l’EDD (cf. fiches pédagogiques associées au module de formation).

4 « Les conflits d’usage sont liés aux modalités économiques et sociales de l’occupation des espaces. Ils portent

sur l’utilisation ... d’une ressource dont divers acteurs souhaitent faire des usages incompatibles » (http://www.hypergeo.eu/spip.php?article549). 5 VEYRET Y. et JALTA J., « Développements durables. Tous les enjeux en douze leçons », Autrement, 2010.

6 BOEN N° 1 du 5 janvier 2012.

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GEOGRAPHIE / EDD : Le rôle de la Seine et de ses a ffluents dans les transports franciliens

Cycle 3 : Niveau CE2 « Des réalités géographiques locales à la région où vivent les élèves. » • Document de référence : affiche « le transport fluvial en Ile de France », éditée par les Ports de Paris (http://www.paris-ports.fr/sites/default/files/expo_triel1_110126.pdf)

Séance 1 : « les caractéristiques du réseau des voi es navigables en Ile de France » • Observation et description des éléments cartographiques (travail de groupe) Questions envisageables7 : - quelle est la région représentée sur cette carte ? - quel est le nom du fleuve qui traverse cette région ? - comment s’appellent ses affluents ? - pourquoi dit-on qu’il s’agit de voies « navigables ». - combien y a t’il de ports au total dans la région ? - cherchez la définition d’une « plate forme-multimodale ». En utilisant la légende de la carte, indiquez le nom de l’une d’entre elles. - quelles sont les informations situées à gauche de la carte qui montrent l’importance des activités économiques liées aux voies navigables régionales ? - « 20 millions de tonnes sont transportées par voie d’eau » : selon vous, que transporte-t-on ainsi ? - combien de passagers sont transportés par bateaux ? - Quel mode de transport est le moins cher ? - Quels avantages les transports fluviaux ont-ils d’un point de vue environnemental ? • Présentation des éléments de réponse obtenus par les membres de chaque groupe, confrontation des points de vue, validation par l’enseignant(e) • Elaboration collective d’une trace écrite synthétique sur « les avantages écologiques du transport fluvial » Séance 3 : « Fleuve et rivières dans les paysages franciliens »

• Mise en relation avec les éléments issus des deux premières séances ; élaboration collective de la trace écrite finale sur « le rôle de la Seine et de ses affluents dans les transports franciliens » Séance 4 : Evaluation sommative • Modalités et objectifs à déterminer par l’enseignant selon les critères de son choix.

7 Ce ne sont que des exemples que l’enseignant pourra adapter le cas échéant à ses propres objectifs et au

niveau des élèves de sa classe.

• Présentation de deux images paysagères libres de droit dans le cadre d’une utilisation pédagogique - N° 1 : Bateaux-mouches sur la Seine à Paris - N° 2 : Port de Gennevilliers • Observation et description des plans ou des unités fonctionnelles, identification des activités représentées, localisation des prises de vue sur le document cartographique utilisé précédemment - N° 1 : activités touristiques, le fleuve comme axe de concentration des éléments du patrimoine régional - N° 2 : activités industrielles et logistiques

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GEOGRAPHIE / EDD : Un accès inégal à l’eau potable dans le Monde Cycle 3 : Niveau CM2

