1.5 Expérience

D’où viennent les nuages ?

Niveau : à partir du CE1 et CE2

D’où viennent les nuages ?

Matériel

• 1 bassine remplie à 1 tiers d’eau ;
• 1 verre transparent vide ;
• 1 caillou ;
• Du film alimentaire transparent.

Mode opératoire

1. Placer le verre vide dans l’eau, au milieu de la bassine. Le niveau de l’eau ne doit pas dépasser le bord du verre ;
2. Recouvrir le tout de film alimentaire ;
3. Placer le caillou sur le film, juste au dessus du verre ;
4. Attendre quelques heures.

Variante

La même expérience peut se faire en intérieur en versant de l’eau chaude dans la bassine, puis en placant sur le film (à la place du caillou) quelques glaçons.

Que voit-on ?

Au bout de quelques heures, on voit par transparence des gouttelettes se former sur le film à l’intérieur de la bassine. Les gouttelettes suivent la pente créée par le caillou et forment des gouttes qui tombent dans le verre. Avec le temps, le niveau de l’eau dans la bassine diminue et le verre se remplit d’eau.

Explications

On observe 2 phénomènes : l’évaporation de l’eau et sa condensation. Le soleil évapore l’eau liquide qui se transforme en vapeur plus chaude. Cette vapeur refroidit au contact du film transparent qui lui-même est en contact avec l’air extérieur (qui est plus froid que la vapeur). La vapeur se condense pour former de toutes petites gouttelettes, de la buée qui, peu à peu, en continuant à se refroidir redevient de l’eau liquide qui tombe sous forme de gouttes dans le verre.

Liens avec le quotidien

• Dans la salle de bain, quand on se douche à l’eau chaude, de la buée se dépose sur les miroirs. L’eau de la douche se condense au contact du miroir qui est plus froid. Quand on ouvre la porte de la salle de bain et que la température redescend, la buée des miroirs se transforme en gouttes d’eau.
• Quand on fait chauffer de l’eau dans la théière, on remarque un nuage de vapeur d’eau quand l’eau se met à bouillir. Si on approche une louche en métal du nuage, de la buée se dépose dessus.
• Le cycle de l’eau. Les eaux des océans, des lacs, des rivières… mais aussi l’eau que les végétaux rejettent, sont évaporées par le soleil (phénomène d’évapotranspiration pour les végétaux). Ensuite, elles se condensent au contact de l’air froid en altitude pour former les nuages. Puis les nuages, grâce aux mouvements de masse d’air en altitude, laissent s’échapper des gouttes d’eau, la pluie.

Précision importante sur l’explication du cycle de l’eau : lors de précipitations, l’eau de pluie a 3 possibilités. Soit elle ruisselle directement, soit elle s’infiltre dans le sous-sol, soit elle est à nouveau évaporée. Les proportions entre ruissellement/infiltration/évaporation dépendent de différents paramètres, dont le climat, la nature du sol et l’environnement. Par exemple, les pluies qui tombent sur une région au climat chaud vont préférentiellement s’évaporer, au détriment du ruissellement et de l’infiltration. Si c’est une région au climat tempéré avec de vastes forêts, les eaux vont préférentiellement s’infiltrer, plutôt que de ruisseler ou s’évaporer. En effet les racines des arbres – en plus de stabiliser les sols – facilitent l’infiltration des eaux dans le sous-sol. Ainsi la déforestation d’une région va entrainer une forte diminution de l’infiltration des eaux et augmenter considérablement leur ruissellement. Par conséquent, on va assister à une augmentation des inondations et des glissements de terrain.