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L’ÉDUCATION AU DÉVELOPPEMENT DURABLE et
L’UTILISATION DES AFFICHES
« L’ÉNERGIE – Quels choix pour demain ? »
Philippe Delforge - Maître-ressource en Sciences
Comment peut-on définir l’énergie ?
Sous quelles formes se manifeste-t-elle ?
Effectuer un classement de ces images :
1 - Qu’est-ce que l’énergie ?
. « Chaleur »
Énergie thermique « Électricité »
Énergie électrique « Mouvement »
Énergie mécanique
Dans la nature
Activités humaines
Quelle trace écrite pour cette activité ?
L’énergie existe sous trois formes : thermique (température) : ex : le soleil, le feu, le chauffage électrique : ex : un éclair, une lampe mécanique (mouvement) : ex : le vent, l’action de bouger On ne peut pas fabriquer de l’énergie. On ne peut que la transformer.
Ex : Lorsque l’on fait du vélo Énergie de départ transformation énergie obtenue
mécanique (pédaler) dynamo électrique
(vers la lampe)
Qu’est-ce que l’énergie ?
L'énergie, c’est ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.
Séquence électricité
Séquence : A - Allumer la lampe (avec un pile
plate, une pile ronde). B - Allumer la lampe à distance. C - Interrompre / rétablir le courant. D - Isolant ou conducteur ?
Parlons électricité Qu’est-ce qu’une lampe ? Une ampoule ? Quand utiliser les mots « plot », « culot » ?
Peut-on définir ce qu’est le courant électrique ? Peut-on définir un circuit ?
La pile : lames ou bornes Isolant ou conducteur, comment amener ces notions ?
D’autres questionnements possibles - Comment allumer deux lampes ? - Sans interrupteur, comment éteindre deux lampes à la fois ? - Avec un interrupteur, comment éteindre deux lampes à la fois ? - Sans interrupteur, comment n’éteindre qu’une lampe sur les deux ? - Avec un interrupteur, comment n’éteindre qu’une lampe sur les deux ? - Quels sont les avantages et les inconvénients d’un montage en série ? - Quels sont les avantages et les inconvénients d’un montage en dérivation ? - L’eau est-elle conductrice ? Comment le prouver ?
Séquence électricité
E – Un prolongement possible :
Fabrication de jeux électriques
Séquence électricité
Parlons électricité Qu’est-ce qu’une lampe ? Une ampoule ? La lampe est l’objet qui transforme l’électricité en lumière. L’ampoule est l’enveloppe de verre qui protège le filament. Quand utiliser les mots « plot », « culot » ? … quand on en a besoin ! (allumer la lampe avec juste pile+lampe) Peut-on définir ce qu’est le courant électrique ? Non, c’est une circulation d’électrons (courant restera donc imprécis, implicite). On peut dire que l’électricité ou l’énergie circule. Peut-on définir un circuit ? Oui, si on a suivi l’intégralité du chemin de l’électricité. La pile : lames ou bornes ? On peut parler de bornes si on veut généraliser à tous les types de piles. Isolant ou conducteur, comment amener ces notions ? Tâtonner, dresser 2 listes d’objets (« ça s ’allume » ou pas), 2 listes de matières, chercher un terme générique pour chaque liste.
Pour faire simple : partir d’un besoin, construire un concept avant d’introduire des mots.
Séquence électricité : vers les énergies renouvelables
Comment allumer la lampe en utilisant l’énergie musculaire ? Matériel disponible : - 1 lampe - des fils électriques - 1 pile - 1 dynamo - 1 génératrice manuelle
Énergie de départ
Objet utilisé pour la transformation Énergie obtenue
Séquence électricité : vers les énergies renouvelables
Comment allumer la lampe / faire tourner l’hélice en utilisant l’énergie solaire ?
Matériel disponible : - 1 DEL sur son circuit imprimé - des fils électriques - 1 cellule photovoltaïque - 1 moteur solaire avec une hélice
Énergie de départ
Objet utilisé pour la transformation Énergie obtenue
Séquence électricité : vers les énergies renouvelables
Comment soulever un objet en utilisant la force du vent ?