« La France dans le Monde » : « Espaces riches et pauvres à l’échelle de la planète » Repères pour l’enseignant La question de l’inégal accès à l’eau dans le Monde permet de (re-) mobiliser en classe deux notions essentielles : 1. L’eau est une ressource rare et inégalement répa rtie. Si l’eau douce est une ressource assez largement renouvelable, elle ne représente que 2,5 % de l’eau présente sur la planète. Elle n’est en outre pas forcément utilisable : 70 % se présente sous forme de glace, près de 30 % provient de nappes souterraines plus ou moins accessibles. Fleuves et rivières ne constituent que 0,005 % du stock total d’eau douce. Le sixième de la population mondiale n’a pas accès à l’eau et deux milliards de personnes vivent dans des pays à stress hydrique (ressources inférieures à 1700 m3 par personne et par an). 2. L’accès régulier et suffisant à l’eau potable né cessite de couteux aménagements qui sont en règle générale assez peu envisageables dans les pays en voie de développement. La demande en eau justifie en effet que les sociétés aient endigué des fleuves, construit des barrages. Les mégapoles ont des besoins croissants ; New-York doit aller chercher l’eau de plus en plus loin dans les régions voisines, de même que Barcelone, Los Angeles ou Pékin. Quant à l’agriculture irriguée, son développement repose également sur la réalisation d’infrastructures spécifiques. Au total, les paysages portent la marque de tous ces aménagements qui exigent une maîtrise technologique et des moyens matériels peu présents dans les Etats du Sud Séance 1 : Phase de sensibilisation • Observation et description des informations représentées sur le planisphère « Population ayant accès à l’eau potable » (document 1). A l’aide d’un atlas, identification et localisation de quelques Etats du Monde dont moins de la moitié des habitants disposent d’un accès à l’eau potable en précisant aux élèves que, selon l’OMS, l’accès à l’eau de boisson signifie que la source est située à moins d’un kilomètre de l’endroit de son utilisation et qu’il est possible d’obtenir régulièrement au moins 20 litres d’eau par habitant et par jour. • Observation et description des informations représentées sur le planisphère « Répartition de la richesse dans le Monde » (document 2). A l’aide d’un atlas, identification et localisation de quelques Etats du Monde dont le produit intérieur brut par habitant est le plus faible. • Mise en perspective des informations recueillies : les Etats les plus pauvres sont aussi en règle générale ceux dont la population a un accès restreint à l’eau potable. • Problématisation de la démarche : « comment expliquer les liens entre niveau de développement et accès à l’eau potable ? » Séance 2 : Phase d’investigation Après avoir fait reformuler la problématique induite par l’analyse croisée des documents 1 et 2, mise en activité des élèves par groupes. • Distribution de deux documents associés à un questionnaire :

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� Doc. 3 - Affiche « Accéder à l’eau potable » de l’exposition des photographies

de Yann Arthus-Bertrand « Le développement durable, pourquoi ? », 2006 Exemples de questions envisageables : - Quelle est la nature de ce document ? - Qui en est l’auteur ? - Où a t’il été réalisé ? - S’agit-il d’un pays riche ? Justifiez votre réponse à l’aide du document 2. - Que fait le groupe représenté ? - De qui est-il constitué ? - Comment s’appelle l’endroit où se trouve ce groupe ? - A quoi voit-on que l’eau se trouve à une faible importante ? - A quoi servent les récipients répartis tout autour de ce lieu ? - Pourquoi vient-on chercher l’eau ici ?

� Doc. 4 - Texte « L’accès à l’eau, un facteur essentiel de développement » « L’eau insalubre et le manque d’hygiène entrainent chaque année le décès de plus de 1,5 million d’enfants. En moyenne, les femmes du Monde entier marchent six kilomètres par jour en transportant 20 litres d’eau. Améliorer l’accès à l’eau potable, c’est leur permettre de dégager du temps et de l’énergie pour d’autres activités et de gagner un revenu plus important pour leur famille ». Exemples de questions envisageables : - Cherchez le sens du mot « insalubre » dans le dictionnaire. Quel synonyme pourrait-on utiliser ? - Quelle est la conséquence de la consommation d’une eau insalubre ? - Pourquoi, en améliorant l’accès à l’eau potable, le niveau de vie de la population augmente-t-il ? Séance 3 : Phase d’institutionnalisation • Présentation et confrontation des réponses proposées par chacun des groupes. • Mise en relation et validation des réponses attendues par l’enseignant(e) :

� Document 1 : « la pauvreté limite les possibilités d’accès à l’eau potable » � Document 2 : « un accès limité à l’eau potable est un obstacle au développement ».

Séance 4 : Phase de structuration • Elaboration d’une trace écrite qui apporte une réponse à la problématique initiale et qui prenne appui sur les documents mobilisés :

� sous la forme d’une synthèse rédigée à partir d’une liste de mots-clés (eau potable, pauvreté, développement ...)

� sous la forme d’un schéma à compléter, les élèves devant placer au bon endroit les propositions correspondantes

� Séance 5 : Evaluation sommative

• Modalités et objectifs à déterminer par l’enseignant selon les critères de son choix.

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Glossaire

Assainissement de l’eau : Ensemble des techniques de collecte, de transport puis de traitement des eaux usées et des eaux de pluie pour les rendre saines avant leur rejet en rivière (voir aussi station d’épuration).

Auto-épuration : L’eau ou le sol transforment et éliminent naturellement les pollutions qui les affectent (partiellement ou en totalité), grâce à des phénomènes de filtration et d’oxydation, ainsi que par l’action des organismes présents dans l’éco-système (bactéries, plantes, insectes).

Boues d’épuration :

• Boues activées : technique de l’épuration biologique faisant appel à des concentrations élevées de microorganismes épurateurs.

