Étude de la formation de la pluie, de la neige, de la grêle et du

CADIEUX, Emilie
DID3510-10
Thème
Étude de la formation de la pluie, de la neige, de la grêle et du verglas
Étude de la formation de la pluie, de
la neige, de la grêle et du verglas
Et
Le cycle de l’eau
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Table des matières
Introduction………………………………………………………………………… 4
L’eau ………………………………………………………………………….………5
La fabrique de pluie………………………………………………...……………… 6
Résultats de l’expérience……………………………………………….………… 7
Résumé des observations …………………………………………………………8
Notions scientifiques du cycle de l’eau……………………………..…………….9
1.
2.
3.
4.
Évaporation …………………………………………………………………9
Condensation………………………………………………….……………9
Précipitation ……………………………………………………..…………10
Ruissellement………………………………………………………………13
Résumé cycle de l’eau…………………………………………………………… 14
Conclusion ………………………………………………………..………………. 15
Questionnaire……………………………………………………….…………….. 16
Annexe…………………………………………………………………..………… 18
Corrigé du questionnaire………………………………………………………… 19
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Introduction
Le cycle de l’eau
Au cours de ce projet, tu apprendras comment fonctionne le cycle de l’eau. Dans
le but de comprendre la formation de la pluie, de la neige, de la grêle et du
verglas. Tout d’abord, tu feras tes propres hypothèses au sujet du cycle de l’eau,
pour par la suite les vérifier lors de l’expérience de la Fabrique de pluie. Tout
d’abord, avec l’expérience tu pourras comprendre toutes les étapes du cycle de
l’eau. Suite à cela, plusieurs phénomènes seront plus clairs. Puis, à partir de
l’étape des précipitations, les notions de pluie, de neige, de
verglas et de grêle seront définies.
Les objectifs visés sont
1. Comprendre le déroulement du cycle de l’eau
2. Comprendre la formation de la pluie, de la neige, de
la grêle et du verglas.
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Crois-tu que tu es concerné par le temps qu’il fait et la météo ? En fait, moi je te le
confirme. Tous les enfants ont hâte à la première neige pour faire un beau bonhomme de neige
et lorsqu’il pleut le temps parait souvent interminable. Mais est-ce que tu t’es déjà demandé
d’où vient l’eau qui tombe du ciel sous la forme de neige ou de pluie ?
À ton avis d’où vient l’eau qui tombe sous différentes formes ?
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En fait, l’eau existe depuis des millions d’années, elle est apparue en même temps que la terre
et depuis ce temps l’eau se transforme en différents états. Elle suit un cycle qui ressemble à une
roue qui tourne sans arrêt, au fil de ce cycle l’eau se transforme en différents états.
Connais-tu les différents états de l’eau ?
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Peux-tu nommer des étapes du cycle de l’eau ?
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La fabrique de pluie1
Pour comprendre comment se forme la pluie, la neige ou le verglas, il faut tout d’abord
comprendre le cycle de l’eau. Avec cette petite expérience, tu pourras mieux comprendre les
différentes étapes de ce cycle.
Matériels :
Pour réaliser cette expérience, tu auras besoin de :
Un grand bac en plastique, un verre en plastique, de la pellicule plastique (de type Saran rap),
des glaçons, une bouilloire, du ruban adhésif et de l’eau.
Manipulations :
 Faire chauffer environ 3 tasses d’eau à l’aide de la bouilloire (attention à cette étape,
demande la supervision d’un adulte)
 Placer le verre au centre du bac, la hauteur du verre ne doit pas dépasser celle du bac.
 Mettre la pellicule plastique sur le bac et coller un côté avec du ruban adhésif. Laisser un
espace pour verser l’eau.
 Verser l’eau chaude dans le bac, il ne doit pas avoir d’eau dans le verre.
 Recouvrir rapidement le bac à l’aide de la pellicule plastique et coller l’autre partie avec
du ruban adhésif.
 Placer les glaçons sur la pellicule plastique, au-dessus du verre.
 Attendre quelques minutes et observer.
Observations :
Note tes observations
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http://www-annexe.ac-rouen.fr/premier_degre/presteia76/ressources/fichedeprep/experien ces/pluie.htm
