Comment transformer des bouteilles en plastique en un petit jardin vertical ? En concevant un système d’arrosage en cascade, les élèves découvrent les techniques de culture, expérimentent la circulation de l’eau et réfléchissent au réemploi des matériaux. Un projet concret à exploiter en Formation manuelle, technique, technologique et numérique (FMTTN).
Un jardin qui pousse à la verticale
Cultiver des plantes ne nécessite pas toujours un grand jardin. Avec quelques bouteilles récupérées, un support solide et du terreau, il est possible de créer un petit espace de plantation vertical. Dans cette réalisation, les bouteilles sont disposées horizontalement, les unes au-dessus des autres, et chacune accueille une ou plusieurs petites plantes.
L’objectif est également d’expérimenter un principe d’arrosage en cascade : l’eau apportée au niveau supérieur peut s’écouler vers les plantations situées en dessous. Ce fonctionnement ne doit toutefois pas être considéré comme automatique. La circulation de l’eau dépend de la position des ouvertures, de la pente des bouteilles, du substrat et des quantités versées.
C’est précisément ce qui rend le projet intéressant : les élèves peuvent construire, observer, mesurer et améliorer leur dispositif.
Le matériel nécessaire
Pour fabriquer un jardin vertical de trois à cinq niveaux, prévoir :
- trois à cinq bouteilles en plastique transparent de 1,5 ou 2 litres, propres et en bon état ;
- un support vertical solide, par exemple un cadre en bois adapté ;
- de la corde synthétique résistante à l’humidité ou des attaches appropriées ;
- des colliers de fixation, si nécessaire ;
- du terreau adapté aux plantations ;
- de petites plantes ou des semis ;
- un récipient pour récupérer l’eau ;
- un arrosoir ou un verre doseur ;
- une règle ;
- un marqueur ;
- des gants de jardinage ;
- des outils de découpe et de perçage réservés à l’adulte.
Selon la conception retenue, de petits morceaux de tuyau souple peuvent aider à diriger l’eau entre deux niveaux.
Quelles plantes choisir ?
Privilégier des végétaux adaptés à un faible volume de terreau, à l’exposition du lieu et aux conditions de culture. Des herbes aromatiques de petite taille ou certaines fleurs compactes peuvent convenir. Le choix doit tenir compte de la profondeur des racines, de la quantité d’eau nécessaire et de la croissance future des plantes.
Pour une première expérience, il est préférable d’utiliser une même espèce à tous les niveaux afin de faciliter les comparaisons.
Les sept étapes de fabrication
1. Préparer les bouteilles
Nettoyer soigneusement les bouteilles, retirer les étiquettes si nécessaire et les laisser sécher. Sur le côté de chaque bouteille, tracer une ouverture suffisamment large pour permettre la plantation et l’entretien, en conservant une bordure de plastique autour de cette ouverture afin de préserver la rigidité du contenant.
La découpe est réalisée exclusivement par l’adulte. Après la découpe, vérifier les bords et supprimer toute partie coupante. Ne pas utiliser de bouteilles devenues cassantes ou présentant des fissures.
2. Prévoir les ouvertures de drainage
Pour éviter que l’eau ne reste bloquée dans les contenants, chaque bouteille doit disposer d’un drainage adapté. L’adulte réalise les ouvertures nécessaires aux emplacements déterminés lors de la conception. Leur position doit permettre à l’eau excédentaire de quitter le contenant sans entraîner une quantité excessive de terreau. Un petit morceau de géotextile ou une grille adaptée peut aider à retenir le substrat.
Attention : des trous percés au hasard ne garantissent pas que l’eau atteindra la bouteille suivante. Avant d’ajouter le terreau, effectuer un premier essai avec de l’eau pour observer le trajet prévu.
3. Préparer le support vertical
Choisir un emplacement accessible et adapté aux plantations. Le support doit être capable de résister au poids de l’ensemble, y compris lorsque le terreau est humide. Pour un usage scolaire, privilégier un cadre stable, installé ou fixé par une personne compétente.
Les élèves peuvent participer à la prise de mesures et au repérage des emplacements. Prévoir un espacement suffisant entre les bouteilles pour permettre la croissance des plantes et leur entretien, et éviter toute installation susceptible de basculer ou de se détacher.
4. Fixer les bouteilles
Positionner les bouteilles horizontalement, ouverture de plantation vers le haut, et les disposer les unes sous les autres. Fixer chaque contenant au support à l’aide d’attaches adaptées, puis vérifier que les bouteilles ne glissent pas et ne se déforment pas excessivement.
Les cordes décoratives peuvent compléter la présentation, mais elles ne doivent pas être utilisées comme unique système de fixation sans vérification de leur résistance. Prévoir un récipient sous le dernier niveau pour récupérer les écoulements.
5. Ajouter le terreau et les plantes
Déposer une quantité modérée de terreau dans chaque bouteille, en laissant un espace libre sous le bord de l’ouverture pour limiter les débordements lors de l’arrosage. Installer les plantes ou effectuer les semis, puis tasser légèrement le substrat sans le compacter excessivement.