• Boues à traiter : résidus produits lors des différentes phases de dépollution des eaux usées dans une station d’épuration (décantation primaire, clarification). Après traitement, elles peuvent être valorisées sous forme d’engrais à destination des surfaces agricoles, ou éliminées.

Clarification : Etape de l’épuration biologique produite par la séparation de l’eau et des boues activées par une décantation. L’eau peut, après clarification, être rejetée en rivière.

Cycle domestique de l’eau (ou de l’eau domestique , ou petit cycle de l’eau ) : Succession d’opérations permettant la fabrication et l’utilisation d’eau potable en amont du réseau de distribution et le traitement des eaux après usage et collecte (égouts) en aval.

Captage d’eau : Dispositif de prélèvement (collecte passive ou pompage) d'eau potable, soit à partir d'une source qui sort naturellement de terre, soit à partir d'un cours d'eau ou du réservoir d'un barrage, soit à partir d'une nappe d'eau souterraine ou aquifère.

Château d’eau : Réservoir d'eau surélevé et appartenant à un réseau de distribution d'eau.

Décantation primaire : Technique qui permet d’éliminer les particules en suspension en les laissant se déposer au fond d’un bassin. Cette étape contribue à la production de boues.

Dégrillage : Prétraitement qui consiste à débarrasser les eaux usées des polluants solides les plus volumineux susceptibles de gêner les traitements ultérieurs voire d’endommager les équipements. Les eaux usées sont filtrées au travers d'une grille dont les barreaux, plus ou moins espacés, retiennent les matières les plus volumineuses qui seront ensuite éliminées avec les ordures ménagères.

Déshuilage (dégraissage) : Etape du prétraitement destinée à retirer les graisses remontées à la surface du fait de leur densité plus faible que celle de l’eau.

Dessablage : Étape du prétraitement destinée à retire les sables et les particules non organiques (matières minérales lourdes) par décantation.

Eau épurée : Eau débarrassée de ses diverses pollutions grâce à un système d’assainissement. L’eau épurée qui est rejetée en rivière ne doit pas nuire à l’écosystème mais n’est pas potable pour autant (normes de rejet).

Eau potable : Eau satisfaisant à un certain nombre de critères la rendant propre à la consommation humaine. En France, 64 paramètres de contrôle sont définis par la législation en vigueur. L’eau captée en rivière ou en nappe souterraine subit un certain nombre de traitements dans une usine de potabilisation.

Eau usée : Eau qui s’est chargée de divers polluants après son usage. On distingue les eaux usées d’origine domestique (douche, lave-vaisselle, toilettes) et celles issues des industries.

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Egout : On appelle ainsi le réseau public de collecte. Il recueille les eaux usées d’une ville et les évacue vers la station d’épuration. Il comprend les canalisations des communes et des départements, les collecteurs recueillant l’eau de ces canalisations, et les émissaires recueillant l’eau des collecteurs. Ces derniers présentent des diamètres entre 2,5 et 6 mètres et sont situées entre 10 et 100 mètres de profondeur.

Epandage : Action consistant à répandre des boues d’épuration déshydratées ou sous forme granulaire sur des terres agricoles.

Epuration biologique : Etape permettant de supprimer les pollutions dans l’eau par l’action de bactéries présentes naturellement dans les eaux usées, soit par cultures libres (boues activées) soit par cultures fixées (sur un matériau support).

Nappe phréatique : Etendue d’eau souterraine formée par l’infiltration de l’eau de pluie dans le sol. Ce sont les nappes phréatiques qui alimentent les sources (qui alimentent à leur tour les rivières) et les puits.

Pompage : voir captage

Potable : voir eau potable

Station d’épuration : Station de traitement des eaux usées des usagers (particuliers et industriels) raccordés au réseau d'assainissement et des eaux pluviales (dans le cas de réseaux non-séparatifs). La station rejette une eau épurée dans le milieu naturel qui doit être conforme aux valeurs limites définies par arrêté préfectoral. Les résidus de traitement sont ensuite récupérés sous forme de boues.

Traitement : voir assainissement

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Exemples de production de classe en fin de séquence

Classe de Cm1, Paul Vaillant Couturier, Bagnolet Classe de Ce2, Joliot-Curie, Bagnolet

Classe de Ce1, Jean Jaurès, Bagnolet Classe de CM2, Henri Barbusse, Bagnolet

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Annexe : évaluation départementale CM1 (version 2013)

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