L’UTILISATION DE L’EAU À L’ABBAYE : LE PRINCIPE DES VASES COMMUNICANTS
Pendant les 650 ans d’occupation de l’Abbaye par les moines, l’utilisation de l’eau a couvert de nombreux usages :
- Boire et manger bien sûr
- Assurer l’hygiène des habitants
- Fournir l’énergie nécessaire pour faire fonctionner les moulins
- Mesurer le temps avec la clepsydre (horloge à eau)
- Intervenir dans les rituels religieux
- Alimenter les fontaines des jardins et participer ainsi à la beauté du lieu
C’est justement l’alimentation de ces fontaines qui va faire l’objet de notre expérience. Les archéologues ont découvert que l’alimentation en eau de ces fontaines fonctionnait selon le principe des vases communicants. Ce principe est toujours utilisé aujourd'hui pour les réservoirs des châteaux d’eau qui fournissent l’eau de nos maisons, dans nos robinets.
Mais ces vases communicants, de quoi s’agit-il ?
Pour mieux le comprendre, nous te proposons une petite expérience très facile.
Matériel
Pour réaliser cette expérience, tu as besoin :
- De 2 bouteilles d’eau en plastique
- De 2 étiquettes et d’un marqueur
- D’un tuyau souple en plastique transparent et de diamètre assez large (min. 1 cm de diam.)
- D’un marteau et d’un clou
- D’une paire de ciseaux
- De l’aide d’un adulte
Fabrication du montage
1. Enlever les étiquettes des bouteilles et les remplacer par une étiquette « réservoir » et un étiquette « fontaine »
2. Découper le fond de la bouteille. Plus tu découpes près du fond, plus ton réservoir sera grand.
3. Percer le bouchon en son milieu à l’aide d’un clou et d’un marteau : c’est là que tu demandes l’aide d’un adulte !
4. En se servant du clou ou des ciseaux comme d’un foret (on tourne sans arrêt), agrandir le trou du bouchon qui doit rester de diamètre inférieur à celui du tuyau. Là aussi, demande l’aide d’un adulte si nécessaire.
5. Tailler le tuyau en biseau afin de pouvoir le faire entrer dans le bouchon « à force » (pas besoin de colle !)
6. Revisser les bouchons avec le tuyau inséré sur les bouteilles, et c’est parti pour l’expérience ! (si en cours d’expérience, tu constates des fuites, tu peux enturbanner les bouchons de bouteilles dans du « tape » étanche)
Réalisation de l'expérience
(il faut être à 2, et de préférence à l’extérieur, ou dans la baignoire J)
1. Chaque personne prend une des bouteilles en main, en les mettant si possible à la même hauteur
2. Une des deux personnes verse l’eau dans la bouteille « réservoir »
3. Vous pouvez jouer en mettant le « réservoir » plus haut que la fontaine, ou aussi plus bas, et observer ce qui se passe chaque fois
Observations
Que constates-tu? L’eau se trouve au même niveau de chaque côté du tuyau, même lorsqu’on soulève légèrement une extrémité par rapport à l’autre, ou même si on penche les bouteilles en oblique.
Si l’on soulève très haut l’extrémité du « réservoir », l’eau jaillit de l’autre côté du tuyau comme une fontaine.
Explication
Ce phénomène est dû à un certain nombre de forces liées à la gravité de la Terre et à l’atmosphère. L’eau va toujours essayer d’être au même niveau de part et d’autre du tuyau. Et c’est ce principe des vases communicants qui permettait aux moines d’alimenter les fontaines du jardin sans avoir recours à un système de pompage (et heureusement car l’électricité n’existait pas encore, ça aurait été compliqué !)
C’est exactement le même principe pour le château d’eau. Située en hauteur (au sommet du château d’eau), la cuve d’eau joue le rôle du réservoir surélevé, tandis que l’autre extrémité correspond aux maisons. Grâce à cette disposition, l’eau jaillit sans aucun problème aux robinets des habitations, à condition, bien sûr, que celles-ci soient toujours situées sous le niveau de la cuve du château d’eau, sinon, on utilise des pompes mécaniques (parce que nous, on a l’électricité !).
Tu as tout compris ? Alors complète ce texte avec l’aide d’un adulte, en utilisant les mots proposés :
Le principe des _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ communicants établit qu'un _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
homogène remplissant plusieurs _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , reliés entre eux à leur base et soumis
à la même pression atmosphérique, s’équilibre à la même _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __
dans chacun d’eux. Ceci est vrai quels que soient leur _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
et leur volume.
(récipients - liquide – forme - vases – hauteur)