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Résultats de l’expérience
Donc au cours de cette expérience, tu aurais dû être en mesure d’observer une
simulation du cycle de l’eau. Dans le bac, nous avons recréé les mêmes phénomènes.
Premièrement, en ajoutant l’eau chaude dans le bac, tu as recréé
la première phase, soit l’évaporation. Tu as pu observer que de la
vapeur s’élevait vers le plastique. Comme l’eau que tu as ajoutée
dans le bac était chaude, le procédé d’évaporation s’est déclenché.
Dans la nature, le soleil agit comme la bouilloire et il provoque
l’évaporation. Par contre, l’eau des lacs et des rivières ne
deviendra jamais aussi chaude, il s’agit d’un phénomène de surface.
Seulement l’eau au dessus du lac s’évapore.
Deuxièmement, les minuscules gouttelettes
d’eau qui se sont évaporées se sont dirigées vers
la
pellicule
plastique
et
elles
s’y
sont
accumulées. Si nous voulons faire un lien avec la
nature, les gouttelettes d’eau sur la pellicule ont
formé un nuage. Au contact avec le plastique,
qui était à une température plus basse à cause
des glaçons, la vapeur d’eau a subi le
phénomène de condensation.
Troisièmement, après la condensation les
gouttelettes d’eau sont devenues trop grosses pour
rester accrochées à la pellicule et elles sont tombées
sous forme de pluie. Cette étape se nomme
précipitation. En tombant, elles se sont dirigées dans
le verre, qui agit comme un lac, où elles ont ruisselé
dans le bac. Dans la nature, l’eau ruisselle dans les
montagnes et sur le sol jusqu’aux rivières et le cycle
recommence.
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Résumé des observations
Des gouttelettes d’eau
se sont accumulées sur
la pellicule plastique,
sous la glace.
La formation de
vapeur d’eau
ÉVAPORATION
Le cycle
recommence
CONDENSATION
Après quelques
minutes, des
gouttes d’eau
retombaient dans
le bac et dans le
verre.
PRÉCIPITATION
L’eau ruissèle
dans le bac et
dans le verre
RUISELLEMENT
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Notions scientifiques
Le cycle de l’eau
1. L’évaporation
L’évaporation est la première phase du cycle de l’eau. Elle est déclenchée par
l’action du soleil sur l’eau des lacs, des rivières et des océans. L’énergie du soleil
chauffe l’eau et une partie de celle-ci s’évapore sous forme de vapeur d’eau. Au
cours de l’expérience, tu as pu observer que l’évaporation s’est réalisée après
avoir fait chauffer l’eau dans la bouilloire.
2. La condensation
La vapeur d’eau se retrouve dans de l’air chaud. Puisque l’air chaud est plus
léger, il monte. Lorsqu’il atteint une certaine hauteur, l’air devient plus froid à ce
moment, la vapeur d’eau présente dans l’air chaud se condense. La vapeur se
transforme en gouttelette, l’eau s’accumule autour de petites poussières
présentes dans l’air. Dans l’expérience, tu as pu voir ce phénomène lorsque la
vapeur d’eau s’est retrouvée sur la pellicule plastique et
qu’elle s’est transformée en gouttelette d’eau.
Mais comment se forment les nuages?
Après s’être transformé en gouttelette, le trajet de l’eau n’est pas terminé. Avec
l’aide du vent, les gouttelettes se regroupent et elles forment une goutte de pluie.
SAVAIS-TU QUE
…
Pour former une goutte de pluie, il faut environ un million de gouttelettes.
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3. Précipitations
Les gouttelettes continuent de grossir et de se transformer en goutte d’eau.
Lorsqu’elles ont atteint une certaine grosseur, elles sont trop lourdes pour rester
dans le nuage. L’air ne peut plus les soutenir alors elles tombent. Les
précipitations peuvent avoir différentes formes telles que : la pluie, la neige, le
verglas et la grêle.
Mais comment se forment la pluie, le verglas, la grêle et la neige ?
Ce tableau explique l’état des précipitations :
La température des zones bleues est en dessous de 0 o Celsius
Les zones rouges sont au-dessus de 0o Celsius
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
La neige
Pour qu’il neige, certaines conditions doivent être remplies

