Energies renouvelables Niveau Compétences travaillées Objectifs de formation Attendus de fin de cycle Connaissances et capacités Description de l’activité Type d’activité Travail réalisé par les élèves Pré-requis Institutionnalis ation Durée Matériel à prévoir, conditions de réalisation, temporalité… 5e Pratiquer des langages o Lire et comprendre des documents scientifiques. o Passer d’une forme de langage scientifique à une autre. L’énergie et ses conversions Identifier les sources, les transferts, les conversions et les formes d’énergie Utiliser la conservation de l’énergie Identifier les différentes formes d’énergie. » thermique, électrique, chimique, nucléaire, lumineuse. Identifier les sources, les transferts et les conversions d’énergie. » Sources. » Transferts. » Conversion d’un type d’énergie en un autre » Unités d’énergie. Cette activité permet de faire le lien entre le réchauffement climatique et la politique énergétique nouvelle ▪ Travail en binôme et en groupe de 4 ▪ Etude de documents Après avoir répondu à des questions favorisant la compréhension des documents, les élèves produisent ... aucun 1H30 + 1H30 tâche finale salle informatique avec réseau internet feuille A3 + matériel pour dessiner + colle Prévoir les étiquettes “énergie” de la tâche finale Activité 1 : Énergies renouvelables Documents Document 1 Changement climatique et énergies Selon le rapport d’évaluation 2007 du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), 11 des 12 années de la période 1995-2006 comptent parmi les plus chaudes depuis 1850, date à laquelle l’enregistrement des températures a débuté. Les émissions de gaz à effet de serre dues à l’activité humaine sont à l’origine de ce réchauffement : elles ont doublé à l’échelle mondiale depuis le début des années 1970 et devraient à nouveau doubler d’ici 2050 si aucune mesure n’est prise. Or, une hausse des températures de plus de 2°C renforcerait les phénomènes météorologiques extrêmes, ce qui aurait des conséquences désastreuses, d’un coût très supérieur aux mesures de prévention susceptibles d’être prises. Il est donc urgent d’agir. Limiter le réchauffement à 2°C suppose de stabiliser les émissions mondiales de gaz à effet de serre d’ici à 2020 au plus tard, puis de les réduire de moitié d’ici 2050 par rapport à 1990. Quelques exemples de leviers d’action : ● développement au niveau des territoires des démarches d’adaptation et d’atténuation, ● diversification des sources d’énergie et réduction du recours aux énergies fossiles, ● réduction des situations de précarité énergétique, ● promotion et amélioration de l’efficacité énergétique dans le bâtiment, l’industrie, le commerce, les transports, ● information des citoyens dans les domaines de la consommation énergétique. Ministère de l’environnement, de l’énergie et de la mer http://www.developpement-durable.gouv.fr/Changement-climatique-et-energies.html Document 2 Principaux besoins énergétiques La société actuelle est une grande consommatrice d’énergie. On distingue trois besoins principaux : ● L’électricité : L’électricité est une source d’énergie très utilisée dans la vie quotidienne, que ce soit au niveau industriel ou d’un point de vue domestique. Cependant, pour produire cette électricité, nous avons besoin de transformer d’autres sources d’énergie. Les principales sources d’énergie utilisées pour produire de l’électricité sont les énergies fossiles (centrales thermiques), l'énergie nucléaire, l'énergie hydraulique, l'énergie solaire, l'énergie éolienne, etc. ● La mobilité : En effet, nos moyens de locomotion (voiture, train, avion) sont très gourmands en énergie. A l’heure actuelle, la principale source d’énergie utilisée pour se déplacer provient des énergies fossiles et des produits dérivés du pétrole. ● Le chauffage : Dans de nombreux pays tempérés, le chauffage est essentiel pour assurer un confort minimum, voire la survie, durant les périodes hivernales. Il existe plusieurs types de chauffage : électrique, au gaz, au bois, au fioul, etc. Les besoins énergétiques des humains sont en augmentation constante, or certaines ressources énergétiques sont limitées ou polluantes