Expérience de capillarité pour enfants : l’eau qui marche
Imagine deux verres côte à côte. L’un est plein d’eau colorée, l’autre est vide. Tu relies les deux avec une bande d’essuie-tout… et, sans verser, l’eau “marche” d’un verre à l’autre. Magique ? Non, scientifique. Cette expérience de capillarité — parfois appelée “l’eau qui marche” ou “le pont capillaire” — fascine les enfants parce qu’ils voient un phénomène invisible (les forces capillaires) produire un effet très visible (l’eau se déplace).
Dans cet article pensé pour la maison et la classe, tu trouveras :
- du matériel simple,
- un pas à pas précis (version 2 verres et version arc-en-ciel 6 verres),
- des explications “niveau enfant” et un zoom scientifique pour les adultes curieux,
- des variantes, des questions-guides, une check-list et une FAQ pour t’aider à réussir dès le premier essai.
Envie d’explorer d’autres expériences faciales, à faire le mercredi ou en famille ? Découvre nos expériences scientifiques à faire à la maison. Prêt·e à voir l’eau “changer de verre toute seule” ? On y va.
Pourquoi cette expérience fascine les enfants
Ce que les enfants vont apprendre
- Observer : repérer la montée de l’eau dans le papier, comparer les niveaux dans les verres.
- Prédire : formuler une hypothèse (“L’eau va-t-elle passer ? Quelle couleur obtiendra-t-on ?”).
- Raisonner cause ? effet : comprendre qu’un geste simple (placer un papier) déclenche un phénomène (l’eau remonte puis descend).
- Vocabulaire scientifique : capillarité, adhésion, cohésion, tension superficielle.
- Mesurer le temps : noter “à 5, 10, 20 minutes”, photographier les étapes.
Objectifs pédagogiques
- Méthode scientifique : hypothèse ? test ? observation ? conclusion.
- Patience et persévérance : l’eau a besoin de minutes (parfois d’une heure) pour se déplacer.
- Coopération : en classe, chaque groupe teste un papier différent, puis on compare.
- Autonomie : matériel accessible, protocole clair, sécurité maximale.
Matériel simple et sécurisé (à la maison ou en classe)
Liste courte
- 2 à 6 verres transparents.
- Eau du robinet.
- Essuie-tout (papier absorbant) ou papier filtre (type café).
- Colorants alimentaires (rouge, jaune, bleu) ou alternatives naturelles (jus de betterave, curcuma dilué, chou rouge).
- Cuillère, plateau pour contenir les éventuelles gouttes.
- Blouse/Tablier + chiffon pour le nettoyage.
Variantes de matériel
- Mouchoirs en papier, filtre à café, serviette en papier, papier de soie, torchon fin en coton, bande de tissu.
- Sans colorant : thé corsé, infusion de chou rouge (qui change aussi selon le pH), jus de myrtille dilué.
Sécurité & préparation
- Protège la surface avec un plateau ou une nappe cirée.
- Mets des tabliers si tu utilises des colorants.
- Lave les mains après l’activité.
- Explique que l’eau colorée ne se boit pas.
Mise en place pas à pas (tutoriel illustré)
Version 2 verres : “le pont capillaire”
- Remplis un premier verre aux 3/4 avec de l’eau colorée (par exemple rouge). L’autre verre reste vide.
- Plie une bande d’essuie-tout (environ 3 à 4 cm de large) en deux puis encore en deux pour obtenir une “bretelle” ferme.
- Plonge une extrémité dans le verre plein et pose l’autre extrémité dans le verre vide. La bande doit toucher le fond des deux côtés ou au minimum le niveau d’eau.
- Observe :
- 1–3 min : l’eau grimpe dans les fibres du papier (elle “monte toute seule”).
- 5–10 min : des gouttes commencent à tomber dans le verre vide.
- 20–40 min : le niveau baisse dans le premier verre et monte dans le second.
- Conclusions : l’eau a franchi le pont capillaire sans qu’on verse.
Astuces
- Si rien ne bouge, raccourcis la distance entre les verres ou élargis légèrement la bande.
