Chapitre 5A : Les eaux souterraines – je pige!

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La planification du cours pour le professeur

Objet

Aider les élèves à voir l'étendue et l'importance des eaux souterraines au Canada.

Matières touchées

Histoire, études environnementales, mathématiques, arts du langage, sciences

Procédure

Revue : Rappelez aux élèves que les eaux souterraines constituent une large part du cycle hydrologique et des réserves d'eau dans le monde. Comme nous ne pouvons pas voir l'eau souterraine, nous avons tendance à l'oublier.

• L'eau souterraine est une ressource essentielle et vitale pour environ un quart de tous les Canadiens, et pourtant peu d'entre nous en comprenons et apprécions la valeur. Notre connaissance de l'eau souterraine semble dépendre de l'endroit où nous vivons au Canada.
  
  
• Demandez aux élèves s'ils ont déjà bu l'eau d'un puits. Essayez de savoir quelle est l'étendue de leurs connaissances en matière d'eaux souterraines avant de distribuer les feuillets de renseignements à l'intention des élèves.

Vocabulaire aquifère confiné crevasse imperméable non confiné non saturé

Références

• Collection Eau douce A-5 : Les eaux souterraines – trésors cachés de la nature
• Notions élémentaires sur l'eau douce : « L'eau – Sous terre »

Renseignements à l'intention des élèves

Imaginez-vous une carte postale représentant le Canada. Que voyez-vous? Des lacs bleus étincelants, de longues rivières pleines de méandres et des glaciers blancs rutilants. L'eau souterraine, qui existe partout en-dessous de la surface de la terre, ne fait pas partie de cette image. Et parce qu'elle est « cachée » à notre vue, nous avons tendance à ne pas trop en faire de cas et nous nous concentrons plutôt sur la qualité de nos beaux lacs et de nos belles rivières. La question est la suivante : devrions-nous nous préoccuper de la qualité de l'eau souterraine puisqu'il y en a tant et qu'elle est protégée par un couvert de sol? Qu'en pensez-vous?

Que se passe-t-il là-dessous?

Environ un tiers de toute l'eau douce au monde se trouvent en sous-sol! Étudiez le diagramme « L'eau souterraine et les réserves d'eau douce de la planète » pour avoir une idée des quantités.

L'eau souterraine et les réserves d'eau douce de la planète

Plus du quart (30,3 %) des Canadiens sont tributaires de l'eau souterraine pour tous leurs besoins quotidiens. Si vous regardez le diagramme du Canada ci-dessous, vous pouvez voir quelles régions dépendent entièrement de l'eau souterraine et quelles régions ne s'en servent pratiquement pas.

Pourcentage de la population tributaire de l'eau souterraine

Des sourciers?

Votre classe d'Actualités de cet après-midi a fait jaillir en vous une étincelle spéciale d'intérêt. Comme vous feuilletez le journal à la recherche de manchettes d'événements intéressants dans le monde, vos yeux s'attachent à l'article qui suit :

Un sourcier vous trouvera de l'eau Au moyen de la plus récente « baguette de sourcier », ce sourcier vous indiquera le meilleur endroit où creuser un puits sur votre terrain!

Ça va; un sourcier? Une baguette? Pointant vers l'eau souterraine? Ça sonne comme ces manchettes que vous pouvez lire en attendant en file à la caisse du magasin d'alimentation.

Croyez-le ou non, bien des gens ne commenceront pas à creuser un puits avant d'avoir appelé un sourcier, ou devin, pour localiser l'endroit où ils ont le plus de chances de trouver de l'eau. Un sourcier se servira d'une baguette de sourcier en acier ou d'un bâton fourchu (ou même d'un cintre à vêtements!) et marchera de long en large sur votre terrain. Lorsque la baguette donne un coup ou se met à vibrer au-dessus d'un certain endroit, cela veut dire qu'il y a de l'eau en-dessous. Faits ou réalité? Demandez à des vieilles gens de votre voisinage. Vous pourriez êtres surpris de certaines des histoires que vous entendrez.

Que les sourciers puissent ou non localiser le meilleur emplacement où creuser pour trouver de l'eau souterraine, le fait est qu'il y a beaucoup d'eau souterraine en-dessous de nous. Même sous les déserts!

Saviez-vous? L'eau souterraine fournit presque toute l'eau qui sert à élever les bestiaux au Canada.

L'eau souterraine coule

Nous savons que l'eau souterraine de déplace en-dessous du sol parce qu'elle fait partie du cycle hydrologique, mais avec quelle vitesse, au juste?

