ChReact_WP4_EUPRB-générateur-biologique

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Ce projet a reçu un financement dans
le cadre du 7ème programme-cadre de
l'Union Européenne pour la recherche
et le développement technologique
sous l'agrément n°[321278].
EUPRB
Un générateur
bioologique
Domaine
conceptuel
Energie, Production d’électricité, Bioressources, Chimie durable, Piles
électrochimiques
Situation
Les élèves sont des scientifiques travaillant dans une entreprise qui doivent
réfléchir à la conception d’un générateur biosourcé dans une optique de
chimie durable.
Investigation
Travail expérimental et recherches documentaires
Production
Compte-rendu sous la forme d'un poster
Présentation orale basée sur un diaporama
Durée indicative
7 séances de 1h30

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Un générateur biologique
Ce projet a été proposé par Eric Jacques* ([e-mail]), Lycée Louis Vincent Metz
et Jean-Baptiste ROTA ([e-mail]), Lycée Henri Poincaré Nancy.
Finalisation et adaptation au dispositif Chain Reaction : CIFOP.
Descriptif pour les professeurs
Résumé
Dans ce projet pédagogique, les élèves endossent le rôle de chercheurs dans le
service Recherche et Développement d’une entreprise qui cherche à diminuer ses
coûts énergétiques et à fabriquer une électricité la plus « verte » possible afin
d’alimenter ses procédés industriels.
Dans ce cadre, ils doivent mener un travail expérimental sur la fabrication d’un
générateur biosourcépermettant d’alimenter un récepteur pouvant modéliser la
chaine de production : par exemple un électrolyseur pour produire de l’eau de Javel
ou du dihydrogène.
Savoirs mis en jeu
 Connaissances de collège sur la pile, les récepteurs électriques et les appareils de mesure
en électricité.
 Connaissances de collège sur la pile électrochimique et la conversion d’énergie chimique en
énergie électrique.
Canevas
Présentation du projet
Courrier électronique du PDG de
Eco’Electro
Support documentaire
“Conception d’une pile
biosourcée”
Rédaction d’un compte-rendu
Présentation orale
Travail expérimental
Recherches documentaires

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Compétences visées
 S’approprier des notions et des modèles scientifiques pour énoncer une
problématique.
 Proposer diverses stratégies pour répondre à la problématique.
 Évaluer les risques et mettre en œuvre les règles de sécurité au laboratoire.
 Concevoir et réaliser un travail expérimental.
 Obtenir et enregistrer des données (sources primaires et secondaires).
 Proposer un modèle cohérent avec les observations ou les mesures.
 Analyser les résultats de manière critique.
 Utiliser les outils de communication appropriés, y compris les TICE, pour
rendre compte de son travail et discuter des questions scientifiques.
Cette activité est aussi l’occasion pour les élèves de :
 Rechercher, expérimenter, discuter et développer des arguments.
 Partir d’exemples de la vie courante pour développer son sens de la curiosité.
Prérequis
Avant de se lancer dans ce projet, les élèves devraient avoir quelques
connaissances de basesur les piles électrochimiques. Le professeur pourra
légèrement anticiper le programme de première S en évoquant, de la manière la
plus simple qui soit, le rôle du transfert électronique entre les molécules dans la
conversion de l’énergie chimie en énergie électrique.
Déroulement
Ce projet peut être réalisé en 7 à 11 séances d’1h30, tout dépend du nombre
d’expériences et de recherches entreprises.
Séance 1
Lancement
Fiche « Résumé du projet »
Courrier électronique
Support documentaire « Conception
d’un générateur biosourcé »
Classe entière
Groupes de 2 à 4 élèves
avec répartition des
tâches
Séances 2 à 4
Travail expérimental
et recherches documentaires
Groupes
Séances 5 et 6
Rédaction d’un compte-rendu
Séance 7
Présentation orale
Classe entière

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Indications pour la mise en œuvre
A. Modalités
L’enseignant fournit aux élèves la fiche “Résumé du projet”. Celle-ci récapitule
l’ensemble des documents que les élèves doivent produire tout au long du projet et
elle permet à chaque élève de gérer l’avancement de ses travaux.
Ensuite, l’enseignant (le directeur du laboratoire de recherche) remet aux élèves (les
chercheurs) le courrier électronique qui définit le cadre du travail. Il leur remet aussi
le support documentaire intitulé « Conception d’un générateur biosourcé» qui donne
des indications sur le travail à accomplir. Ce projet permet de réaliser une démarche
d’investigation motivante sur l’utilisation des bio-ressources en vue d’une application
concrète, et la mise en commun des observations afin de fabriquer un dispositif le
plus efficace possible.
À l’issue de leurs expérimentations, les élèves rédigeront un compte-rendu. Puis
chaque groupe désignera un rapporteur qui rendra compte oralement du travail
réalisé (les différents membres du groupe peuvent aussi se partager le compte-
rendu oral).
B. Activités expérimentales
Le cœur du travail expérimental consiste à fabriquer une pile électrochimique en
utilisant des fruits, des légumes ou d’autres substances végétales comme
électrolyte. Pour chaque objet créé on cherchera à déterminer la puissance que peut
délivrer la pile et on testera si le dispositif est suffisamment efficace pour faire une
électrolyse. Il sera nécessaire de mettre plusieurs cellules en série (environ une
dizaine) pour que la puissance délivrée soit suffisante. Avant de commencer les
expériences, un brainstorming sera réalisé avec les élèves afin qu’ils proposent leurs
idées. On aura à cœur de tester toutes les idées pourvu qu’elles soient raisonnables.
En effet, le fait qu’un dispositif ne fonctionne pas est en soit un résultat qui peut être
riche en connaissances apportées, en comprenant pourquoi son idée ne marche
pas, l’élève pourra acquérir des connaissances sur le fonctionnement des piles.
Il est aussi proposé d’étudier :
 L’influence du métal des électrodes utilisées
 L’influence de la forme de la pile et de son conditionnement
C. Sécurité
Il est de votre responsabilité d’établir votre propre fiche de sécurité associée aux
expériences envisagées. A priori les substances utilisées ne présentent pas de
risque particulier.

Un générateur biologique
Dossier élève
Résumé de projet et lettre de mission
Version sans but de
participation aux conférences