Énergie de départ
Objet utilisé pour la transformation Énergie obtenue
Séquence électricité : vers les énergies renouvelables
Technologie : analyse de fonctionnement d’objets
Séquence électricité : vers les énergies renouvelables
Technologie : analyse de fonctionnement d’objets Technologie : analyse de fonctionnement d’objets : analyse de fonctionnement d’objets
Séquence électricité : vers les énergies renouvelables
Technologie : analyse de fonctionnement d’objets delforge.philippe@
ac-rouen.fr Séquence électricité : vers les énergies renouvelables
: analyse de fonctionnement d’objets
2 - Pourquoi avons-nous besoin d’énergie ? Le jeu des 7 familles des utilisations de l’énergie
3 - D’où vient l’énergie que nous utilisons ?
Observation des affiches de l’exposition Le Développement Durable, Pourquoi ?
n°3
L’ÉNERGIE Quels choix pour demain ?
« Comment obtenir de l’énergie ? »
L’ÉNERGIE – Quels choix pour demain ? delforge.philippe@
ac-rouen.fr « Comment obtenir de l’énergie ? »
Tri d’étiquettes
3 - D’où vient l’énergie que nous utilisons ?
Non renouvelable Renouvelable
Charbon Soleil
Gaz Vent
Pétrole Eau
Uranium Géothermie
Biomasse
Plantes
Déchets
PISTES D’ACTIVITÉS ( merci à Christophe LENOUVEL, MRS ROUEN)
FEU : - rôle du souffle ou du vent dans une combustion : souffle, vent, sèche-cheveux - chauffer une quantité donnée d’eau : analyser le rendement (durée, dépense énergétique…)
EAU ET VENT : - moulin à eau, moulin à voiles, - bateaux à voile, roue à aube
AIR, VAPEUR, ÉNERGIE THERMIQUE - turbine à vapeur (tube métallique, bougies, turbine en carton ou alu), - montgolfière (papier de soie, sèche-cheveux), - fusée à eau, - force pneumatique (seringues, durites souples), - thermodynamique (fabrication d’un bouteille isolante)
L’utilisation de l’énergie au cours du temps :
CARBURANTS FOSSILES : charbon, pétrole et gaz naturel - fonctionnement et fabrication d’une lampe à huile, à pétrole - analyse d’une combustion : consommation de comburant, qualité - prévention : une combustion nécessite la présence d’un combustible et d’un comburant ainsi qu’une élévation de la température initiale (allumette par exemple)
ÉLECTRICITÉ
OBJETS TECHNOLOGIQUES - les leviers, les poulies, les engrenages : effets, fonctionnement, notion de couple - étude d’objets divers : catapulte, chignole, grues. (cf. Fiches connaissances 24 et 25)
JOUETS MÉCANIQUES - équilibres et déséquilibres : culbuto, centre de gravité - force centrifuge et centripète : essorer, - inertie : voitures à friction, yo-yo…
Ces pistes doivent mettre en évidence les notions sous-jacentes : transformation de l’énergie, pertes dues thermiques, liées au frottement, notion de rendement. Ces variables peuvent être facilement mises en évidence : faire fonctionner un véhicule électrique dont on modifiera les caractéristiques : voltage différent pour la pile ou le moteur, masse à transporter, taille des contacts au sol…
L’utilisation de l’énergie au cours du temps :
PROLONGEMENTS DE CETTE ACTIVITÉ VERS LE DÉVELOPPEMENT DURABLE
Les sources d’énergie (dont énergies renouvelables)
Les utilisations de l’énergie
Les formes d’énergie
L’énergie : qu’est-ce que c’est ?
Social :
Accès à l’énergie dans le monde.
Répartition des ressources pour la
production d’énergie.
Économique:
Coût des différentes méthodes de fourniture d’énergie, dont long terme (déchets, démantèlement).
Consommation et économies d’énergie.
Environnement :
Impacts sur l’environnement de la production d’énergie (centrales) et
de la consommation d’énergie (chauffage, transport…).
