Responsabilité. Leçon d'approfondissement sur l'énergie suite à la visite du Train école et découverte CFF.

Transcription

1 Responsabilité. Leçon d'approfondissement sur l' suite à la visite du Train école et découverte CFF.

2 Commentaire pour les enseignants. ENS 1 Leçon d approfondissement sur l. Contenu. Sources et formes d Niveau. De la 5e à la 9 e classe (11-16 ans) Objectifs. Les ÉC savent faire la différence entre les s renouvelables et non renouvelables. Les ÉC connaissent les avantages et les inconvénients des différents agents énergétiques. Les ÉC savent comment l est transformée et où elle est utilisée. Temps imparti. 90 minutes Supports. Commentaires destinés aux enseignants, diapositive n 1, paires d images sur les s renouvelables et non renouvelables, fiche de travail sur l, fiche de travail relative à l exercice de groupe, motsclés concernant la énergétique. Déroulement du cours. Durée Contenu Mise en œuvre didactique Forme Supports 10' 1. Dans quelles situations ai-je besoin d? Les ÉC s interrogent sur les activités pour lesquelles ils ont besoin d et sur l origine de cette (agents énergétiques). Les résultats sont rassemblés et abordés en plénum. Les agents énergétiques cités sont classés par groupes (p. ex. sous forme d électricité ou de pétrole). PL 5' 2. Quelle est la quantité d que nous consommons en Suisse? L enseignant présente deux diagrammes circulaires illustrant la consommation d en Suisse, en 2002 et en Les ÉC interprètent ces diagrammes. Qu est-ce qui a changé dans cet intervalle de temps? Pourquoi? PL Diagramme sur la consommation d par agent énergétique (Diapositive 1) 5' 3. Introduction au thème Formation de groupes: les ÉC reçoivent une image «Qu est-ce que l?». et cherchent son pendant ( renouvelable/non D où provient l? renouvelable). Une fois toutes les paires reformées, ils analysent au sein de leur groupe les différences et les points communs entre les sources d illustrées. PL Paires d images sur les s renouvelables et non renouvelables 25' 4. Qu est-ce que l? D où provient l? Quelles sont les différentes formes d? Fiche de travail Les ÉC lisent et traitent la fiche de travail par groupes de deux. TP Fiche de travail sur l 35' 5. Les processus de de l Les ÉC forment des groupes de trois à cinq personnes. Chaque groupe met au point une affiche sur une et son processus de. Des motsclés sur le processus de énergétique sont communiqués aux ÉC, qui se voient également remettre un tableau du processus de à compléter à l aide des mots-clés. Après avoir reconstitué le processus de, ils notent les avantages et les inconvénients de l considérée. Enfin, chaque groupe présente son affiche. TG Fiche de travail relative à l exercice de groupe, motsclés concernant la énergétique Légendes: TP travail en partenariat, PL plénum, TG travail de groupe, TI travail individuel, ÉC écoliers, ENS Enseignant

3 Commentaire pour les enseignants. ENS 2 Solutions:. 1. Dans quelles situations ai-je besoin d? Les ÉC s interrogent sur les activités pour lesquelles ils ont besoin d et sur l origine de cette (agent énergétique). Solutions possibles: chauffage, douche, réveil, ordinateur, petit-déjeuner, vélo, lumière, se laver les dents, etc. 2. Quelle est la quantité d que nous consommons en Suisse? L enseignant montre deux diagrammes circulaires présentant la consommation d en Suisse, en 200t en Les ÉC interprètent ces diagrammes. Qu est-ce qui a changé dans cet intervalle de temps? Pourquoi? Diapositive n 1: Consommation d finale en 2011: TJ Consommation d finale en 2002: TJ Commentaires concernant les diagrammes. La consommation d huile de chauffage a baissé pour deux raisons: d une part, les nouvelles constructions permettent de réaliser des économies d (meilleure isolation); d autre part, il existe aujourd'hui de nombreuses alternatives au chauffage au mazout. La consommation de carburant a augmenté, car le nombre de véhicules motorisés s accroît. Bien que les appareils électriques soient de plus en plus efficaces, la consommation électrique augmente étant donné que nous utilisons toujours plus d appareils.

4 Commentaire pour les enseignants. ENS 3 Solutions:. Informations complémentaires. Diapositive n 2: Évolution de la consommation d entre 1910 et Diapositive n 3: Nombre de watts par personne (en comparaison internationale). Commentaire. Nous consommons plus de 6000 watts de puissance continue par personne, soit trois fois plus que la moyenne de la population mondiale.

5 Commentaire pour les enseignants. ENS 4 Solutions:. 3. Introduction au thème «Qu est-ce que l et d où provient-elle?» Formation de groupes. Les ÉC reçoivent une image et cherchent son pendant ( renouvelable/non renouvelable). Une fois toutes les paires reformées, ils analysent au sein de leur groupe les différences et les points communs entre les sources d illustrées. Présenter les paires d images (composées d une source d renouvelable et d une source non renouvelable). Il est également possible de distribuer la fiche de travail complète aux écoliers, qui devront alors trouver pourquoi ces paires ont été formées. 4. Qu est-ce que l? D où provient l? Quelles sont les différentes formes d? (Fiche de travail) Les ÉC lisent et traitent la fiche de travail par groupes de deux Quelle est la différence entre l et l? L, présente à l état naturel, ne peut pas être utilisée telle quelle. L est obtenue par la de l. Elle peut être utilisée sous cette forme. Quels agents énergétiques s sont renouvelables? Soleil, vent, eau, chaleur, biomasse, chaleur géothermique Quels agents énergétiques s sont fossiles? Uranium, pétrole, gaz naturel, charbon Quel est l inconvénient des processus de? Une partie de l est perdue, souvent sous forme de chaleur. L prend des formes très variées. Agent énergétique éolienne hydraulique géothermique des marées Forme d rayonnante cinétique cinétique thermique cinétique Agent énergétique biomasse pétrole gaz naturel uranium charbon Forme d chimique chimique chimique chimique chimique

