Fiche d'utilisation de la maquette du bassin versant

Le bassin versant fait l’objet de nombreux enjeux autour du changement climatique. Pour mettre en avant des solutions d’adaptation au changement climatique, nous avons imaginé une maquette à modules amovibles représentant le bassin versant.

Difficulté

Technical Technique

Durée

1 hour(s) heure(s)

Disciplines scientifiques

Science de la terre, Science de la vie, Sciences sociales

Changement climatique, adaptation, Bassin versant, solutions, Géographie, hydrologie, Eau, sécheresse, Inondations, imperméabilisation, nappe phréatique, eau de surface Fiche_d_utilisation_de_la_maquette_du_bassin_versant_IMG_6932.jpg

Introduction

Pour fabriquer la maquette, le tutoriel est ici -> Fiche de fabrication d'une maquette de bassin versant transportable

La maquette joue le rôle de support pour proposer une animation sur l’adaptation au changement climatique et permet de mettre en lumière non seulement des solutions d’adaptation basées sur la nature, mais aussi des aménagements artificiels mis en place pour atténuer les effets des aléas climatiques.

Cette maquette peut aussi bien être utilisée en format stand qu'en animation de groupe.

• Matériel et outils

Maquette de bassin versant

Maquette de bassin versant sculptée dans du polystyrène extrudé et peinte.

Maquette de bassin versant

Eau

L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.

Eau

Pate à modeler

L'invention de la pâte à modeler s'inspire de la terre glaise utilisée par les sculpteurs, qui a l'avantage de durcir en séchant. Pour des esquisses, pour l'utilisation par les enfants, ou plus récemment, pour du travail en animation, il convient d'avoir un matériau qui ne durcit pas définitivement, elle a donc naturellement évolué vers des matériaux plus consistants et malléables.

Pate à modeler

Bassine

Une bassine est un récipient ouvert et plus large que haut, pouvant comporter des poignées. Elles sont généralement en tôle galvanisée ou en matière plastique.

La bassine est un accessoire ménager très prisé dans les pays en voie de développement, où elle trouve de multiples usages, principalement alimentaire et pour le linge. Elle sert ainsi de récipient pour collecter et nettoyer de la nourriture (coquillages, légumes, etc.) ; elle permet de transporter le linge sale entre le domicile et le lavoir, avant de le ramener pour le faire sécher.

Le principal lieu de production des bassines est l'Asie du sud-est.

Bassine

Bouteille dont le bouchon est percé et par lequel passe un tube d'une trentaine de centimètre

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bouchon percé

Bouteille dont le bouchon est percé et par lequel passe un tube d'une trentaine de centimètre

Étape 1 - Observer le ruissellement

Inviter les publics à placer ou orienter certains modules amovibles (cultures, talus, parking, constructions, etc.) sur la maquette comme ils le souhaitent.

Dans un premier temps, verser un peu d'eau au niveau de la source du cours d'eau et observer l'écoulement.

Dans un deuxième temps, arroser la maquette à l'aide d'une bouteille au bouchon percé pour simuler un épisode de pluie intense.

Étape 2 - Fonctionnement de la zone humide et du réservoir souterrain

Placer le module zone humide, représenté par une éponge.

Sous l’éponge, une cavité constitue un réservoir d’eau pour représenter une nappe souterraine visible sur le côté de la maquette.

Essorer l'éponge pour montrer l'infiltration de l'eau dans le sol.

Étape 3 - Constater l’importance de la perméabilisation des sols

Sous les modules amovibles imperméables (usines, maisons) peuvent être placées des éponges. Essorer les éponges : elle ne contiennent pas d'eau.

Essorer les éponges des modules amovibles perméables (forêt, champs, zones humides) : elles sont gorgées d'eau.

Étape 4 - Aménagements hydrauliques artificiels vs aménagements hydrauliques naturels

Distinguer les modules “solutions fondés sur la nature” et les modules “aménagements hydrauliques artificiels” permet de mettre en avant le panel de solutions à notre disposition, et souligner les limites de certaines options.

La mare et le bassin de rétention permettent l'un comme l'autre de collecter l'eau de pluie et la stocker, et ainsi protéger des aménagements en aval. Observer les deux cavités et constater qu'elles se remplissent à mesure que l'eau est versée sur la maquette. Certains animaux peuvent être disposés sur la mare pour montrer que s'y développe la biodiversité, contrairement au bassin de rétention qui ne permet pas aux espèces de s'y installer.