Les nuages doivent être très hauts, donc à très basse température.

La température ambiante doit être sous le point de congélation de l’eau 0 o C

Il doit y avoir de la vapeur d’eau dans l’air ambiant

Des particules comme de la fumée, du sable ou des cendres doivent être
présentes dans l’air
Pour former la neige, l’eau suit son cycle régulier. Par contre, à l’étape de la
condensation, la vapeur d’eau se condense immédiatement en cristaux de glace,
puisque la température du nuage est très basse. Par la suite, au cours de leur chute vers
le sol si la température reste sous 0o Celsius les cristaux tombent sous forme de neige.
Savais-tu que ….
Un flocon de neige est formé d’un amas de minuscules cristaux de
glace. Les flocons se forment lors de la chute des cristaux. Tous les
flocons sont différents les uns des autres.

La pluie
Lorsque l’eau tombe sous forme de pluie, elle ne subit pas de changement particulier,
elle tombe puisque les gouttelettes sont devenues trop grosses pour être soutenues par
l’air. Donc, elles quittent le nuage et tombent sur le sol sous forme de précipitation
liquide, la pluie. Comme le tableau ci-dessus l’explique, la température est toujours
supérieure à 0o Celsius. Lors de l’expérience, c’est exactement cela qu’il s’est produit.
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
Le verglas
Le verglas se forme sensiblement de la même façon que
la pluie. Les gouttes tombent sous forme liquide, mais
lors de leur trajet entre le nuage et le sol, elles traversent
une zone où la température est supérieure à 0 o Celsius,
elles se réchauffent. Et peu avant leur arrivée au sol, la
température chute sous le point de congélation. Donc en
En 1998, le Québec a traversé une grosse tempête
touchant le sol, l’eau gèle et forme une couche de glace.
de verglas, certaines régions du Québec ont
manqué d’électricité jusqu’à un mois.

La grêle
La grêle se forme dans le nuage. Lors de sa formation, de forts vents sont
présents dans le nuage et la température est légèrement plus basse qu’à la
normale. Les gouttes d’eau se transforment en cristaux de glace. Les cristaux
sont entrainés par le vent et ils se déplacent de haut en bas. Dans le bas du
nuage, ils fondent un peu, puis le vent les pousse vers le haut et ils regèlent.
Plus ce va-et-vient est répété, plus le grêlon grossit. Le grêlon tombe vers le sol
lorsque son poids est trop élevé.
SAVIEZ-VOUS QUE …..
La taille d’un grêlon peut varier de la grosseur d’un petit
pois jusqu’à celle d’une orange!!
La grêle cause souvent de graves dommages puisque
sa vitesse moyenne lorsqu’elle touche le sol est de 160
km/h
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4. Le ruissellement et infiltration
Suite aux précipitations, l’eau doit se diriger quelque part. Comme tu as pu le
constater dans l’expérience, l’eau s’est retrouvée dans le verre ou elle est
retournée dans le bac. Le même phénomène se produit dans la nature, avec de
deux phénomènes : le ruissellement et l’infiltration.
 Ruissellement
Suite aux précipitations, l’eau peut ruisseler sur les
montagnes,
tomber
dans
les
lacs
ou
tout
simplement tomber sur le sol. Elle suit toujours un
trajet semblable à celui-ci lors du ruissellement : elle
passe par les petits ruisseaux, les rivières, les lacs
et les fleuves, pour finalement être transportée vers
les mers et les océans.

Infiltration
L’eau peut aussi pénétrer dans le sol, après son infiltration l’eau peut suivre
différents trajets.

Elle peut aller rejoindre les nappes souterraines et former un réservoir
d’eau souterrain.

