Fabriquer un nuage...
... et l'observer au microscope.
L'idée, c'est de faire comprendre aux élèves que les nuages sont composés d'exactement la même matière que la buée, la brume, le brouillard ou la vapeur, à savoir de minuscules gouttelettes d'eau liquide suffisamment légères pour flotter dans l'air.
Un nuage, rappelons-le, résulte de la condensation de la vapeur d'eau contenue dans l'air chaud qui monte au contact d'une masse d'air froid, tout là-haut.
Chargé de vapeur d'eau ? Comment se fait-il qu'on ne la voit pas ? Simple : la vapeur d'eau, c'est-à-dire de l'eau sous forme gazeuse est invisible. Rien à voir avec la "vapeur", formée de minuscules d'eau liquide qu'on peut voir.
Tout l'intérêt de la manipulation est justement de lever cette confusion de langage et démontrer que tout ce qui est brumeux est de l'eau sous forme liquide.
Les manipulations permettant de visualiser un nuage sont classiques et faciles à mettre en oeuvre.
En voici un exemple, disponible sur un site parmi d'autres : https://www.lacourdespetits.com/fabriquer-nuage-dans-un-bocal/
Il suffit de verser de l'eau bien chaude dans un bocal et le recouvrir de glace pour mimer le rôle de la masse d'air froid.
Pour que le nuage soit bien visible, il existe un truc : jeter une allumette enflammée dans le bocal pour introduire des particules qui serviront d'amorce au phénomène de condensation.
Lorsqu'on ouvre le bocal, la vapeur s'échappe, mais contrairement à ce qu'on s'attend, elle est froide. C'est bien un nuage et ça n'a rien à voir avec un liquide qui bout.
La manipulation que nous proposons fait la part belle à l'observation individuelle et à un outil familier des professeurs de SVT, le microscope.
Une seule casserole d'eau chaude suffit pour toute la classe. Pour chaque microscope, il nous faut un petit récipient et une boite de Pétri ou son équivalent, pas forcément en verre.
Verser l'eau chaude dans chacun des récipients.
Si nous avons de l'eau chaude au robinet, c'est suffisant car le volume d'eau, même réduit, produira de la vapeur tout le temps de la manipulation.
Le piège, c'est d'utiliser de l'eau bouillante. En plus de présenter un risque, la manipulation produit tellement de vapeur qu'on obtient de véritables traînées d'eau liquide sur le verre, autrement dit... de la pluie.
La manipulation est réussie si nous obtenons de la buée sur la vitre, suffisamment fine pour imiter un nuage.
L'observation se fait au plus petit grossissement du microscope. Une loupe binoculaire ou simplement une loupe à main grossissant 10 fois peuvent également convenir.
La buée s'évapore très vite, il faut donc recommencer la manipulation, en essayant d'améliorer la vitesse d'exécution. C'est une autre composante pédagogique de la manipulation.
L'élève découvre d'innombrables gouttelettes d'eau minuscules qui réduisent à vue d’œil.
La prolongation de cette manipulation consiste à faire comprendre comment on passe du nuage à la pluie.
Il suffit cette fois de faire bouillir de l'eau franchement pour obtenir des traînées d'eau liquide sur un plan incliné, façon couvercle de casserole d'eau sur le feu.
On peut aussi évoquer l'eau qui suinte sur les parois d'une douche.
Une autre façon de convaincre les élèves que l'eau sous forme gazeuse est invisible et bien présente dans l'air d'une salle de classe, c'est de montrer un hygromètre (le modèle ci-contre coûte 9 euros chez conrad.fr)
La valeur indiquée ci-contre - 58 % - ne signifie pas que l'air contient 58 % de vapeur d'eau, mais que l'eau commence à apparaître sous forme liquide dès que le pourcentage atteint 100 % (pression de vapeur saturante).