L'eau souterraine coule à travers le sol à différentes vitesses : elle peut aller rapidement, en fonction du genre de sol dans lequel elle est, mais il est peu probable qu'elle coule rapidement; elle peut se déplacer aussi lentement que 10 centimètres par jour et ne faire que 1 ou 2 kilomètres par année; ou, une molécule d'eau peut rester dans le sol pendant des milliers d'années avant d'en être expulsée.

Lorsque vous pensez à l'écoulement de l'eau souterraine, vous devriez savoir qu'elle ne coule pas comme le font nos rivières au-dessus du sol, et elle ne forme pas de lacs souterrains.

On la trouve plutôt partout dans le sous-sol, dans les espaces séparant les particules de roc et de sol, ou dans les fissures et les interstices du roc, comme on peut le voir dans le diagramme suivant.

Regardez le diagramme « Écoulement de l'eau souterraine ». Vous pouvez y apercevoir la zone non saturée, dans laquelle les espaces dans le roc et le sol contiennent de l'air aussi bien que de l'eau; et la zone de saturation, où l'eau est appelée eau souterraine et est toujours en mouvement.

Rappel : Même si l'eau souterraine se déplace lentement à travers le système, elle constitue une part importante du cycle hydrologique. Éventuellement elle trouvera son chemin pour retourner vers les lacs, les rivières et les océans.

Les aquifères

Les parties souterraines de terre ou de roc où on trouve des quantités d'eau s'appellent aquifères. Ces aquifères sont les sources des puits et des sources.

Examinez le diagramme « Aquifères et puits » et essayez de voir si vous pouvez dire la différence entre les aquifères confinés et non confinés.

Saviez-vous? L'eau peut être dure ou douce. L'eau souterraine tend à être plus dure que l'eau de surface parce qu'elle a été filtrée à travers la terre et le roc et qu'elle a pris certains minéraux dans le processus. Selon vous, laquelle de ces eaux permettra plus facilement de faire une bonne mousse dans la douche ou la baignoire, l'eau dure ou l'eau douce?

Qu'est-ce que la nappe phréatique?

C'est le nom qu'on donne à la partie supérieure ou à la surface de la réserve en eaux souterraines. L'eau descend lentement à travers le sable et le gravier, jusqu'à ce qu'elle arrive à un roc imperméable où elle ne peut plus descendre parce que le roc est étanche. Au-dessus de ce roc se trouve la réserve d'eau, la zone saturée, et la partie supérieure de cette réserve est la nappe phréatique.

Activitiés pédagogiques

Activité n^o 1– Mathématiques et recherche

Vérifiez de nouveau le diagramme « Pourcentage de la population tributaire de l'eau souterraine ».

• Indiquez ces pourcentages sur un graphique à barres.
  
  
• Recherche : Trouvez combien d'habitants vivent au Canada. Combien de gens vivent dans chaque province ou territoire? En vous basant sur les pourcentages des utilisateurs de l'eau souterraine, calculez combien de gens de chaque province sont tributaires de réserves d'eau souterraine.
  
  
• S'il y a une moyenne de quatre personnes par ménage, combien de ménages dépendent de l'eau souterraine.
  
  
• Inventez cinq problèmes de mathématique basés sur votre recherche.

Recherche : Pourquoi si peu de gens des Territoires du Nord-Ouest utilisent-ils l'eau souterraine? Pourquoi est-ce si différent du Yukon? Pourquoi tout le monde de l'Île-du-Prince-Édouard utilise-t-il l'eau souterraine?

Expliquez l'utilisation de l'eau souterraine dans votre propre province ou territoire. Avez-vous beaucoup d'autres sources d'approvisionnement?

Activité n^o 2 – Recherche locale

Quel sorte de sorcier le sourcier est-il?

Tel que mentionné plus tôt, il pourrait être intéressant de savoir si des gens de votre voisinage ont déjà fait appel à des « sourciers », pour localiser les bons endroits où creuser des puits, particulièrement si vous vivez dans une région rurale, ou si vos parents et vos grands-parents viennent d'une région rurale.

Vous pouvez trouver d'autres croyances ou superstitions dans lesquelles il y a un grain de vérité.

Interviewez les gens de votre collectivité. Posez-leur des questions sur les sourciers et demandez-leur s'ils en ont jamais entendu parler. Revenez et faites rapport à la classe de ce que vous avez appris.

Si vous pouvez trouver quelqu'un qui vous montre comment faire, essayez vous-même d'être sourcier.

