Sciences et technologie · CE2 · Matière et mouvement : les secrets de l'eau · 1er Trimestre

Changements d'état de l'eau: Évaporation et Condensation

Les élèves réalisent des expériences pour comprendre l'évaporation et la condensation de l'eau, et identifient ces phénomènes dans la vie quotidienne.

• Programmes Officiels
• MEN: Cycle 3 - Identifier l'évaporation et la condensation
• MEN: Cycle 3 - Relier les changements d'état à des phénomènes quotidiens

À propos de ce thème

L'évaporation et la condensation complètent l'étude des changements d'état au CE2 et ouvrent la porte au cycle de l'eau. Les élèves constatent que l'eau liquide peut se transformer en gaz invisible (évaporation) et que ce gaz peut redevenir liquide au contact d'une surface froide (condensation). Ces deux phénomènes sont omniprésents dans le quotidien : le linge qui sèche, la buée sur une vitre, les gouttes sur une bouteille sortie du réfrigérateur.

Le programme de l'Éducation Nationale insiste sur la distinction entre évaporation (lente, à toute température) et ébullition (rapide, à 100°C). Les élèves apprennent aussi que la vapeur d'eau est totalement invisible, ce qui contredit l'observation naïve du « nuage blanc » au-dessus d'une casserole.

Les expériences actives sont indispensables ici. Observer un verre d'eau recouvert de film plastique au soleil, constater les gouttelettes qui se forment sur le film : c'est ce type de manipulation qui rend tangible un phénomène par nature invisible. La discussion entre pairs permet de formuler des hypothèses et de les vérifier collectivement.

Questions clés

1. Décrivez les processus d'évaporation et de condensation de l'eau.
2. Expliquez pourquoi la vapeur d'eau est invisible et comment elle se manifeste.
3. Comparez l'évaporation et l'ébullition de l'eau.

Objectifs d'apprentissage

• Identifier les signes visibles de l'évaporation et de la condensation lors d'expériences simples.
• Expliquer le passage de l'eau de l'état liquide à l'état gazeux (vapeur) et inversement.
• Comparer le phénomène d'évaporation à celui de l'ébullition en termes de température et de vitesse.
• Démontrer comment la vapeur d'eau, bien qu'invisible, se manifeste par la condensation.

Avant de commencer

Les états de la matière : solide, liquide, gaz

Pourquoi : Les élèves doivent avoir une compréhension de base des différents états de l'eau pour appréhender les changements d'état.

Notions de température et de chaleur

Pourquoi : La compréhension que la chaleur influence les changements d'état est nécessaire pour saisir l'évaporation et l'ébullition.

Vocabulaire clé

Évaporation	Transformation de l'eau liquide en gaz (vapeur d'eau) sous l'effet de la chaleur, même à température ambiante.
Condensation	Transformation de la vapeur d'eau invisible en eau liquide au contact d'une surface froide.
Vapeur d'eau	L'eau à l'état gazeux, invisible à nos yeux, qui résulte de l'évaporation ou de l'ébullition.
Ébullition	Changement d'état rapide de l'eau liquide en vapeur d'eau, qui se produit à une température précise (100°C au niveau de la mer).

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

La vapeur d'eau est visible, c'est le nuage blanc au-dessus de la casserole.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Ce nuage blanc est un brouillard de gouttelettes liquides, pas un gaz. L'observation de la zone transparente entre la surface de l'eau et le brouillard montre que la vraie vapeur est invisible. Cette distinction, construite par l'observation directe, est fondamentale.

Idée reçue courante

L'eau ne s'évapore que quand on la fait bouillir.

Ce qu'il faut enseigner à la place

L'expérience du linge qui sèche ou du verre d'eau qui diminue sur le rebord de la fenêtre prouve que l'évaporation se produit à toute température. La discussion en groupe permet de rassembler de nombreux exemples du quotidien.

Idée reçue courante

L'eau disparaît quand elle s'évapore.