Elle peut aussi être drainée vers un cours d’eau, pour ensuite
retourner aux rivières à l’aide du ruissellement.
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Résumé du cycle de l’eau
Après tout ce trajet, l’eau recommence son cycle. Le cycle de l’eau est
une roue qui tourne sans arrêt.
Condensation
Évaporation
Infiltration
Précipitation
Ruisellement
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Conclusion
Pour conclure, au cours de ce projet sur le cycle de l’eau tu as pu te familiariser
avec toutes les étapes du cycle. L’expérience, La fabrique de pluie, t’a permis de
recréer l’évaporation, la condensation, les précipitations et le ruissellement. Suite
à cela, les notions scientifiques ont approfondi tous les phénomènes observés au
cours de l’expérience. Puis, à l’étape des précipitations, plusieurs types de
précipitation t’ont été définis. Tu as pu voir diverses ressemblances dans la
formation de la pluie, de la neige, du verglas et de la grêle. Le tableau des
précipitations a pu t’aider à comprendre la température ambiante au cours de
leur formation.
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Questionnaire
1. Inscrit aux endroits appropriés, les étapes du cycle de l’eau
2. Explique dans tes mots ces étapes du cycle de l’eau
Évaporation :
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
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Condensation :
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
Ruissellement :
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
3. Nomme et explique dans tes mots ces types de précipitations
Grêle :
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
Neige :
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
Verglas :
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
Bonne chance !
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Annexe
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Questionnaire (corrigé)
1. Inscrit aux endroits appropriés, les étapes du cycle de l’eau
Condensation
Précipitation
Évaporation
Ruissellement
et infiltration
Le cycle
recommence
2. Explique dans tes mots ces étapes du cycle de l’eau
Évaporation :
C’est la première phase du cycle de l’eau. Elle est déclenchée par l’action du
soleil sur l’eau des lacs, des rivières et des océans. L’énergie soleil chauffe l’eau
et une partie de l’eau s’évapore sous forme de vapeur d’eau.
Condensation :
La vapeur d’eau se retrouve dans de l’air chaud. Puisque l’air chaud est plus
léger, il monte. Lorsqu’il atteint une certaine hauteur, l’air devient plus froid à ce
moment, la vapeur d’eau présente dans l’air chaud se condense. La vapeur se
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transforme en gouttelette, l’eau s’accumule autour de petites poussières
présentes dans l’air.
Ruissellement :
Suite aux précipitations, l’eau peut ruisseler sur les montagnes, tomber dans les
lacs ou tout simplement tomber sur le sol. Elle suit toujours un trajet semblable à
celui-ci lors du ruissellement : elle passe par les petits ruisseaux, les rivières, les
lacs et les fleuves, pour finalement être transportée vers les mers et les océans
3. Nomme et explique dans tes mots ces types de précipitations
Grêle :
La grêle se forme dans le nuage. Lors de sa formation, de forts vents sont
présents dans le nuage et la température est légèrement plus basse qu’à la
normale. Les gouttes d’eau se transforment en cristaux de glace. Les cristaux
sont entrainés par le vent et ils se déplacent de haut en bas. Dans le bas du
nuage, ils fondent un peu, puis le vent les pousse vers le haut et ils regèlent.
Plus ce va-et-vient est répété, plus le grêlon grossit. Le grêlon tombe vers le sol
lorsque son poids est trop élevé.
Neige :
Les nuages doivent être très hauts, donc à très basse température. La
température ambiante doit être sous le point de congélation de l’eau 0 o C. Il doit
y avoir de la vapeur d’eau dans l’air ambiant, des particules comme de la fumée,
du sable ou des cendres doivent être présentes dans l’air. Pour former la neige,
l’eau suit son cycle régulier. Par contre, à l’étape de la condensation, la vapeur
d’eau se condense immédiatement en cristaux de glace, puisque la température
du nuage est très basse. Par la suite, au cours de leur chute vers le sol si la
température reste sous 0o Celsius les cristaux tombent sous forme de neige.
Verglas :
Le verglas se forme sensiblement de la même façon que la pluie. Les gouttes
tombent sous forme liquide, mais lors de leur trajet entre le nuage et le sol, les
gouttes traversent une zone où la température est supérieure à 0 o Celsius, elles
se réchauffent. Et peu avant leur arrivée au sol, la température chute sous le
point de congélation. Donc en touchant le sol, l’eau gèle et forme une couche de
glace.
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Bibliographie

Académie de Rouen. «La machine à pleuvoir». En ligne. http://wwwannexe.ac-rouen.fr/premier_degre/presteia76/ressources/fichedeprep
/experiences/pluie.htm. consulté le 30 janvier.

La météo au quotidien. « Les précipitations». En ligne.
http://www.meteo.org/p henomen/pcpn.htm. Consulté le 30 janvier 2010.

Météorologie et enseignement. « Le cycle de l’eau». En ligne
http://www.meteo.education.fr/eaubonne/html/eaub435.htm. Consulté le
30 janvier
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