Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE

1. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE Equipe de CHAMBERY :ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE 1/Situation déclenchante, problématique L’eau douce est rare (3%), et une grande partie de cette eau douce est renfermée dans les glaces. De plus, sa répartition sur Terre est très inégale… l’eau douce est précieuse !! Dans le futur nous risquons de manquer d’eau propre. Comment agit-on sur l’eau aujourd’hui ? Quelles sont les pistes d’amélioration ?

2. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE Insister au lancement sur la problématique du manque futur d’eau (diaporama puis débat, ou inviter un spécialiste, ou lecture d’un article (lien en dernière page), …) Profiter de ce moment de dialogue pour faire adhérer les élèves à ce problème, pour qu’ils se sentent concernés; une rapide estimation de son empreinte en eau (calquée sur l’empreinte environnementale) pour être avantageusement proposée. Réaliser un brainstorming avec tout le groupe pour trouver ensemble les thèmes étudiés (les premières bulles)

3. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE 2/Appropriation du problème Lors de la construction d’une carte mentale sur la gestion de l’eau potable domestique, l’enseignant pourra vérifier que l'appropriation de la question est bonne en repérant si, dans les propos des élèves, il y a les mots clés et les justifications qui les accompagnent.

4. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE 3/Recherche de solutions/produits Chaque branche peut être envisagée, pour préparer l’inventaire de ce qui existe. Tous les groupes recherchent sur tous les thèmes Mise en commun rapide des résultats des recherches.

5. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE 3/Recherche de solutions/produits Autres pistes concernant le domaine de l’économie d’eau à la maison (au niveau du robinet (cran à l’ouverture), douche au lieu de bain, lave vaisselle, …)

6. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE 4/Vérification des hypothèses • Pour pratiquer les expérimentations, il est possible de • ->Faire analyser l’eau: -bactériologique (environ 150€ en laboratoire) • -dureté: très facile avec des bandelettes, ou encore les gouttes • ->Récupérer les feuilles d’analyse des communes, voir d’où l’eau provient, • et comparer le résultat et les différentes étapes de traitement (eaux potable et assainissement) • ->Penser aux équipements des aquariums pour les simulations, pour les mesures de • pH par exemple Thèmes possibles à partir de la première carte mentale: -Rendre l’eau potable -Distribuer l’eau (logiciel de simulation) -Economiser de l’eau potable (petits systèmes du quotidien) -Collecter les eaux usées (logiciel de simulation plus complexe) -Traiter les eaux usées (organiser une visite). Pistes d’investigation communes à aborder: • -Expérimentations, validations des performances • -Comment cela fonctionne-t-il? -Eco-conception?

7. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE Rendre l’eau potable ->Pourquoi l’eau ne serait-elle pas potable au départ? -> Faire bouillir? Est-ce que ça marche pour tout? Et l’eau que l’on obtient après évaporation puis condensation est-elle bonne? -> Eau potable? Mais c’est quoi? Comparer les étiquettes de bouteilles d’eau, comparer les goûts? -> Eau trouble? Est-ce potable? Pastilles ou filtres? Seuils limites à découvrir (internet), et moyens de traitement Comparer plusieurs filtres contre la turbidité de l’eau (filtre papier café, sable et charbon de bois, filtre tout monté avec porcelaine poreuse (chercher avec Katadyn), …?) -> Analyses disponibles sur santé.gouv.fr, résultats de tous les réservoirs. -> Site de l’agence de l’eau, la rubrique « Pédag’eau », et « le site des juniors » -> Dessaler l’eau de mer (osmose, évaporation), quelles sont les solutions? -> Adoucir l’eau (comparer de l’eau provenant d’un pot à eau, d’un équipement de camping car, effet sur l’utilisation d’un savon (test)). Performances d’un adoucisseur magnétique? -> pH de l’eau (avec équipement d’aquarium) Produits: carafe filtrante, distributeur d’eau filtrant, filtre céramique, osmoseur, filtre purificateur à pompe Katadyn, adoucisseur magnétique, avec équipement d’aquarium

8. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE Distribuer l’eau ->Logiciel de simulation Epanet A partir d’une image de cadastre (portail ign ou cadastre.gouv.fr) d’un quartier (pour un réseau non maillé type campagne) ou pour une partie de ville (réseau maillé pour toujours avoir de l’eau même si travaux) Installer le réseau Le réseau est-il satisfaisant? Sinon sur quels paramètres intervenir pour avoir minimum 1 Bar partout? • Cas le plus défavorable: 1m3/h pour tous • Cas correspondant à une statistique 60L/h pour tous • Satisfaire le réseau d’incendie: 60m3/h avec 1bar pour une borne Quels sont les problèmes? Lister les paramètres sur lesquels on peut intervenir. Simuler le refoulement (pompe vers réservoir en hauteur) • Changer les caractéristiques des pompes, des conduites et voir les influences -> Identifier les contraintes et confronter logiciel et expériences avec équipement de camping car par exemple, ou plus simple si possible.

9. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE Distribuer l’eau -> Les types de pompes (volumétrique seulement en camping car ou en dosage de produit pour traiter l’eau, centrifuge) (logiciel type « chimie » pour voir les caractéristiques, les fonctionnements, cavitation, … -> Caractéristiques hauteur d’eau (hmt hauteur manométrique totale) débit, pression -> Les types de vannes (de sectionnement (papillon, à guillotine, à boisseau) ou de régulation (robinet à soupape) -> Matière des tuyaux (polyéthylène haute densité, parfois acier ou fonte avec béton) -> Étude d’un compteur domestique (volumétrique ou à turbine) à eau (principe de la mesure d’un débit) (vérification de la précision à un débit donné avec la technique de l’empotage) Aborder les notions de classe de compteur (pour facturer ou non). Système ClipFlow qui coupe l’eau s’il détecte une fuite ou une rupture. -> Remplissage automatisé d’un réservoir: (thème de projet? ) Identifier les grandeurs physiques (volume, débit, vitesse de rotation de la pompe, U et I au niveau du moteur de la pompe) abordées dans une gestion de niveau d’eau (aquarium, automate TSX) (pour l’équipement, penser au circulateur de chauffage) Branchement, réflexions, mise en œuvre, …

10. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE Economiser l’eau potable Etude des équipements pour économiser l’eau chez soi: expérimentations sur les systèmes, analyse du fonctionnement ->Chasse d’eau bi-volume, mousseur, robinet à cran, détecteur de mains (robinet infra rouge), ouverture depuis genou ou pédale, lave mains au dessus de chasse d’eau. ->Récupérateur d’eau et ne pas utiliser l’eau propre pour le jardin, et autre circuit dans maison (WC, lave linge)? Que dit la législation par rapport à la récupération d’eau pour le jardin? Pour la maison? Pourquoi? ->Essayer de montrer un amortissement des équipements.

11. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE Collecter les eaux usées ->Logiciel de simulation (EPA SWMM mais difficile en seconde) ->Implantation géographique, et impact sur le système (relevage?) ->Recherche documentaire. Mis à part l’étude d’une station de relevage, les aspects du programme (« identifier les principes physiques, des grandeurs entrantes et sortantes, procéder à des mesures ») sont difficilement applicables; même le logiciel n’est pas d’un abord simple, et proposer une guidance détaillée n’apporterait pas de sens ni d’appropriation.

12. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE Traiter les eaux usées. ->Les différents types de STEP -> Mini exposés sur comment fonctionne une STEP (liste des différentes étapes et des équipements nécessaire pour chacune) -> Préparation, suivie d’une visite d’une STEP -> Etude d’un des équipements électromécanique (un dégrilleur). -> Les différents métiers qui gravitent autour d’une STEP.

13. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE 5/ L’échange argumenté Les équipes peuvent terminer leur restitution qui est réalisée comme une présentation des recherches et expérimentations amenant une réponse au problème technique posé. Chaque équipe alors présentera devant les autres équipes. 6/ Structuration des acquis A définir

14. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE Liens 1/2 1/ Situation déclenchante Débat à l’aide d’un article: http://www.consoglobe.com/eau-donnees-cles-1660-cg et http://www.consoglobe.com/calculez-votre-empreinte-en-eau-cg Calculateur pour empreinte en eau www.empreinteh2o.com 2/ Appropriation du problème http://free-clipart.net/ 3/Les Produits Image: http://www.agglo-carene.fr/58779552/0/fiche___pagelibre/&RH=PLANDACCES 4/Vérification des hypothèses Images: http://www.cepolina.com/water_tank.htmhttp://www.epictura.com/galleries_products.php?galleries_id=2&language=fr&simple_page=4&simple_page=3 Rendre l’eau potable: Analyses : http://sante.gouv.fr/resultats-du-controle-sanitaire-de-la-qualite-de-l-eau-potable.html puis http://orobnat.sante.gouv.fr/orobnat/rechercherResultatQualite.do Agence de l’eau: http://www.lesagencesdeleau.fr/v2/pages/accueil.htmlhttp://www.eaurmc.fr/index.php?pedageauhttp://www.eaurmc.fr/juniors/ Carafe filtrante, distributeur d’eau filtrant: http://www.brita.fr Filtre céramique, osmoseur: http://www.tech2o.fr/ Filtre purificateur à pompe Katadyn: http://www.toysnature.com/rayons.php?PHPSESSID=0c67aa3ee793a07e45f8f3e3585f5aef&numr=1045&gclid=CPTl4uD0qagCFcRtfAodXk07fw Adoucisseur magnétique: http://www.antikalk.be/Adoucisseurd%27eau/Adoucisseurd%27eau.htm Distribuer l’eau Images: issues du logiciel « Chimie » et http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Drehantrieb_auf_schieber.jpg Compteur d’eau: http://www.castorama.fr/store/Compteur-deau-froide-PRDm511679.html?isSearchResult=true&navAction=jump Système ClipFlow: http://www.hydrelis.fr/detecter-fuite-eau.php

15. Equipe de CHAMBERY : ETUDE DE CAS GESTION DE L’EAU POTABLE DOMESTIQUE Liens 2/2 Economiser l’eau potable Douchette Ecoxygen : http://ecoxygen.fr/boutique/rayons.php?_economie_d_eau_douche_economiseur_d_eau_robinet_wc_&numr=1 Robinet infrarouge: http://www.linum.eu/fr-fr/detail17.aspx?PID=17&pidk=1 Images: http://users.skynet.be/bd/pedagogimage/http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dripping_faucet_1.jpg?uselang=fr de Dschwen Collecter les eaux usées Recherche documentaire: http://www.epa.gov/athens/wwqtsc/html/swmm.htmlhttp://www.ademe.fr/partenaires/boues/pages/chap12.htmhttp://www.stats.environnement.developpement-durable.gouv.fr/donnees-essentielles/eau/gestion-de-l-eau-potable-et-des-eaux-usees/assainissement-la-collecte-des-eaux-usees-et-pluviales.html Image: http://atlaseau.valdoise.fr/content/print/content3653.html EPA SWMM: http://www.epa.gov/athens/wwqtsc/html/swmm.html Traiter les eaux usées http://www.bi-eau.fr/fr/micro-station-depuration-nos-produits-micro-station-graf/micro-station-depuration-klaro-quick-2-4-eh-passage-pietons_5 Image: http://maurois-col.spip.ac-rouen.fr/spip.php?article302 6/Structuration des acquis Image: http://users.skynet.be/bd/pedagogimage/ Liens: Images: http://www.informatiquegifs.net/cliparts.php?clipart=eau http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eau_(mol%C3%A9cule).PNG?uselang=fr de Pamputt