PROLONGEMENTS DE CETTE ACTIVITÉ VERS LE DÉVELOPPEMENT DURABLE
Social :
Accès à l’énergie dans le monde.
Répartition des ressources pour la
production d’énergie.
Économique:
Coût des différentes méthodes de fourniture d’énergie, dont long terme (déchets, démantèlement).
Consommation et économies d’énergie.
Environnement :
Impacts sur l’environnement de la production d’énergie (centrales) et de la
consommation d’énergie (chauffage, transport…).
L’ÉNERGIE Quels choix pour demain ?
Lecture en commentaires d’affiche dans une classe de CE2 / CM1
« C’est parce qu’ils ressourcent mal leur répartie » Quels sont ces points blancs ? Qu’est-ce qui peut faire de la lumière dans la nuit ? Est-ce possible qu’il fasse nuit sur toute la surface de la Terre au même moment ?
Afrique « plongée dans la nuit » : « Ils ont des villages et des animaux mais ne peuvent pas avoir d ’électricité parce qu’il n’y a pas de courant » « Ils n’ont pas assez d’argent pour acheter des lampadaires et de l’électricité » « En Afrique, ils sont dans le désert »
VERS LE DÉVELOPPEMENT DURABLE
Passer à l’action au quotidien : charte rédigée par des élèves de CE2 / CM1
D’autres méthodes d’utilisation des affiches : • Lecture d’une affiche par étape (anticipation) • Sélection d’affiches pour organiser un débat • Utilisation des affiches par 2 : comparatif (voir GRP)
D’autres ressources libres de droit : • Extrait du film « Home »
Le Développement Durable, Pourquoi ?
n°3 L’ÉNERGIE
Quels choix pour demain ?
Pourquoi faut-il économiser l’énergie ?
- Les animaux et les plantes vivent en ayant recours à leur propre énergie. - Cette énergie a toujours pour origine l’énergie du soleil. - Pendant la plus grande partie de l’humanité, les hommes ont vécu du soleil. Cela
correspond à une quantité d’énergie à laquelle chaque homme « avait droit ». De – 150 000 à il y a 1 000 ans, la population n’a jamais dépassé le milliard.
ÉQUILIBRE - Le recours par les hommes à d’autres sources d’énergie (notamment aux énergies dites
fossiles (pétrole, gaz, charbon) vieilles de 400 000 années et qui proviennent également de l’énergie solaire) que la sienne a permis l’augmentation de la population mais a rompu cet équilibre de circulation d’énergie en remettant « en circuit » des énergies isolées du cycle de circulation de l’énergie.
- L’extraction, la transformation, le transport et l’utilisation de cette énergie a des conséquences négatives sur l’environnement en perturbant les équilibres naturels (eau, climat…) de la planète.
- C’est pour limiter ces conséquences qu’il est important d’économiser l’énergie.
5 – Consommations et économies d’énergie :
PARTICULIERS
Consommation d’ÉNERGIE dans un foyer : Chauffage : 69% Eau chaude : 12% Éclairage et électroménager : 12% Cuisson : 7%
Consommation d’électricité des ménages : éclairage, appareils électroménagers, audiovisuels 46% chauffage 32% eau chaude sanitaire 15% cuisson 7%
(source : ADEME)
5 – Consommations et économies d’énergie :
PARTICULIERS
Répartition de la consommation domestique
des appareils électriques
5 – Consommations et économies d’énergie :
PARTICULIERS Quelques chiffres : - Les veilles des appareils électriques consomment 150 à 500 kW / ménage / an. - Éclairage :
- Chauffage : 1°C de moins = 7% de consommation d’énergie en moins. - Isolation : Économies d’énergie liées à l’isolation : - toits et murs : 10 à 30% - fenêtres à double vitrage : 10% en moyenne - planchers au-dessus du garage ou du vide sanitaire : 5 à 10%
Les équivalences
Ampoule classique Lampes à basse consommation (LBC)
40 W 9 W 60 W 11 W 75 W 15 W
100 W 20W
