Cette séquence permet de modéliser le fonctionnement d'une STEP1
Cela permet aux élèves de s'approprier les étapes, le vocabulaire, de reconstruire un schéma d'ensemble des chemins de l'eau en rediscutant leurs idées premières, se poser des questions sur l’usage de l'eau si la visite a été centrée sur le traitement en vue de rejet dans la nature.
In fine, les élèves devront avoir une idée claire des différences entre eau potable, eau usée, eau assainie, des pollutions et des techniques qui sont nécessaires pour assainir l’eau, des différentes exigences de qualité de l'eau, de la surveillance de ce contrôle.
Les tâches proposées aux élèves fournissent un cadre pour un apprentissage fondé sur l’investigation, en sollicitant l'initiative de l’élève et en le rendant acteur de la construction de ses connaissances et compétences. La description des séquences doit permettre à l’enseignant de gérer ces activités, en tenant compte des connaissances de ses élèves.
Les activités des élèves contribuent à l'acquisition de connaissances sur l'environnement, sur la matière et sur la technologie, mais aussi à l'acquisition de compétences générales définies par les programmes.
Modélisation d’une station d’épuration à l’aide d’une maquette
Durée de la séquence : 1 H 30 ou 3 H
Résumé : Cette séquence permet aux élèves de s'approprier les étapes, le vocabulaire, de reconstruire un schéma d'ensemble des chemins de l'eau en rediscutant leurs idées premières, se poser des questions sur l’usage de l'eau si la visite a été centrée sur le traitement en vue de rejet dans la nature. Les élèves devront avoir une idée claire des différences entre eau potable, eau usée, eau assainie, des pollutions et des techniques qui sont nécessaires pour assainir l’eau, des différentes exigences de qualité de l'eau, de la surveillance de ce contrôle.
Cette séquence permet de reprendre à nouveau l'ensemble du fonctionnement de la station d'épuration.
Avec du matériel classique (ou de récupération) que l’on utilise en science et en technologie, ils vont devoir modéliser les différentes étapes successives du fonctionnement d'une station d’épuration.
En fonction de ses élèves, du temps disponible, l'enseignant peut choisir :
- de faire construire la maquette par les élèves après une séance de mise en commun des idées prenant en compte ce qui a été compris des étapes successives de traitement des eaux usées. La modélisation (liens à construire entre la maquette et la station réelle) peut alors jouer le rôle d'évaluation. L’organisation de l’expérimentation, les observations, l’interprétation possibles des résultats et quelques exemples de réalisations par les élèves sont disponibles en annexe 6.
de montrer une maquette qu'il aura fabriquée (annexe 7), que les élèves devront analyser en référence à ce qu'ils ont compris du fonctionnement de la station d’épuration (STEP), c’est-à-dire repérer les étapes successives, observer ce qui en résulte, répondre aux questions sur le principe de fonctionnement de chacune des phases et remplir un tableau récapitulatif (annexe 8) en lien avec la maquette (annexe 7) et le schéma de la station d'épuration qu'ils ont visité. Les temps d'attente des différentes étapes (indiqués en annexe 8) laissent aux élèves le temps de faire leur schéma (proposé en annexe 8 bis)
Le mélange de départ qui simule une eau usée est un mélange d'eau avec des débris domestiques, organiques et produits alimentaires.
Les élèves peuvent s'exprimer sur ce que représente chaque élément de la maquette par rapport à la STEP visitée (ou présentée sur le diaporama), ce qui est introduit et ce qui est recueilli pour chaque entrée / sortie que comporte la maquette et les raisons pour lesquelles le recueil se fait en haut ou en bas.
Cette activité permet pour les élèves de refaire le traitement de l’eau « sale » en respectant les données opératoires observées lors de la visite à la station d’épuration et de mieux se rendre compte du choix des solutions techniques et de leur ordre chronologique.
Il est important de faire formuler les différences entre la maquette, le schéma et la réalité :
- sur la maquette (et sur le schéma,) les étapes sont considérées comme se succédant dans le temps : la suivante commence quand la précédente est terminée (mais en réalité, la STEP fonctionne en régime continu),
sur la maquette (et sur le schéma) les différents lieux où passe successivement l'eau sont représentés l'un au-dessus de l'autre (en réalité, dans la STEP, ces lieux sont tous au niveau du sol, peut-être un peu décalés en hauteur les uns par rapport aux autres pour profiter de la gravitation pour faire circuler l'eau),
sur la grille unique de la maquette (représentée sur le dessin par un pointillé) qui représente l'ensemble des différentes grilles (avec des trous de taille décroissante) qui sont disposées sur le parcours de l'eau sale avant arrivée dans le premier bassin.
Enfin, il faudra compléter le schéma avec les différentes fonctions de service et solutions techniques, terminologie reprise dans le tableau de l'annexe 9.
[1] veut dire « Station d'épuration ».