L ÉNERGIE ÉOLIENNE 1/3

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1 NIMBUS L ÉNERGIE ÉOLIENNE 1/3 Réalisation : Thierry Boscheron MFP, 1999 Durée : 06 min 17 s Cette séquence est extraite d un reportage en trois parties qui présente un type d énergie renouvelable : l énergie éolienne. Cette première partie expose les dispositifs de production d électricité et la vie au quotidien chez deux particuliers, producteurs autonomes. Alain Cerclé, qui vit dans les environs de Nantes, a décidé d être producteur autonome d électricité. Avec l aide d amis et conseillé par une association, il installe sous nos yeux son dispositif éolien couplé à des panneaux solaires. Il nous présente ensuite le local technique, placé avant la distribution de l électricité dans la maison, et nous indique les conditions de fonctionnement du système. Il termine par les motivations qui l ont poussé à passer à l éolien. Le reportage présente ensuite l installation de Jean-Jacques Marchand (qui a par ailleurs aidé Alain Cerclé). Il a lui-même mis au point ce dispositif, faute d en trouver un commercialisé au milieu des années Ce producteur autonome, ingénieur de formation, explique ses motivations à l époque (coût, environnement, «esthétisme» ). Il justifie ensuite la combinaison indispensable de l énergie éolienne avec l énergie solaire. Pour finir, il nous présente l intérieur de sa maison afin de nous prouver qu elle ressemble à peu près à n importe quelle autre habitation en termes d installation électrique. Il nous parle aussi d un inconvénient qu il rencontre parfois. En France, EDF est le seul producteur et distributeur d électricité pour les particuliers et les entreprises. La majorité de ses centrales électriques fonctionne à base d énergies fossiles (charbon, gaz, uranium ), qui s épuisent et polluent. En France, les énergies renouvelables restent marginales, par manque d intérêts politiques et économiques.

2 DISCIPLINE, CLASSE ET PROGRAMME Physique, 3 e : Électricité et vie quotidienne. OBJECTIFS DU FILM Présenter l installation d une éolienne et le local technique associé. Mettre en avant le fait que produire sa propre énergie permet de mieux gérer sa consommation énergétique et d éviter les gaspillages. Montrer l évolution de l accessibilité aux énergies renouvelables. Montrer le couplage, en raison de leur complémentarité, de l énergie éolienne avec l énergie solaire. Présenter l installation électrique, de l éolienne jusqu à l appareil électrique. Mettre en avant les avantages et les inconvénients de l énergie éolienne (couplée à l énergie solaire). VOCABULAIRE REQUIS Éolienne, solaire, tension électrique (continue et alternative), courant électrique. VOCABULAIRE À EXPLIQUER Producteur autonome, énergie éolienne, énergie solaire, puissance électrique, batterie (pour stocker l électricité). PRINCIPAL THÈME ABORDÉ On n a pas nécessairement besoin d EDF: l énergie éolienne, couplée à l énergie solaire, permet à un particulier d être un producteur autonome d électricité. 2

3 DÉCOUPAGE DU FILM 00min 00s: Début de la première partie du reportage, avec l installation d une éolienne chez un particulier, Alain Cerclé, qui souhaite devenir un producteur autonome d électricité. 02min 21s: Un autre particulier, Jean-Jacques Marchand, précurseur de «l énergie propre», a lui-même mis au point son dispositif de production d électricité, combinant l énergie éolienne et l énergie solaire. 03min 48s: Visite de son habitation. Elle est alimentée uniquement par son dispositif alliant éolien et solaire. 3

4 SUGGESTIONS D EXPLOITATION PÉDAGOGIQUE Avant de visionner le film, il peut être intéressant de commencer par un questionnement oral de la classe pour faire émerger des idées sur le thème de l énergie éolienne. Voici quelques questions envisageables: D où vient l électricité que vous consommez dans votre maison? Qui produit cette électricité? Par quels moyens? Comment achemine-t-on l électricité jusqu à votre maison? Citez des appareils électriques. Quels sont ceux qui consomment beaucoup d électricité? Comment peut-on produire de l électricité? Une fois cette phase rapide de questionnements terminée, le visionnage de la séquence peut commencer. Ce reportage doit être présenté en deux temps pour permettre aux élèves de relever et d assimiler les informations. L installation électrique d Alain Cerclé Noter la composition du dispositif électrique (éolienne et panneaux solaires), puis les différents éléments et leur fonction (éolienne, local technique). Relever et expliquer comment on appelle les personnes qui possèdent un tel dispositif. On peut ainsi amener les élèves à expliquer le rôle d un compteur électrique, car les producteurs autonomes n en ont plus. Ils ne payent donc plus de facture à EDF, à qui ils revendent même parfois de l électricité. Identifier les énergies utilisées par ce dispositif (éolienne et solaire) et expliquer pourquoi elles sont dites «renouvelables». Dans la continuité, on peut demander aux élèves d effectuer une recherche sur toutes les énergies renouvelables. Il est important qu ils comprennent que ce dispositif est un convertisseur d énergie. L installation électrique de Jean-Jacques Marchand À ce stade, il est intéressant de parler de la lente mais néanmoins existante démocratisation des productions électriques à partir des énergies renouvelables. En effet, dans le reportage, Jean-Jacques Marchand fait remarquer qu il a dû construire sa propre éolienne faute d en avoir trouvé dans le commerce il y a quinze ans. Demander si, dans la classe, certains élèves possèdent un dispositif utilisant des énergies renouvelables. 4

