Construire une pompe à eau solaire

En Afrique, en Mauritanie par exemple, la population utilise des citernes qui fonctionnent comme la pompe à eau solaire. Ces citernes doivent être noires pour absorber plus de chaleur. Elles sont reliées à une rivière souterraine par un tuyau. Elles chauffent toute la journée. La nuit, quand il n’y a plus de soleil, l’air refroidit l’eau, emmenée par l’air, remonte dans la citerne. Le matin, elles sont remplies d’eau. Les habitants n’ont plus à tirer l’eau du puits avec une corde et un seau, il leur suffit d’ouvrir un robinet. Ce système est intéressant car on ne paie que l’installation de la citerne et du tuyau, la source d’énergie (le soleil) est gratuite.

Etapes de construction

 Disposer sur une table deux bouteilles (A et B), dont l’une (B) est remplie aux deux tiers d’eau.

 Relier les deux bouteilles par un tuyau en plastique.

 Placer de la pâte à modeler sur le goulot de la bouteille vide (A) et vérifier qu’il n’y a pas de fuite en soufflant dans le tuyau (1)

 Placer la lampe halogène à côté de la bouteille vide (A) pour que celle-ci réchauffe l’air

 Attendre l’apparition de bulles d’air dans la bouteille

 Éteindre la lampe halogène et laisser la bouteille A refroidir

Inviter les élèves à observer, à décrire le dispositif puis à émettre des hypothèses sur le changement qui s’est opéré entre la situation de départ et la situation d’arrivée : l’eau passe d’une bouteille à l’autre.

Pourquoi ?

Dresser la liste des propositions des élèves au tableau, puis donner les explications suivantes : quand on chauffe l’air, il augmente de volume et passe par le tuyau dans la bouteille remplie d’eau (2). En refroidissant, l’air retrouve son volume de départ et par la même occasion repart dans la première bouteille en emportant de l’eau avec lui.

1. S’il y a des fuites, repositionner la pâte à modeler.

2. Faire repérer les bulles dans la bouteille pleine.