Comment obtenir de l’eau douce à partir de l’eau de mer ?

 

L’eau liquide représente 72 % de la surface totale de la Terre mais la presquetotalité de cette eau (97 %) est salée. Très tôt, l’homme a donc cherché à la dessaler pour obtenir de l’eau douce et du sel. Déjà au ive siècle avantJ.-C., Aristote proposait aux marins de distiller l’eau de mer pour obtenir de l’eau douce à partir de simples « bouilleurs » embarqués sur leurs bateaux.
Ces bouilleurs reposaient sur un principe de distillation : l’eau de mer était chauffée dans une chaudière (laissant en dépôt les sels dissous) et la vapeur d’eau obtenue condensée pour obtenir une eau consommable.


Afin de bien mettre en évidence ce principe, nous avons choisi de faire travailler les enfants sur un mélange d’eau salée dont la concentration est proche de celle de l’eau de mer, c’est-à-dire 20 g/l. Ils pourront ainsi tester et éprouver par leurs sens son dessalement à l’aide de dispositifs simples qu’ils auront imaginés. Cette séparation permet d’isoler un dépôt de sel dans le fond de la cuve, alors que la vapeur d’eau est condensée au niveau du bec ou du chapiteau et l’eau douce récupérée dans un réceptacle.
Cette technique pourra être appréhendée par les enfants au travers du problème de marins de l’Antiquité qui échouent sur une île déserte, sans aucune source, ni réserve d’eau, et qui doivent trouver un moyen de s’abreuver.

Beaucoup d’enfants savent que si on peut tenir quelques jours sans manger, il est nettement plus difficile de survivre sans boire. Cela les amène à réfléchir aux moyens dont disposaient les marins pour obtenir de l’eau douce. Les enfants pensent aux fruits riches en eau ou même à boire l’eau de mer. Mais cette dernière, à l’instar de l’eau sucrée, donne soif.

 

Il faut donc envisager une autre solution : dessaler l’eau de mer ! Le problème étant posé, les élèves sont répartis en petits groupes.
Ils discutent et notent sur une grande feuille leurs propositions. Celles ci sont ensuite présentées par un des élèves du groupe à l’ensemble de la classe et résumées sous forme d’un tableau (une colonne par groupe) par l’enseignant. Une discussion avec la classe permet de ne retenir qu’une proposition par groupe et de lancer les enfants sur la conception de leur montage expérimental. Chaque groupe précise alors son expérience et le matériel nécessaire. Les élèves reprennent sur leurs cahiers d’expériences les propositions de la classe et y formalisent l’expérience de leur groupe. Extrait d’un cahier d’expériences reprenant les propositions des cinq groupes dune classe de CM1 (les lettres majuscules correspondent aux initiales des prénoms des enfants).
Une fois le matériel rassemblé et distribué, les groupes réalisent les expériences qu’ils ont proposées. À l’issue de cette activité, les résultats de chaque groupe sont présentés à l’ensemble de la classe par un rapporteur.
Aucune des solutions imaginées par les élèves ne permet de séparer l’eau du sel et de récupérer de l’eau douce. Le projet du groupe 2 est ingénieux mais ne répond pas à la question de départ. Les groupes 3, 4 et 5 obtiennent une eau toujours salée ; leurs projets permettent cependant d’introduire la notion d’expérience témoin. Les enfants se sont rendu compte que l’on n’obtient pas d’eau douce, mais qu’elle est devenue au contraire très salée et que son niveau a fortement diminué. C’est finalement le groupe 1 qui ouvre la voie vers le procédé recherché.