Sur les traces de l'eau,
cet artiste de
la transformation

L'eau - les enfants en particulier n'ont souvent pas conscience de l'importance de cet élément et de la fascination qu'il exerce. L'homme, par exemple, est composé d'environ deux tiers d'eau, tout comme la terre. Si celle-ci est habitable c’est bien grâce à l'eau. Ce sont des faits largement répandus, mais qui n'en restent pas moins captivants, n'est-ce pas ? 

Photo © Fanny Della Corte 

L'eau est en outre un artiste de la métamorphose. Parmi les quatre éléments de base, le feu, l'air et la terre, l'eau est la seule matière présente dans la nature qui peut changer trois fois d’état (liquide, solide et gazeux). En réalisant des expériences avec de l'eau, vous pouvez notamment transmettre ce savoir et bien d’autres encore aux enfants de manière ludique. Et c'est passionnant pour nous aussi, les adultes ! Vous êtes curieux ? Avant de commencer, place à un peu de théorie. 

Dans le processus du cycle de l'eau, celle-ci est naturellement stockée et transportée d'un endroit à un autre grâce aux différents états d'agrégation. N’est-ce pas incroyable comme la nature est si bien réglée ?  

Voici comment cela fonctionne : les rayons du soleil réchauffent la surface de la terre, l'eau s'évapore et change d'état physique, passant de l'état liquide à l'état gazeux sous forme de vapeur d'eau invisible. Celle-ci s'élève jusqu'à ce que l'air environnant ne devienne si froid qu'il ne puisse plus absorber de vapeur d'eau et se condense. De minuscules gouttes se forment, se regroupent pour finalement former un nuage. Si le nuage devient trop lourd, c'est-à-dire qu'il est saturé de vapeur d'eau condensée, des précipitations tombent sur la terre (selon la température, pluie, neige, grésil ou grêle). L'eau venue du ciel suit différents chemins sur la terre jusqu'à ce qu'elle rejoigne à nouveau les cours d'eau (ou s'évapore avant directement à la surface). Le cycle se referme et recommence. 

Parfois, ce cycle connaît une interruption lorsque, par exemple, l’eau reste stockée sous forme de glace ou de neige en montagne durant l’hiver, puis avec l’arrivée du printemps l’eau revient dans le circuit après avoir fondu. Ainsi, l'élément est en perpétuel mouvement dans le monde entier. Ce processus naturel est d'une importance capitale pour la faune et la flore.  

Passons maintenant de la théorie à l'apprentissage pratique, qui est plus efficace et bien plus passionnant ! Grâce aux expériences, les enfants sont directement impliqués et prennent conscience de certains processus tout en éveillant leur curiosité. Dès leur plus jeune âge, ils expérimentent grâce à tous leurs sens - et d’ailleurs avec beaucoup de plaisir en utilisant de l’eau - pour mieux comprendre les phénomènes de leur quotidien. Alors, prêts à tester et découvrir de manière simple cet élément de la nature sous toutes ses formes ? 

Cette question préoccupe souvent les enfants ! Voici une expérience basique avec de l'eau qui vous permettra d'observer par quelles formes passe le liquide bleu avant de devenir de la pluie. 

Pour la réaliser, il suffit de suivre ces instructions :   

1. Remplir un récipient à moitié avec de l'eau, poser dessus un film alimentaire, de manière à que ce soit lisse, fixer avec un élastique. Important : tous les éléments doivent être transparents.  

2. Le but de l'expérience est de montrer comment le soleil réchauffe l'eau. Placez donc le récipient directement à la lumière naturelle, un jour ensoleillé.  

3. Selon la température, les molécules d'eau absorbent rapidement la chaleur et deviennent de plus en plus actives, cessent de s'attirer mutuellement et s'élèvent dans l'air sous forme de gaz.  

4.  Les molécules butent sur le film en plastique et redeviennent liquides sous forme d’innombrables et minuscules gouttelettes d'eau, le film s'embue. Les gouttelettes se regroupent, deviennent plus grosses et plus lourdes, jusqu'à ce qu'elles ne tiennent plus au film et tombent à nouveau dans l'eau. Comme pour le nuage et la pluie ! 

Il s’agit d'une expérience facile mais efficace, qui montre également le cycle de l'eau de manière simplifiée ! Lors de jours moins ensoleillés : utilisez de l'eau très chaude pour déclencher le processus, vous pouvez représenter symboliquement le soleil avec une balle jaune. 

