Le cycle de l'eau dans un sac à la fenêtre
« La météo dans un sac »
- ÂgeDès 5 ans
- Durée15 min + attente
- AdulteAdulte dans la pièce
- OùPrès d’une fenêtre
Avec « La météo dans un sac », tu peux observer une partie du cycle de l’eau dans un sac installé sur une fenêtre ensoleillée. Dès 5 ans, avec un adulte dans la pièce, observe comment l’eau peut devenir une vapeur invisible, puis former des gouttelettes si la paroi est suffisamment froide.
Attente : 1 à 3 jours
La question
Comment l'eau passe-t-elle de la mer aux nuages, puis à la pluie ?
Ton idée
Que va-t-il se passer, à ton avis ? Choisis une idée avant de commencer.
Le matériel
- 1 Sac de congélation transparent à fermeture zip, d’environ 18 × 20 cm
- 5 cl Eau à température ambiante
- 1 goutte Colorant alimentaire bleu
- 1 Feutre permettant de dessiner sur le sac
- 4 bandes d’environ 10 cm Ruban adhésif adapté à la vitre
- 1 Fenêtre ensoleillée dont une partie de la vitre est accessible depuis le sol
L’expérience
- 1
Installe le matériel sur une table sèche, près de la fenêtre choisie. Avec l’adulte, vérifie que le sac est intact, que son zip fonctionne et que la vitre est propre et sèche.
- 2
Pose le sac vide à plat et dessine un soleil et quelques nuages dans sa partie haute. Laisse une grande zone transparente au milieu pour observer les gouttelettes.
- 3
Maintiens le sac ouvert, son fond posé sur la table. Verse les 5 cl d’eau à température ambiante et ajoute une seule goutte de colorant alimentaire bleu.
- 4
Redresse le sac en gardant son fond posé, puis ferme le zip sur toute sa longueur sans chasser tout l’air. Passe doucement les doigts le long de la fermeture et garde le sac vertical pour vérifier l’absence de fuite.
- 5
Fixe le sac verticalement contre la vitre avec les quatre bandes de ruban adhésif, réparties sur ses bords et sans masquer la zone d’observation. Garde l’eau au fond et vérifie avec l’adulte que le sac tient bien.
Prévois environ 10 minutes de préparation et 5 minutes pour le remplissage, la fermeture et la fixation. - 6
Observe le sac sans le déplacer, après une période ensoleillée, puis plus tard lorsque la vitre est plus fraîche. Pendant 1 à 3 jours, regarde le fond et les parois à plusieurs moments de la journée, et note tes observations.
Ce délai est indicatif : selon les conditions, les gouttelettes peuvent apparaître plus tôt, plus tard ou rester difficiles à voir.
Observe
Au départ, l’eau bleue reste au fond du sac et les parois sont presque sèches. Ensuite, de petites gouttelettes transparentes peuvent apparaître au-dessus du niveau de l’eau, si une paroi devient suffisamment froide au regard de l’humidité dans le sac. Certaines gouttes peuvent se rejoindre, grossir et glisser le long du plastique. La vapeur d’eau, elle, reste invisible. Si tu ne vois aucune goutte, note-le aussi : cela ne prouve pas que l’eau ne s’évapore pas.
À noter dans ton carnet
- Le moment de chaque observation : matin, milieu de journée ou fin de journée.
- La présence ou l’absence de soleil sur le sac.
- L’emplacement et l’aspect des gouttelettes : petites, regroupées ou en train de glisser.
- La couleur de l’eau du fond et celle des gouttelettes situées plus haut.
Comprendre
Une partie de l’eau devient une vapeur invisible qui reste dans le sac. Si une paroi est assez froide, cette vapeur peut y redevenir de petites gouttes d’eau.
L’évaporation est le passage de l’eau liquide à la vapeur d’eau, à la surface du liquide. Elle se produit déjà à température ambiante : une petite trace d’eau sur une table peut ainsi sécher. La tiédeur apportée par le soleil favorise généralement cette évaporation, mais elle n’est pas indispensable. Une eau tiède est agréable au poignet, à environ 40 °C au plus. L’eau ne devient pas de l’air : elle reste de l’eau, sous une forme invisible.
Le sac fermé retient l’eau et la vapeur d’eau. Son air intérieur devient humide, c’est-à-dire qu’il contient de la vapeur d’eau. Si une paroi est suffisamment froide pour cette humidité, une partie de la vapeur y redevient liquide : c’est la condensation. Le simple contact avec le plastique ne suffit donc pas. Dans la vie courante, des gouttelettes peuvent aussi apparaître sur une vitre froide lorsque l’air d’une pièce est assez humide.
Les gouttelettes formées au-dessus de l’eau devraient être transparentes. Le colorant alimentaire reste principalement dans l’eau du fond : il ne s’évapore pas avec elle dans les conditions de cette expérience. Des traces bleues plus haut peuvent toutefois venir d’éclaboussures lors du remplissage. C’est pourquoi il faut verser doucement et observer le sac sans le secouer.
Dans la nature, l’eau s’évapore notamment depuis les mers, les lacs et les sols. Lorsque l’air humide se refroidit suffisamment, de minuscules gouttelettes peuvent se former ; les nuages contiennent de telles gouttelettes, parfois aussi des cristaux de glace. La vapeur d’eau elle-même n’est pas un nuage visible. Pour donner de la pluie, les gouttes doivent grossir assez pour tomber jusqu’au sol.