Ce qu'il faut enseigner à la place

L'expérience du film plastique montre que l'eau « disparue » réapparaît sous forme de gouttelettes. La matière ne disparaît pas, elle change simplement de forme. Cette prise de conscience passe par la manipulation et non par l'affirmation.

Idées d'apprentissage actif

Investigation collaborative : Le piège à vapeur

Chaque groupe place un verre d'eau recouvert de film plastique au soleil ou près d'un radiateur. Les élèves observent les gouttelettes qui se forment sous le film au bout de 30 minutes, dessinent le phénomène et formulent une explication en groupe.

50 min·Petits groupes

Penser-Partager-Présenter: La flaque disparue

L'enseignant montre deux photos : une flaque le matin, le même endroit sec l'après-midi. Chaque élève écrit une explication, la compare avec son voisin, puis les binômes confrontent leurs théories. La mise en commun clarifie la notion d'évaporation.

20 min·Binômes

Galerie marchande: Évaporation ou condensation ?

Des photos sont affichées : linge qui sèche, buée sur un miroir de salle de bain, brouillard matinal, mare qui diminue en été. Les élèves circulent et classent chaque image dans la colonne « évaporation » ou « condensation » avec une justification écrite.

25 min·Binômes

Jeu de simulation: Le cycle miniature

L'enseignant fait chauffer de l'eau dans une casserole (manipulation enseignant). Les élèves observent la zone transparente juste au-dessus de l'eau, puis le brouillard blanc plus haut. On place un couvercle froid : les gouttes qui tombent illustrent la condensation.

20 min·Classe entière

Liens avec le monde réel

• Les météorologues observent la condensation pour prédire la formation des nuages et des précipitations, analysant les données de température et d'humidité dans l'atmosphère.
• Les cuisiniers utilisent l'évaporation pour réduire des sauces ou faire sécher des aliments, et la condensation se manifeste sur le couvercle d'une casserole lorsqu'ils font bouillir de l'eau.

Idées d'évaluation

Billet de sortie

Distribuez une fiche avec deux colonnes : 'Évaporation' et 'Condensation'. Demandez aux élèves d'écrire une phrase décrivant chaque phénomène et de donner un exemple concret observé en classe ou à la maison.

Vérification rapide

Posez des questions ciblées après une expérience : 'Que voyez-vous se former sur le film plastique ?' (condensation). 'Que devient l'eau dans le verre si on le laisse au soleil ?' (évaporation). Observez les réponses verbales ou écrites.

Question de discussion

Présentez une image montrant de la buée sur une vitre. Lancez la discussion : 'D'où vient cette eau ? Quel phénomène explique sa présence ? Est-ce de l'évaporation ou de la condensation ? Pourquoi ?'

Questions fréquentes

Comment expliquer la différence entre évaporation et ébullition au CE2 ?

L'évaporation est lente et silencieuse : elle se produit à la surface de l'eau, à toute température (le linge sèche). L'ébullition est rapide et bruyante : elle se produit dans toute la masse d'eau, uniquement à 100°C (les grosses bulles dans la casserole). Les deux produisent de la vapeur d'eau invisible.

Pourquoi de la buée se forme-t-elle sur les vitres en hiver ?

L'air chaud de la pièce contient de la vapeur d'eau invisible. Au contact de la vitre froide, cette vapeur se condense en minuscules gouttelettes liquides visibles. C'est exactement le même phénomène que les gouttes sous le film plastique de l'expérience en classe.

En quoi les manipulations actives sont-elles importantes pour ce sujet ?

L'évaporation et la condensation impliquent un gaz invisible. Sans manipulation, les élèves ne peuvent que croire l'enseignant sur parole. En piégeant la vapeur sous un film, en observant la buée se former, ils construisent eux-mêmes la preuve que l'eau invisible existe bel et bien.

Quel lien entre évaporation-condensation et le cycle de l'eau ?

L'évaporation des océans et des lacs envoie de la vapeur d'eau dans l'atmosphère. En altitude, cette vapeur se condense en gouttelettes qui forment les nuages. Ce sont les deux moteurs du cycle de l'eau, que les élèves pourront modéliser dans la séquence suivante.