Arroser chaque plantation une première fois, avec précaution. Observer si le terreau reste en place et si les ouvertures de drainage fonctionnent correctement.
6. Tester l’arrosage en cascade
C’est l’étape centrale du projet. Verser une quantité d’eau mesurée dans la bouteille supérieure et observer :
- le temps nécessaire à l’apparition des premières gouttes ;
- l’endroit où l’eau s’écoule ;
- la quantité d’eau reçue par le niveau inférieur ;
- les éventuelles pertes sur les côtés ;
- l’eau récupérée dans le récipient final.
Si l’eau ne rejoint pas correctement la bouteille suivante, modifier la position du contenant ou ajouter un dispositif de guidage adapté. Répéter les essais avec la même quantité d’eau pour comparer les résultats.
Un écoulement visible ne signifie pas nécessairement que toutes les plantes reçoivent une quantité d’eau suffisante. Il faut également surveiller l’humidité du terreau de chaque niveau.
7. Observer et entretenir le jardin
Installer le jardin dans un lieu bénéficiant d’une lumière adaptée aux espèces choisies et organiser un suivi régulier. Les élèves peuvent mesurer la croissance des plantes, observer l’humidité du terreau et noter les quantités d’eau apportées.
Ils peuvent également repérer les problèmes rencontrés : drainage insuffisant, terreau trop sec, stagnation d’eau, croissance inégale ou instabilité d’un contenant. Les observations serviront à proposer des améliorations.
Une activité à exploiter en FMTTN
Le projet peut être organisé autour d’une situation-problème :
Comment cultiver plusieurs plantes dans un espace réduit en utilisant des contenants récupérés et en maîtrisant leur arrosage ?
Observer et questionner
Présenter différents systèmes de culture : pots traditionnels, jardinières, potagers surélevés et jardins verticaux. Inviter les élèves à identifier leurs avantages et leurs contraintes. Pourquoi cultiver à la verticale ? Quelles difficultés peut poser l’arrosage de plusieurs niveaux ?
Concevoir le dispositif
Les élèves réalisent un croquis du jardin vertical. Ils déterminent le nombre de bouteilles, leur position, l’espacement entre les niveaux et le trajet souhaité de l’eau, et identifient les éléments qui devront être préparés par l’adulte.
Expérimenter l’écoulement de l’eau
Avant la plantation, proposer une maquette avec deux contenants. Faire varier un seul paramètre à la fois : la position de la sortie d’eau, l’inclinaison ou la présence d’un petit tuyau de guidage, puis observer les différences. Cette étape permet de comprendre qu’un dispositif technique doit être testé avant son utilisation définitive.
Fabriquer et planter
Les élèves participent aux opérations adaptées à leur âge : mesurer, repérer, organiser, remplir, planter et vérifier. Les opérations de découpe, de perçage et de fixation structurelle sont prises en charge par l’adulte.
Mesurer et améliorer
Après installation, organiser des observations sur plusieurs semaines. Les élèves comparent les résultats aux objectifs de départ et proposent des ajustements pour améliorer l’arrosage, la stabilité ou les conditions de croissance.
Ancrage dans le référentiel FMTTN
| Référentiel | Correspondance |
|---|---|
| Année | P5 (prolongements possibles en P6 et dans le secondaire) |
| Volet | Formation manuelle, technique et technologique |
| Champ | Techniques de culture (champ complémentaire : Matières et matériaux) |
| Savoirs | Utiliser, en fonction de la tâche à réaliser par les élèves, le vocabulaire spécifique lié aux composants organiques. Proposer au moins une possibilité de valoriser (réduire, réutiliser, réparer, recycler, composter) la partie non utilisée d’un consommable, d’un végétal. |
| Savoir-faire | Appliquer des gestes techniques horticoles, sous la supervision de l’enseignant, dont préparer le substrat. Expliquer le mode de mise en œuvre et les conditions de culture, sur la base d’informations techniques visuelles et textuelles fournies et recherchées sur les semis, le plant (calendrier cultural). |
| Attendu (compétence) | Cultiver, sous la supervision de l’enseignant, un végétal selon un mode de culture défini, en tenant compte du lieu et des conditions de production (substrat, calendrier des semis, température, luminosité, hygrométrie). Aménager un lieu de production, en vue de rencontrer les conditions de réussite de semis ou de plantation. |
| Mise en œuvre | Préparer le substrat, planter, organiser l’arrosage et le drainage, suivre la croissance ; réemployer des bouteilles comme contenants |
Une étude du fonctionnement de l’arrosage, des éléments qui le composent et des modifications techniques apportées peut aussi ouvrir vers le champ « Objets technologiques ».
Ces correspondances sont des pistes pédagogiques. Les attendus annuels exacts doivent être sélectionnés en fonction des apprentissages effectivement organisés et évalués.
Un protocole expérimental : où va l’eau ?
Pour approfondir l’activité, proposer une expérience simple.
Question de départ : l’eau versée dans la bouteille supérieure atteint-elle tous les niveaux du jardin ?