à différentes échelles. Que ferons-nous lorsque nous ne pourrons plus produire de l’énergie ou lutter contre les effets nocifs ? Cependant, il existe des énergies naturelles illimitées et non polluantes : ce sont les énergies renouvelables. Le guide des énergies renouvelables http://www.energierenouvelable.fr/ Document 3 L’énergie éolienne L'énergie éolienne est une source d'énergie qui dépend du vent. Le soleil chauffe inégalement la Terre, ce qui crée des zones de températures et de pressions atmosphériques différentes tout autour du globe. De ces différences de pression naissent des mouvements d'air, appelés vent. Cette énergie permet de fabriquer de l'électricité dans des éoliennes, appelées aussi aérogénérateurs, grâce à la force du vent. Une éolienne est composée de 4 parties : ● le mât ● l'hélice ● la nacelle qui contient l'alternateur producteur d'électricité ● les lignes électriques qui évacuent et transportent l'énergie électrique (lorsqu'elle est raccordée au réseau) Descendante du moulin à vent du Moyen Âge, la première éolienne a été mise en service en France à Dunkerque en 1990. Fin 2012, la France compte environ 4 500 aérogénérateurs. C'est une énergie qui n'émet aucun gaz à effet de serre et sa matière première, le vent, est disponible partout dans le monde et totalement gratuite. Qu’est-ce que l’énergie éolienne ? https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-l-energie/produire-de-lelectricite/qu-est-ce-que-l-energie-eolienne Questions Après avoir pris connaissances des documents proposés, réponds aux questions suivantes : 1. Quel est le lien entre le réchauffement climatique et la consommation énergétique ? 2. Quelles sont les actions possibles pour limiter le réchauffement à 2°C ? 3. Quelles sont les différentes formes d’énergie proposées dans les documents ? Recherche d’information au CDI ou sur Internet Par groupe de 2 élèves, vous rechercherez des informations pour répondre aux questions supplémentaires suivantes : 4. Comment peut-on définir une énergie ? A quoi sert-elle ? 5. En quelle unité mesure-t-on une énergie ? Donnez quelques exemples. 6. Qu’est-ce qu’une énergie renouvelable ? 7. En quoi l’énergie éolienne est-elle une énergie renouvelable ? 8. Que devient l’énergie du vent ? Séance suivante Travail demandé L’expérience Diaphane est une expérience de physique menée par des chercheurs lyonnais sur le volcan de la Soufrière de la Guadeloupe. L’alimentation en énergie électrique du matériel et des antennes WiFi se fait grâce à des éoliennes. Par groupe de 4 élèves, vous réaliserez un poster montrant le “chemin” de l’énergie, à partir de l’énergie du vent qui souffle sur le volcan jusqu’à l’énergie reçue par les ordinateurs de l’observatoire après un transport par les relais WiFi. Document 1 Chaîne énergétique Une chaîne énergétique est une représentation qui permet d’illustrer les différentes formes d’énergies au cours d’une conversion d’énergie. En général, on représente : - dans des rectangles les réservoirs d’énergie (Ex: le Soleil) ; - dans des cercles, des convertisseurs d’énergie qui transforment une forme d’énergie en une autre (Ex : un panneau solaire) ; - au-dessus des flèches, la forme d’énergie impliquée dans un transfert (Ex : énergie électrique) Exemple : D’après http://lyc-renaudeau-49.ac-nantes.fr/spip.php?article1183 Document 2 “petits cartons” des énergies Énergie thermique Energie solaire Énergie mécanique Énergie électrique Energie lumineuse visible Énergie éolienne Énergie électromagnétique Énergie électrique Energie chimique Document 3 Critères d’évaluation pour la réalisation du poster Compétences COMMUNIQUER ANALYSER REALISER Items à valider item validé ? Le poster comporte un titre explicite. ▢ Le nom de chaque membre de l’équipe apparait sur le poster. ▢ Il n’y a pas de fautes d’orthographe, de grammaire etc. sur le poster. ▢ L’écriture est lisible. ▢ Le poster est propre, non froissé etc. ▢ Les différents réservoirs d’énergie sont identifiés. ▢ Les différentes formes d’énergie sont identifiés. ▢ Les différents convertisseurs d’énergie sont identifiés. ▢ La chaîne énergétique est convenablement représentée. ▢