Lorsque l'eau change d'état, cela entraîne parfois d'autres modifications. C'est le cas de la glace. Le passage de l'état liquide à l'état solide fait partie de notre quotidien, mais les enfants en particulier ne sont pas conscients de la spécificité de ce processus ! Quoi de plus concret que de le tester soi-même ?  

Pour cela, vous avez besoin de :  

- Un verre à boire étroit qui tienne debout dans le congélateur 

- De l'eau plate froide  

- Un feutre résistant à l'eau 

Réalisez l'expérience : 

1. Remplir le verre aux deux tiers, marquer le niveau de l'eau.  

2. Attendre que l'eau soit complètement gelée.  

3. Comparer ensuite le niveau de la glace avec le niveau d'eau précédent. Avec de la glace, le niveau est plus élevé qu'avant ! Mais pourquoi ? 

L'eau se dilate lorsqu'elle gèle. Il y a de grands espaces entre les différentes molécules et le volume plus important qui en résulte entraîne une densité plus faible. Faites l'expérience avec quelques glaçons dans l'eau. Oui, ils flottent ! Même si vous êtes habitués à ce phénomène, cela est tout à fait extraordinaire ! En effet, les matières solides sont généralement plus lourdes que les liquides, car les molécules sont plus proches les unes des autres et disposent ainsi d'une plus grande densité. La glace devrait donc couler. Mais il n'y a pas de règle sans exception. Et celle-ci s'appelle ici l'anomalie de l'eau, également appelée anomalie de densité. Fascinant, non ? 

Par exemple, une bouteille en verre pleine d’eau ou une conduite explosent à basse température, car le liquide qui gèle en glace génère une grande pression (volume plus élevé). Et si l'eau pénètre dans les fissures de la roche et gèle, elle fait même éclater la pierre. C'est ce dont témoignent les nids de poule dus au gel dans l'asphalte. 

Vous vous souvenez de ce qu'il faut pour passer de l'état liquide à l'état gazeux ? Oui, de la chaleur ! Les molécules deviennent de plus en plus actives, elles dansent jusqu'à ce qu'elles se lâchent et deviennent gazeuses. N'est-ce pas ce que l'on peut observer en faisant bouillir de l'eau ? Et oui, il y a de la chaleur, puis de la vapeur d'eau très chaude qui s'élève. Cette dernière est-elle vraiment gazeuse ? Testez-le et faites l’expérience avec de l'eau :  

1. Faire chauffer le liquide bleu dans une casserole. 

2. En apportant beaucoup de chaleur, l'eau se met à bouillir.  

3. Des nuages de vapeur s’élèvent (attention, c'est chaud !). 

Mais cette vapeur d'eau ne devrait-elle pas être invisible ? Alors pourquoi en voit-on s’échapper de la casserole ? 

L’eau qui a été chauffée rapidement s’élève en grande quantité dans l'air sous forme gazeuse. Arrivant très vite dans un environnement plus froid, des parties de l'eau gazeuse se condensent en très fines gouttelettes (comme dans l'expérience ci-dessus). Il en résulte de la vapeur humide et celle-ci est visible ! En expirant en hiver, vous pouvez également observer ce phénomène. Il en va de même pour le brouillard : l'eau qui s'est évaporée pendant la journée se refroidit si rapidement le soir qu'elle se condense déjà dans les couches inférieures et que de minuscules gouttelettes d'eau flottent, finement réparties, à proximité du sol. Si vous marchez dans un brouillard épais, vos vêtements et vos cheveux seront mouillés. Si l'eau gazeuse rencontre des surfaces très froides, elle se solidifie même directement, donnant naissance aux cristaux de glace du givre hivernal ! 

Mais dans d'autres processus d'évaporation, la vapeur d'eau n'est pas visible. Si vous placez un verre d'eau à un endroit où il n'y a pas de source de chaleur, elle s'évapore lentement et s'élève dans l'air en étant transparent. Chaque état d'agrégation dépend donc de la température et de la pression. 

Expérimenter avec l'eau, cela n'éveille-t-il pas à nouveau en nous, adultes, la soif de découverte que nous avions lorsque nous étions enfants ? Les phénomènes sont étudiés par l'observation, les interrogations trouvent des réponses de manière ludique. L'élément eau est varié et complexe, il y a encore beaucoup à explorer et à découvrir : l'eau est et reste un miracle de la nature.