- Plus la bande est large, plus l’eau circule vite (mais elle se mélange aussi plus rapidement).
Version arc-en-ciel : “l’eau qui marche” (6 verres)
Objectif : obtenir un dégradé de couleurs et montrer que l’eau peut se déplacer dans les deux sens pour équilibrer les niveaux. NOTRE BOUTIQUE OFFICIELLE D'ESCAPE GAME / ENQUETE
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👶 6–12 ans
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🧭 Guide inclus
🏠 Maison & extérieur
👥 1–8 joueurs
- Aligne 6 verres : verre 1 (rouge), 2 (vide), 3 (jaune), 4 (vide), 5 (bleu), 6 (vide).
- Remplis les verres 1, 3 et 5 aux 3/4 avec rouge, jaune, bleu. Les autres restent vides.
- Prépare 6 bandes d’essuie-tout (3–4 cm de large, longueur suffisante pour former un pont entre chaque paire).
- Place une bande entre 1–2, 2–3, 3–4, 4–5, 5–6 (et, si tu veux boucler la chaîne, 6–1).
- Observe :
- L’eau rouge “marche” vers le verre 2, le jaune marche vers le 2 aussi ? orange au centre.
- Entre 3 et 4 : jaune + bleu ? vert.
- Entre 5 et 6 : bleu + rouge (si tu boucles) ? violet.
- Après 30–60 min, les niveaux s’équilibrent presque.
Astuce couleurs
- Mets un peu plus de colorant qu’à l’habitude pour un rendu vif.
- Utilise une lumière latérale (fenêtre) pour faire ressortir les teintes.
Pour approfondir la thématique couleurs pendant cette activité, consulte aussi les 7 couleurs de l’arc-en-ciel ou organise une chasse aux couleurs après l’expérience.
Astuces de pro (qui changent tout)
- Hauteur d’eau : plus le niveau est haut, plus la pression capillaire disponible est importante au départ.
- Bande bien serrée : plie pour que la bande tienne debout et garde ses canaux capillaires.
- Distance courte : 2–3 cm entre les verres suffisent.
- Température : tiède = l’écoulement est un peu plus rapide.
- Multiplication des ponts : deux bandes parallèles accélèrent le transfert.
Nettoyage express
- Retire les bandes au-dessus du plateau pour éviter les gouttes.
- Essore et jette dans la poubelle (ou laisse sécher pour montrer les traces colorées aux enfants).
- Rince les verres à l’eau froide d’abord (les colorants partent mieux), puis chaude avec un peu de liquide vaisselle.
Ce qui se passe (explication “niveau enfant”)
L’analogie de l’éponge et des “pailles microscopiques”
Le papier essuie-tout ressemble à une forêt de minuscules pailles. Quand une extrémité touche l’eau, celle-ci grimpe à l’intérieur de ces petites pailles. Pourquoi ? Parce que l’eau aime coller aux parois (on dit adhésion) et les gouttes d’eau aiment rester ensemble (on dit cohésion). Résultat : l’eau monte dans le papier comme dans une éponge.
Quand la bande relie deux verres à des hauteurs différentes, l’eau avance jusqu’à ce que les niveaux s’équilibrent. C’est comme si l’eau cherchait une position “juste”.
Mots-clés à retenir
- Capillarité : capacité d’un liquide à monter ou se déplacer dans de toutes petites canalisations (les “pailles microscopiques”).
- Adhésion : l’eau colle au papier.
- Cohésion : les gouttes d’eau se tiennent les unes aux autres.
- Tension superficielle : la “peau” à la surface de l’eau qui aide les gouttes à garder leur forme.
Pour les adultes curieux (un cran plus scientifique)
Définition de la capillarité
La capillarité apparaît quand l’angle de contact d’un liquide avec une surface est petit (mouillage). Les forces adhésives (eau ? fibres) et cohésives (eau ? eau) s’équilibrent, créant une dépression qui aspire le liquide dans les canaux. La loi de Jurin relie la hauteur de montée au rayon du capillaire : plus c’est fin, plus ça monte.