De la pâte à modeler peut être mis à disposition pour faire des barrages hydrauliques. Verser de l'eau dans le cours d'eau pour constater l'effet. Si beaucoup d'eau est versée, le barrage peut être amenée à rompre, ce qui causera encore plus de dégâts en aval. Il est possible d'imprimer des castors en 3D pour évoquer les barrages naturels qu'ils produisent et le rôle qu'ils jouent sur le reméandrage des cours d'eau.

Étape 5 - Activités humaines

Placer les modules champs. Comparer l'effet des modules champs en fonction de leur orientation par rapport à la pente (parallèle ou perpendiculaire).

Les participants peuvent placer les accessoires supplémentaires : animaux, playmobiles, équipements agricoles économes en eau (mousseurs et arrosage goutte à goutte). Cela permettra d'aborder les enjeux de l'agriculture sur le bassin versant (économie en eau, pesticides qui se déversent dans les cours d'eau, pression anthropique sur le bassin versant, etc.). Pour montrer la pollution des eaux, vous pouvez verser une goutte de colorant alimentaire et constater son cheminement sur la maquette.

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

On observe que :

• Phase 1 : Le bassin versant est constitué d'une source, d'un exécutoire, d'un cours d'eau principal et d'affluent. L'eau s'écoule dans les cours d'eau et chemine jusqu'à l’exutoire pour se rejeter dans l'océan. Lorsqu'il pleut, une partie de l'eau ruisselle sur les sols.
• Phase 2 : La zone humide permet l'infiltration de l'eau : l'éponge se gorge d’eau et s’écoule dans la poche d’eau souterraine. On observe que cette eau ne ruisselle pas.
• Phase 3 et 4 : Selon le module amovible placé sur la maquette, l’eau est retenue ou pas. Certains modules sont perméables et laissent s’infiltrer l’eau tandis que d’autres sont imperméables et favorisent le ruissellement. Certains aménagements sont naturels (ex : mare), d'autres artificiels (ex : bassin de rétention).
• Phase 5 : L'activité humaine, notamment l'agriculture, a un rôle à jouer dans la gestion des inondations. Si les sillons des champs sont orientés perpendiculairement à la pente, ils retiennent plus d'eau, ce qui limite le ruissellement et permet d'arroser moins abondamment et moins régulièrement, et ainsi faire des économies en eau. Lorsque l'eau ruisselle, les polluants (pesticides par exemple), peuvent se déverser dans les cours d'eau et avoir un fort impact sur la biodiversité.

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

Il faut verser l'eau délicatement sur le bassin versant pour bien observer les phénomènes. Si l'on verse trop d'eau sur la maquette, les éponges sous les modules imperméables peuvent prendre l'eau (l'eau passe sur les côtés du module), ce qui peut porter à confusion.

Explications

Selon le module, l’eau ruisselle, s’infiltre ou est stockée :

• Le parking et les constructions imperméabilisent le sol : l’eau ruisselle.
• Les cultures permettent de répartir les eaux de ruissellement. Les cultures peuvent être placées perpendiculaire à la pente pour freiner le ruissellement.
• Les arbres permettent l’infiltration de l’eau par les racines. Il est possible d’articuler l’animation Les plantes au secours des sols à la session bassin versant.
• Les talus (vous pouvez les faire avec le la pâte à modeler) permettent de tamponner les ruissellements, tout en stockant un petit volume d’eau. Ils permettent également de ralentir le débit de fuite.
• Les barrages hydrauliques (pâte à modeler) permettent de retenir l'écoulement naturel de l'eau pour protéger des aménagements.
• Le bassin de rétention permet de stocker temporairement les crues ou les eaux pluviales que le réseau hydraulique ne peut pas évacuer, afin de prévenir les inondations ou les déversements indésirables.
• Une zone tampon humide artificielle pour intercepter et traiter les eaux issues du drainage de terres agricoles. L’objectif est d’éviter de polluer les eaux (nitrates et pesticides) qui rejoignent les eaux superficielles du réseau hydrographique voire souterraines, contaminant les nappes phréatiques.
• Les mares constituent des écosystèmes et permettent de retenir l’eau dans les bassins versants.
• Les équipements agricoles économes en eau comme les mousseurs ou l’arrosage goutte à goutte permettent de diminuer le débit de l’eau au robinet et de consommer moins d’eau afin de prévenir les risques de sécheresse.

