filtration

La perméabilité des matériaux

Matériel :
 4 Bouteilles en plastique
 Filtre à café
 Verre gradué
 Ciseaux ou cutter
 De l’eau
 Divers matériaux : terre calcaire (craie/graviers) , argile ( ou limon) ; Roche dûre ( gros gallet plat) ; sable fin

Enchainement :

1) Découpe les bouteilles
2) Place les filtres à café dans l’entonnoir/ haut de bouteille
3) remplie chacun des des matériaux et verse l’eau du verre gradué.

A quelle vitesse s’écoule l’eau dans chacune des bouteilles ? Calcule le débit de l’eau (quantité d’eau écoulé en fonction du temps) selon la formule suivante : D= V/t
V étant le volume d’eau écoulé mesuré cl/L et t étant le temps en secondes.
Que remarques -tu ? Que peux- tu en déduire ? Quel est sol le plus imperméable ?

Observation  :
Le gravier et la craie : infiltration rapide
Le sable fin : infiltration lente
L’argile/limon : ça ne s’infiltre pas ou peu
La roche dûre : pas ou peu.

Explication/ concept :
En fonction de la taille des particules et de leur espacement, l’infiltration de l’eau est plus ou moins rapide. Plus le grain est de taille importante, plus les vides entre les eux laisseront passer un liquide ou un gaz. Dans le cas des graviers, l’espacement entre les grains est important et laisse passer l’eau rapidement. Le sable fin/limon quand à lui, s’emboite facilement et laisse peu d’espace pour laisser passer l’eau. L’argile, elle, est une roche constituée de particules minérales très petites, de l’ordre du micromètre (0,001mm) ou de feuillets(en fonction du type d’argile) qui empêche l’eau de passer. Elle se comporte comme une matière aussi imperméable que du caoutchouc ou du verre. Enfin, la roche dûre brute est très dense(compacte). Ainsi, elle ne laisse absolument pas passer l’eau.

Lien avec le quotidien
Plus un sol est perméable, plus l’eau va pouvoir s’infiltrer. La perméabilité d’un sol lui confère son aptitude à servir, dans le sous-sol, de réservoir d’eau. Dans des régions où les grains sont grossiers (ex :roches calcaires de Provence), il existe beaucoup de nappes souterraines. Une nappe d’eau souterraine se forme par accumulation des eaux au dessus d’un terrain imperméable qui arrête leur progression vers le bas. On exploite cette eau pour notre alimentation en creusant des puits et en réalisant des forages. Le niveau de l’eau dépend de la pluviosité.
Dans les régions où la roche est dure et acide ( ex : roches granitiques de Bretagne), la terre du dessus est peu épaisse et constituée de limon ou d’argile ; ainsi, l’eau ne s’infiltre pas ou peu, elle a tendance à ruisseler jusqu’aux cours d’eau. Contrairement à ce que l’on peut penser, il y a peu de réserves d’eau en Bretagne !

On parle alors de perméabilité des matériaux.
Une couche est dîtes imperméable lorsqu’elle empèche le passage de l’eau.