Le sac représente seulement une partie du cycle de l’eau. Sur ses parois, les gouttes se rejoignent et peuvent ruisseler, c’est-à-dire couler le long d’une surface. Ce trajet ressemble au retour de l’eau vers un point bas, mais ce n’est pas toute la formation de la pluie dans l’atmosphère. Le dessin des nuages aide à raconter le cycle ; il ne transforme pas le sac en véritable nuage.
- Évaporation
- Passage de l’eau liquide à la vapeur d’eau, à la surface du liquide.
- Vapeur d’eau
- Eau sous forme de gaz invisible, présente notamment dans l’air.
- Condensation
- Passage de la vapeur d’eau à l’eau liquide.
- Humidité
- Présence de vapeur d’eau dans l’air.
- Ruissellement
- Écoulement de l’eau le long d’une surface.
- Hypothèse
- Idée proposée pour répondre à une question et que l’expérience aide à examiner.
Nouveau défi : À quel moment vois-tu le plus de gouttes ?
Garde le même sac en place, avec la même eau. Avant de l’observer le lendemain, prédis si tu verras davantage de gouttelettes le matin ou en fin de journée. Compare ensuite leur présence et leur taille à ces deux moments, sans déplacer le sac. Ton résultat concerne cette fenêtre et ces journées : ailleurs, les conditions peuvent être différentes.
Autres idées à tester
- Sans modifier l’installation, suis du regard une goutte bien visible : reste-t-elle sur place, rejoint-elle une autre goutte ou glisse-t-elle vers le fond ?
Ranger et jeter
Avec l’adulte, soutiens le sac pendant le retrait du ruban adhésif, puis pose-le sur la table. Vide-le dans l’évier, nettoie-le à l’eau et laisse-le sécher ouvert hors de portée des tout-petits. Essuie la table et la vitre si nécessaire, puis range le sac sec et le matériel hors de leur portée.
L’eau contenant une goutte de colorant alimentaire peut être vidée à l’évier avec un peu d’eau du robinet. Mets le ruban adhésif usagé à la poubelle. Conserve le sac intact, nettoyé et sec pour une autre activité ; s’il est abîmé, suis les consignes locales de tri.
Pour les enseignants et les animateurs
- Classes
- CP-CE2 et CM1-6e
- Notion
- Les changements d’état de l’eau et le cycle de l’eau : évaporation, condensation et limites d’un modèle.
- Compétences
- Formuler une hypothèse et la confronter à des observations.
- Observer un dispositif à plusieurs moments et conserver une trace des résultats.
- Décrire les états de l’eau avec un vocabulaire précis.
- Distinguer un modèle simplifié du phénomène naturel représenté.
- En classe
- Pour 25 élèves, prévoyez cinq groupes de cinq et un lot complet du matériel indiqué par groupe, avec 5 cl d’eau et une goutte de colorant pour chaque sac. Comptez environ 10 minutes de préparation et 5 minutes de manipulation, puis de courtes observations réparties sur 1 à 3 jours, sans garantir l’apparition de gouttes. Choisissez des emplacements accessibles depuis le sol et contrôlez chaque fermeture et chaque fixation. Lors de la mise en commun, comparez les observations réalisées aux mêmes moments, puis discutez des différences possibles entre les emplacements.
- À la fin, l’élève sait…
- L’élève doit pouvoir expliquer que l’eau liquide peut devenir une vapeur invisible, puis redevenir liquide si les conditions permettent la condensation. Il doit aussi distinguer les gouttes qui ruissellent sur le sac de la pluie formée dans l’atmosphère.
Questions fréquentes
Pourquoi n’y a-t-il pas de gouttes après trois jours ?
Le délai de 1 à 3 jours est indicatif, pas une garantie. La visibilité des gouttelettes dépend notamment de l’humidité dans le sac et de la température de ses parois. Vérifiez que le zip est fermé et que le sac reçoit bien la lumière prévue, sans modifier les quantités. Vous pouvez prolonger l’observation si le sac reste intact et correctement fixé.
Est-ce vraiment de la pluie dans le sac ?
Le sac montre surtout l’évaporation, la condensation et le déplacement de l’eau sur une paroi. Les gouttes peuvent grossir en se rejoignant, puis ruisseler vers le fond. Dans l’atmosphère, les gouttes de pluie se forment et grossissent au sein des nuages avant de tomber. Vous pouvez donc présenter le sac comme un modèle partiel du cycle de l’eau, et non comme une reproduction complète de la pluie.
À quoi sert le colorant bleu ?
Il rend l’eau du fond plus facile à repérer. Dans cette expérience, il reste principalement dans cette eau lorsque celle-ci s’évapore. Vous pouvez comparer sa couleur à celle des gouttelettes formées plus haut, normalement transparentes. Des marques bleues sur les parois peuvent provenir du remplissage : elles ne montrent pas une vapeur bleue.
Vérifiée avant publication
Cette expérience a été relue le 15 octobre 2026 par notre contrôle de sécurité et notre contrôle scientifique : 61 phrases relues une à une, dont 18 appuyées par une citation des sources ci-dessous ; aucune erreur restante.