Activité n^o 3 – Sciences

L'eau souterraine se trouve dans les minuscules espaces entre les particules du sol (limon, sable et gravier) ou dans les fissures des roches, ressemblant beaucoup à la façon dont une éponge retient l'eau. Les endroits du sous-sol, dans la terre ou le roc, où on trouve d'abondantes quantités d'eau sont appelées « aquifères » et c'est là qu'on trouve l'origine des puits et des sources qui fournissent l'eau à 26 % des Canadiens.

1. Démontrez combien d'eau peut tenir entre des grains de sable :
   
   
   • Remplissez un contenant de sable et versez-y de l'eau graduellement. Vous serez surpris de la quantité d'eau qu'un contenant « plein » pour contenir.
     
     
2. Faites des essais pour découvrir quel genre de terre est le plus absorbant : sable, gravier, terreau, ou glaise. Cela vous montrera aussi quel genre de terre l'eau peut traverser le plus rapidement. (Seulement pour rappel, absorbant veut dire quelque chose qui retient l'eau.)
   
   Matériel nécessaire :
   
   
   • 4 béchers de même grandeur (vous pouvez utiliser des entonnoirs avec un tissu pour couvrir l'ouverture)
   • 1 bécher pouvant contenir 500 mL d'eau
   • quatre sortes de terre : sable, gravier, glaise et terreau
     
     
   Voici comment procéder :
   
   
   • Remplissez chacun de vos béchers aux trois quarts avec du sable.
     
     
   • Mettez 500 mL d'eau dans le vase à eau.
     
     
   • Versez l'eau dans le sable jusqu'à ce que la terre soit saturée. Enregistrez la quantité exacte d'eau absorbée par le sable.
     
     
   • Remplissez de nouveau le vase à eau pour qu'il contienne 500 mL et répétez la même opération avec la glaise, le gravier et le terreau.
     
     
   • Montrez le résultat sur un graphique à barres.
     
     
   Quelle sorte de terre est la plus absorbante?
   
   
   • Pensez-vous que les résultats seront les mêmes chaque fois que vous ferez l'expérience?
     
     
   • Faites rapport de vos constatations. Rédigez une phrase pour chacune des différentes sortes de terre. Découvrez quelles sortes de terre on peut trouver dans les environs où vous vivez.

Activité n^o 4 – Connaissances générales

Étudiez le diagramme « Aquifères et puits ». Expliquez la différence entre les aquifères captifs et les aquifères libres. Qu'est-ce qu'un puits artésien?

Activité n^o 5 – Revue d'histoire

Vous venez de rencontrer une molécule d'eau toute confuse, qui a été récemment déchargée d'une source souterraine. La molécule d'eau a de la difficulté à comprendre tous les changements qui se sont produits au Canada depuis les 300 dernières années.

• Votre devoir consiste à passer en revue ce que la molécule d'eau a manqué. Expliquez les changements et les événements avec clarté pour les faire bien comprendre.
  
  
• Faites un remue-méninges. Selon vous, quels domaines doivent être couverts? Par exemple :
  
  
  • Qui vit au Canada? D'où viennent les habitants?
    
    
  • Quels événements historiques sont survenus dans 300 ans. Tracez une ligne servant d'horizon temporel.
    
    
  • Que s'est-il produit en science et en technologie?
    
    
  • Quelles sont les utilisations récréatives de l'eau?
    
    
  • Qu'en est-il des quartiers résidentiels? des villes? des transports? des bateaux? des voies d'eau? des routes? des machins à eau, comme les robinets, les douches, les tuyaux, les toilettes, les lave-vaisselle?
    
    
  • Expliquez les nouvelles sources de pollution de l'eau et le besoin d'usines de traitement de l'eau.
    
    
  • Trouvez d'autres domaines qui nécessitent des explications.

Activité n^o 6 – Études environnementales

Communiquez avec votre département d'hygiène local pour savoir quels sont les règlements contrôlant le forage des puits d'eau dans votre entourage. Rédigez un rapport, créez un tableau, ou faites une présentation à la classe.

Activité n^o 7 – Recherche

Savez-vous qu'est-ce qu'une doline? Si vous viviez dans certaines parties des États-Unis comme le Texas ou la Floride, il se pourrait que vous en connaissiez une. Les dolines se produisent dans les endroits où il n'y a pas assez d'eau à la surface pour soutenir les gens qui vivent là, ce qui fait qu'ils continuent à pomper la réserve d'eau souterraine. Malheureusement, la réserve d'eau souterraine ne contient qu'une certaine quantité d'eau; lorsqu'elle est épuisée (ou minée), le sol s'effondre.

Essayez d'en apprendre davantage sur les dolines. Y en a-t-il eu dans vos environs? Expliquez. Que peut-on faire pour éviter les dolines?

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