Pourquoi le papier fonctionne (et pas le plastique lisse)
Le papier essuie-tout est fait de fibres de cellulose, très hydrophiles (elles aiment l’eau) et forment un labyrinthe de canaux serrés. Le plastique lisse n’offre ni ces canaux ni cette affinité : pas de capillarité visible.
Facteurs qui accélèrent/ralentissent
- Type de papier : filtre à café > essuie-tout > mouchoir (en général).
- Largeur de bande : plus large = débit plus grand.
- Température : plus chaud = viscosité plus faible ? l’eau coule plus vite.
- Salinité / sucre : rendent l’eau un peu plus visqueuse ? plus lent.
- Distance entre verres : courte = plus rapide.
- Hauteur initiale : une différence de niveaux crée un flux plus marqué au départ.
Variantes ludiques et prolongements
Fleurs blanches qui se colorent
Place des œillets ou des chrysanthèmes blancs dans un vase d’eau colorée. En quelques heures, les pétales se teintent : la capillarité dans les vaisseaux de la tige a transporté l’eau colorée jusqu’aux fleurs.
Tiges de céleri & plante verte
Coupe une tige de céleri (avec feuilles) et plonge-la dans de l’eau colorée. Après 1–2 heures, des veines colorées apparaissent : c’est la sève colorée qui est montée par capillarité.
Course de capillarité
Propose à chaque groupe un matériau différent (filtre café, torchon fin, papier toilette, coton). Qui fera monter l’eau plus vite ? Mesurez la hauteur atteinte en 5 minutes. Transformez l’expérience en défi scientifique.
Arc-en-ciel géant pour la classe
Réalisez une grande chaîne de verres autour d’un cercle. Chaque groupe gère sa paire de couleurs. À la fin, prenez une photo panoramique : l’arc-en-ciel devient affiche de classe. Pour d’autres idées d’expériences “waouh” à présenter, essayez le volcan maison au bicarbonate ou piochez dans ces activités avec bicarbonate et vinaigre.
Animer la séance : questions-guides & méthode scientifique
Avant : lancer l’enquête
- Où va aller l’eau ?
- La couleur va-t-elle changer ?
- De quoi a-t-on besoin pour qu’elle “marche” ?
Pendant : guider l’observation
- Que vois-tu dans le papier ? (Réponse attendue : l’eau grimpe.)
- Est-ce plus rapide si la bande est large ?
- Que se passe-t-il si on rapproche les verres ?
Après : construire la conclusion
- Qu’as-tu appris de la capillarité ?
- Comment pourrais-tu refaire l’expérience à la maison ?
- Quelles règles de sécurité retiens-tu ?
Fiche d’observation (modèle simple)
- Hypothèse : “Je pense que…”
- Matériel : liste.
- Protocole : 1, 2, 3…
- Temps : notes à 5/10/20/40 min.
- Résultats : niveaux, couleurs, photos.
- Conclusion : “J’ai vu que…” + nouvelles questions.
Dépannage : si “ça ne marche pas”
L’eau ne “change” pas de verre
- Papier trop court : rallonge la bande pour toucher le fond.
- Verres trop éloignés : rapproche à 2–3 cm.
- Papier trop compact : passe à un filtre à café ou élargis la bande.
- Bande mal pliée : replie ferme pour maintenir des capillaires continus.
Couleurs ternes ou mélangées
- Pas assez de colorant : ajoute quelques gouttes.
- Bande trop large : le mélange se fait trop vite ; réduis la largeur ou augmente l’écart entre verres.
Trop long… ou trop rapide
- Trop long : largeur plus grande, eau tiède, deux bandes en parallèle.
- Trop rapide (tu veux prendre le temps d’observer) : bandes plus fines, eau froide, un seul pont.
Liens avec le programme & compétences
Par cycle d’âge
- Maternelle (PS-MS-GS) : découverte des propriétés de la matière (l’eau imbibe, se déplace), vocabulaire, tri d’observations (photos chronologiques).
- Élémentaire (CP-CE-CM) : formulation d’hypothèses, tableaux de mesures, introduction à la tension superficielle et aux forces (adhésion/cohésion), compétences transversales (lecture de schémas, création d’un compte rendu).