Hypothèses
Les élèves formulent leurs prévisions. Certains pensent que l’eau atteindra tous les contenants ; d’autres supposent qu’une partie restera dans les premiers niveaux ou sera perdue.
Protocole
- Placer un récipient sous le dernier niveau.
- Verser 200 ml d’eau dans la bouteille supérieure.
- Observer les écoulements pendant une durée déterminée.
- Mesurer l’eau recueillie dans le récipient final.
- Noter les observations concernant chaque niveau.
- Recommencer après une modification du dispositif.
Tableau de suivi
| Essai | Eau versée | Eau récupérée en bas | Observations |
|---|---|---|---|
| 1 | 200 ml | À mesurer | Installation initiale |
| 2 | 200 ml | À mesurer | Après ajustement |
| 3 | 200 ml | À mesurer | Après nouvel ajustement |
La différence entre l’eau versée et l’eau récupérée ne représente pas nécessairement une perte : une partie peut rester dans le substrat ou les contenants. L’expérience permet surtout d’observer la répartition de l’eau et de vérifier le fonctionnement du système.
Des variantes pour adapter le projet
- Variante 1, un jardin vertical simplifié : utiliser trois bouteilles et prévoir un arrosage manuel de chaque niveau. Cette version permet de se concentrer sur les plantations, les besoins des végétaux et l’entretien.
- Variante 2, un jardin fleuri : choisir de petites plantes à fleurs adaptées à la culture en contenant. Les élèves peuvent comparer les couleurs, les périodes de floraison et les besoins en lumière.
- Variante 3, un jardin d’herbes aromatiques : cultiver quelques espèces aromatiques compatibles avec les dimensions des contenants, et observer leur croissance et les conditions nécessaires à leur développement.
- Variante 4, un jardin expérimental : comparer deux installations, l’une avec arrosage individuel, l’autre avec écoulement en cascade. Mesurer les quantités d’eau apportées et suivre l’humidité des différents niveaux. Ne pas conclure que le système en cascade économise de l’eau sans disposer de résultats expérimentaux permettant de le démontrer.
- Variante 5, un jardin connecté : pour des élèves plus avancé·es, envisager l’utilisation de capteurs d’humidité ou d’un dispositif de mesure numérique. Les données recueillies peuvent servir à analyser les besoins d’arrosage et à comparer les conditions de culture.
Quelques prolongements pédagogiques
- En sciences : étudier les besoins des végétaux (eau, lumière, air, nutriments et espace disponible pour les racines), observer la croissance des plantes et les effets d’un arrosage insuffisant ou excessif.
- En mathématiques : mesurer les volumes d’eau, comparer les quantités, représenter les résultats dans un tableau ou un graphique et calculer les écarts entre plusieurs essais.
- En français : rédiger un protocole expérimental, tenir un carnet d’observation et présenter les résultats.
- En éducation au numérique : photographier régulièrement les plantations, construire un tableau de suivi numérique et représenter les mesures sous forme de graphiques.
- En éducation à la durabilité : réfléchir au réemploi des bouteilles, à la durée de vie des matériaux et à la consommation d’eau, et comparer les avantages et les limites d’un jardin vertical fabriqué à partir de matériaux récupérés.
Conseils et précautions
Les découpes et les perçages sont réalisés par l’adulte. Les bords doivent être vérifiés avant toute manipulation par les élèves. Le support doit être suffisamment stable et résistant pour porter les bouteilles remplies de terreau humide ; éviter les installations en hauteur au-dessus des zones de passage.
- Prévoir un récipient pour récupérer l’eau et protéger les surfaces environnantes.
- Surveiller régulièrement le drainage et éviter toute stagnation prolongée.
- Les bouteilles en plastique exposées au soleil peuvent se dégrader avec le temps : vérifier leur état et les remplacer si elles deviennent fragiles.
- Pour les cultures destinées à être consommées, choisir des contenants explicitement adaptés à cet usage et aux conditions d’exposition. Les bouteilles récupérées ne doivent pas être considérées automatiquement comme appropriées pour une culture alimentaire durable.
- Vérifier les besoins spécifiques de chaque plante et ne pas supposer que l’arrosage en cascade assure une répartition homogène de l’eau.
Un jardin pour apprendre en expérimentant
Ce jardin vertical montre comment des objets destinés au recyclage peuvent devenir les éléments d’un projet de culture. Mais sa principale richesse pédagogique réside dans la démarche proposée aux élèves : ils observent un problème, imaginent une solution, construisent un dispositif, testent son fonctionnement et utilisent leurs résultats pour l’améliorer.
L’activité associe ainsi les techniques de culture, la fabrication, la mesure et la réflexion sur les ressources.
Source d’inspiration : page Facebook « Belle idée », https://www.facebook.com/belleidee11/
Adaptation pédagogique proposée pour PortailEduc.
Référence pédagogique : Fédération Wallonie-Bruxelles, Référentiel FMTTN, tableaux synoptiques, champ « Techniques de culture », P5.
Remarque : ce tutoriel constitue une proposition de fabrication non testée en classe. Un prototype doit être réalisé afin de vérifier la stabilité du support, les fixations, le drainage et la circulation réelle de l’eau.