Plus d'explications

• Le bassin versant désigne une zone géographique clairement délimitée, qui englobe l'ensemble de la surface recueillant les eaux se dirigeant naturellement vers un même cours d'eau ou une même nappe phréatique. Un bassin versant est délimité par les lignes de partage des eaux, qui séparent les différents bassins. Ces lignes formées naturellement par le relief, correspondent aux crêtes des montagnes. Les gouttes de pluie tombant de part et d'autre de ces lignes alimenteront deux bassins versants adjacents. À l'instar des poupées gigognes, le bassin versant d'un fleuve résulte de l'assemblage des sous-bassins versants alimentés par ses affluents.
• L'homme occupe de nombreux bassins versants, où ses activités et son mode d’occupation du sol sont variés : habitations, villages, villes, infrastructures, industries, cultures, élevage, loisirs, tourisme, stations de traitement des eaux, barrages, etc. L'aménagement du territoire et l'utilisation de l'eau pour ces activités ont fréquemment des répercussions sur le bassin versant, affectant la quantité d'eau, sa qualité ou son fonctionnement.
• De par sa topographie hydraulique particulière, il est important de s’interroger sur les effets du changement climatique sur le bassin versant : le fonctionnement du régime hydraulique est en effet perturbé par les effets du changement climatique (inondation, sécheresse, éboulements de terrain, etc.).
• Les solutions d’adaptation sont variées. Il est intéressant de distinguer les solutions fondées sur la nature des solutions d’aménagements telles que les barrages ou les bassins de rétention. On peut par exemple montrer les limites d’un barrage hydraulique, que ce soit pour l’entretien (il est nécessaire d’entretenir les barrages pour s’assurer de leur état et leur performance) et en cas de rupture (les effets d’une inondation se ressentiront de manière décuplée si le barrage était amené à rompre).

Applications : dans la vie de tous les jours

Si vous habitez en aval d’un bassin versant, il est important de connaître les risques hydrauliques que vous encourez. Pour ce faire, vous devez vous informer sur le zonage PPRi pour connaître l’intensité de l’aléa auquel vous êtes exposé et les solutions d’adaptation de votre bâti que vous pouvez mettre en place.

Il est important d’avoir une vue holistique sur le fonctionnement d’un bassin hydrographique pour comprendre les bouleversements climatiques et les prévenir.

Vous aimerez aussi

Expériences sur Wikidebrouillard :

• Pour une version plus accessible : Attention, ça déborde !
• Sur le fonctionnement d’un bassin versant : Le bassin versant
• Sur la cartographie d’un bassin versant : Cartographie d'un bassin versant
• Sur la fabrication d’une maquette de bassin versant : Fiche de fabrication d'une maquette de bassin versant transportable
• Sur les éboulements de terrain et coulées de boue  : Plantes au secours du sol et des dunes

Autres expériences :

• Exemple d’une autre maquette proposée par la Têt bassin versant : Notre maquette 3D > des panneaux pour les villes, des digues, irrégularités du terrain

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

• Comprendre le fonctionnement d’un bassin versant et les effets du changement climatique sur un système hydrologique
• Explorer des solutions d’adaptation au changement climatique
• Manipuler et observer pour mieux comprendre les phénomènes de ruissellement et d’infiltration
• Comprendre la différence entre les eaux souterraines et les eaux de surface
• Inviter les participant.e.s à imaginer des solutions d’adaptation

Pistes pour animer l'expérience

• Laisser une certaine liberté aux participant.e.s pour placer les modules amovibles
• Procéder par étape pour décomposer les phénomènes et mieux saisir les enjeux
• Tout au long de l’animation, questionner les participant.e.s sur les choix d’orientation et d’emplacement (amont/aval + prise en compte de la topographie) des modules

Sources et ressources

• Les prélèvements d’eau brute en Bretagne : https://bretagne-environnement.fr/article/prelevements-eau-brute-bretagne
• Sur le bassin versant (vocabulaire & définitions) : https://professionnels.ofb.fr/sites/default/files/png/PNG%202011/1_fiche_bv_web.pdf

Fiche réalisée dans le cadre du projet FEDER acculturation climatique

Dernière modification 24/10/2025 par user:Quentin G..

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