Compétences mobilisées
- Langage : décrire, justifier, expliquer.
- Sciences : protocole, variables (type de papier, largeur, distance), expérimentation contrôlée.
- Mathématiques : mesurer des temps, comparer des niveaux, faire un graphique simple.
- Arts : mélanges de couleurs, réalisation d’un arc-en-ciel. Pour des idées d’extérieur en été, explore ces jeux d’eau sans piscine et, pour compléter, ces jeux d’eau pour enfants. En saison froide, pense aux ateliers scientifiques d’hiver.
Ressources & check-list imprimable
Check-list matériel & sécurité
- [ ] 2 à 6 verres transparents
- [ ] Eau du robinet
- [ ] Essuie-tout / filtre à café
- [ ] Colorants (ou alternatives naturelles)
- [ ] Plateau de protection
- [ ] Cuillère / pipette (facultatif)
- [ ] Blouse / tablier
- [ ] Chiffon + éponge pour nettoyer
- [ ] Appareil photo/tablette pour documenter l’expérience
- [ ] Rappel : ne pas boire l’eau colorée
Grille d’évaluation simple (élève)
- Je sais formuler une hypothèse (oui / en partie / pas encore).
- J’ai suivi le protocole (oui / en partie / pas encore).
- J’ai observé et noté le temps (oui / en partie / pas encore).
- Je peux expliquer la capillarité avec mes mots (oui / en partie / pas encore).
- Je respecte les règles de sécurité (oui / en partie / pas encore).
Conclusion : “La science… ça marche tout seul !”
Dans cette expérience, rien ne bouge à la main et pourtant tout se passe sous nos yeux : l’eau grimpe, avance et s’équilibre. Les enfants adorent parce qu’ils deviennent enquêteurs. Ils posent des hypothèses, observent, comparent, expliquent. Toi, tu guides, encourages, fais reformuler. Cerise sur le gâteau : avec la version arc-en-ciel, la science devient spectacle de couleurs.
Retiens trois idées clés :
- La capillarité fait monter l’eau dans de tout petits passages.
- Les forces d’adhésion et de cohésion tirent le liquide à travers le papier.
- En jouant sur la largeur, la distance et la température, tu maîtrises la vitesse du phénomène.
Alors, on recommence demain avec un autre papier, une autre couleur, une chaîne plus longue ? Refais la version arc-en-ciel ou lance une activité d’exploration de l’eau à l’extérieur.
FAQ (pour Featured Snippets)
À partir de quel âge faire l’expérience de capillarité ?
Dès la maternelle avec l’aide d’un adulte. En primaire, les enfants peuvent préparer le matériel et mener la démarche seuls.
Combien de temps faut-il pour voir l’eau “changer de verre” ?
Les premiers effets apparaissent en 1 à 5 minutes. Pour un transfert visible (et un bel arc-en-ciel), compte 30 à 60 minutes.
Faut-il absolument des colorants alimentaires ?
Non. Tu peux utiliser du thé, du jus de betterave, du chou rouge ou de la curcumine diluée. Les couleurs seront moins vives mais suffisantes.
Pourquoi l’expérience ne marche pas chez moi ?
Vérifie que la bande touche bien le fond des verres, rapproche les verres (2–3 cm), élargis la bande, et préfère un papier plus absorbant (filtre à café).
Peut-on boire l’eau après l’expérience ?
Non, on ne boit pas l’eau colorée. Même si le colorant est alimentaire, le papier peut libérer des impuretés.
Comment expliquer la capillarité simplement à un enfant ?
Dis que le papier a des pailles minuscules. L’eau aime coller aux parois et se tenir avec ses copines gouttes : elle grimpe et avance toute seule.
Quelles variantes rapides pour la classe ?
La course de capillarité (qui monte le plus vite en 5 min), la fleur blanche qui se colore (à observer sur la journée), et la chaîne 6 verres pour un arc-en-ciel. Pour prolonger côté couleurs, inspire-toi de la chasse aux couleurs.