5 On peut aussi faire des recherches sur les premiers travaux entrepris sur l éolienne et voir si elle a toujours servi à la production d électricité. Croquis expliquant le fonctionnement d une éolienne, en première page du magazine Scientific American du 20 décembre Source : Wikipédia, l encyclopédie libre Relever dans le film les motivations qui ont poussé Jean-Jacques Marchand à choisir les énergies renouvelables. On peut demander aux élèves s ils en connaissent d autres (énergies propres, donc qui ne produisent pas de gaz à effet de serre par exemple). 5

6 Depuis le début du reportage, tout indique que l énergie éolienne doit être couplée avec l énergie solaire. Il est donc intéressant de faire comprendre aux élèves cette combinaison indispensable, liée aux conditions météorologiques saisonnières et non journalières. En effet, l électricité est stockée dans des batteries et n est pas utilisée directement. Dans la continuité de cette explication, on peut faire le parallèle avec les centrales EDF pour expliquer la gestion de la consommation électrique de la population d un secteur géographique donné. Montrer qu une telle installation électrique équipe une maison standard et que les éléments en sont plus ou moins identiques (tableau de fusibles, indicateurs de tension des batteries, de puissance de l éolienne, de puissance des panneaux solaires et onduleur). Selon la progression de la classe de 3 e dans le programme sur l électricité, on peut revenir plus ou moins en détail sur ces éléments. Par exemple, l onduleur, qui convertit une tension continue de 24 V en tension alternative de 220 V, mérite un travail particulier. On peut calculer le rapport de transformation, expliquer son rôle en tant qu élévateur de tension (comparaison avec les transformateurs à la sortie des centrales électriques EDF, où l on doit élever la tension pour le transport mais pas la convertir) et en tant que convertisseur continu/alternatif (comparaison avec un adaptateur) Les élèves doivent comprendre que les producteurs autonomes ont une centrale personnelle dans leur jardin, et qu ils acheminent l électricité jusqu à leur maison en utilisant des moyens similaires à ceux du réseau EDF ; pour cela, on peut les faire travailler sur un schéma à compléter ou à réaliser eux-mêmes. Pour finir, on leur demandera si les appareils fonctionnent directement avec la tension alternative en 220 V ou s il faut de nouveau la convertir et/ou l abaisser. Répertorier les avantages et les inconvénients de l éolienne et des panneaux solaires. Demander l opinion des élèves concernant l installation d un tel dispositif dans la maison de leurs parents et dans leur maison future. Après avoir montré l installation éolienne chez les particuliers, il est possible, à partir de recherches ou de schémas, d étudier le mécanisme et les paramètres lui permettant de produire de l électricité. On peut aussi la comparer à un autre générateur de tension alternative : la dynamo. Si l on ne souhaite pas montrer les deux autres parties de ce film, il faut interpeller les élèves sur les raisons économiques, politiques qui poussent particuliers, communes ou nations à faire le choix de 6

7 l énergie propre ou non. On peut leur demander s ils connaissent d autres pays qui privilégient les énergies renouvelables (exemple : le Danemark). Éoliennes en pleine mer, près de Copenhague (capitale du Danemark). Malgré la faible force du vent à cet endroit, elles produisent une énergie significative 97 % du temps. Source : Wikipédia, l encyclopédie libre 7

8 FICHE ÉLÈVE L installation électrique d Alain Cerclé 1. Pour produire de l électricité, quel dispositif individuel Alain Cerclé a-t-il décidé d utiliser? Ce moyen est-il répandu en France? 2. De quoi ce dispositif pour produire de l électricité dépend-il? Donnez le nom des deux énergies transformées en énergie électrique. 3. Les propriétaires d un tel dispositif sont appelés «producteurs autonomes». Expliquez cette expression et pourquoi ils n ont plus de compteur électrique. 4. Quel élément du dispositif trouve-t-on dans le local technique? À quoi sert-il? 5. Comment les énergies utilisées par ce dispositif sont-elles qualifiées? Expliquez cette expression. 6. Quel comportement ce dispositif impose-t-il pour une bonne alimentation électrique de la maison? Est-ce un avantage ou un inconvénient? 8

9 L installation électrique de Jean-Jacques Marchand 7. Les énergies utilisées par le dispositif de Jean-Jacques Marchand sont dites «propres», pourquoi? 8. L installation d un tel dispositif de production électrique se démocratise-t-elle? 9. À quoi le petit appareil en rotation bloqué par Jean-Jacques Marchand sert-il? Comment s appelle-t-il? 10. Expliquez les motivations qui ont poussé Jean-Jacques Marchand à opter pour ce dispositif. 11. Quel est l intérêt de combiner les deux formes d énergie pour produire de l électricité? 12. Ce dispositif modifie-t-il l installation électrique d une maison? Si oui, quels sont les éléments en plus et/ou en moins? Précisez leur rôle. 13. Quel type de tension une batterie délivre-t-elle? 14. Que place-t-on entre les batteries et les appareils électriques de la maison? Pourquoi? 15. Quel inconvénient présente la production d électricité de Jean- Jacques Marchand? LIVRET RÉDIGÉ PAR JULIEN NADEAU SCÉRÉN-CNDP, 2006