6 Commentaire pour les enseignants. ENS 5 Solutions:. 5. Processus de de l, travail de groupe. Chaque groupe travaille sur une et présente ensuite ses résultats à la classe (6 groupes). huile de chauffage chauffage chaleur pétrole raffinerie essence/kérosène moteur à combustion (voiture, avion) mouvement forte teneur en ressources limitées dépendance vis-à-vis de l étranger dégradation de la nature lors de la production transport sur de longues distances risque d accident des pétroliers émission de gaz à effet de serre (CO2) -> changement climatique hydraulique centrale hydro-électrique (générateur) électrique appareils électriques (sèchecheveux, bouilloire, lampe, téléviseur, mixeur, etc.) chaleur, lumière, procédé mécanique, etc. renouvelable disponible à de nombreux endroits -> production locale pas d émission de gaz à effet de serre intervention sur la nature relativement réduite répercussions négatives sur la faune (poissons), les fleuves et les ressources en eau éolienne centrale éolienne (générateur) électrique appareils électriques (sèchecheveux, bouilloire, lampe, téléviseur, mixeur, etc.) chaleur, lumière, procédé mécanique, etc. renouvelable disponible à de nombreux endroits > production locale pas d émission de gaz à effet de serre intervention sur la nature réduite peu de conséquences négatives sur la faune (oiseaux, chauves-souris)

7 Commentaire pour les enseignants. ENS 6 Solutions:. géothermique sonde géothermique fluide chauffé échangeur de chaleur eau chaude pour chauffage renouvelable disponible à de nombreux endroits > production locale pas d émission de gaz à effet de serre construction (forage) complexe et chère pas de répercussions négatives sur la faune possibilité de conflits d utilisation du sous-sol (eaux souterraines, transports, chantiers) uranium centrale nucléaire (turbine à vapeur et générateur) électrique appareils électriques (sèchecheveux, bouilloire, lampe, téléviseur, mixeur, etc.) chaleur, lumière, procédé mécanique, etc. très forte teneur en, radioactivité ressources limitées dépendance vis-à-vis de l étranger dégradation de la nature lors de la production complexité du traitement des barres de combustible, déjà gourmandes en centrales nucléaires: installations très complexes problème du stockage des déchets radioactifs non résolu solaire installation photovoltaïque électrique appareils électriques (sèche-cheveux, bouilloire, lampe, téléviseur, mixeur, etc.) chaleur, lumière, procédé mécanique, etc. collecteurs thermiques fluide chauffé échangeur de chaleur eau chaude pour douche renouvelable disponible à de nombreux endroits -> production locale pas d émission de gaz à effet de serre pas de répercussions négatives sur la faune pas de production la nuit, faible production l hiver

8 Commentaire pour les enseignants Diapositive n 1. ENS 7 Répartition de la consommation finale selon les agents énergétiques (2011). Source: OFEN, Statistique globale suisse de l' Répartition de la consommation finale de la Suisse en 2002 selon les agents énergétiques en %. Source: OFEN, Statistique globale suisse de l' 2002.

9 Commentaire pour les enseignants Diapositive n 2. ENS 8 Consommation finale selon les agents énergétiques. Source: OFEN, Statistique globale suisse de l' 2011.

10 Commentaire pour les enseignants Diapositive n 3. ENS 9 Nombre de watts par personne (en comparaison internationale). Source:

11 Écolières et écoliers Fiche de travail Paires d'images renouvelable/non renouvelable. ÉC 1 Les paires d images. Source: Erneuerbare Energien, Andreas Hügli, 2007, h.e.p. verlag AG

12 Écolières et écoliers Fiche de travail 1/2. ÉC 2. Qu est-ce que l? Le mot «energeia» vient du grec et signifie «action». L est certes invisible, mais son effet est directement perceptible (p. ex. objet en mouvement, éclairage ou dégagement de chaleur). Dans un sens très large, l désigne la capacité à effectuer un travail. D où provient l? Les agents énergétiques sont des substances dont la capacité énergétique est utilisée pour effectuer des processus de. La plupart des agents énergétiques utilisés sur Terre nous vient du Soleil. Les agents énergétiques s sont les agents énergétiques présents dans la nature et qui n ont pas encore été transformés. Il s agit notamment de l hydraulique, de l solaire, de l éolienne, de l géothermique, de l des marées, de la biomasse, du pétrole, du gaz naturel, de l uranium et du charbon. Les processus de dans les centrales électriques ou les raffineries permettent d obtenir de l (par exemple de l électricité, de l huile de chauffage ou de l essence) à partir d une. Lors des processus de, une partie de l est toujours perdue, souvent sous forme de chaleur. L est la forme d utilisée par l homme: il s agit la plupart du temps de l thermique (chaleur), de l cinétique (mouvement) ou de la lumière. On distingue des agents énergétiques fossiles et des s renouvelables. Les agents énergétiques fossiles (pétrole, gaz naturel, charbon) sont des mélanges d hydrocarbures qui se sont formés pendant des millions d années par la géologique de matériaux organiques morts (plantes, animaux). Les s fossiles ne se renouvellent donc pas assez rapidement pour être considérées comme inépuisables à l échelle de l Homme. Par conséquent, les réserves d s fossiles sont dites «non renouvelables». L uranium en fait notamment partie. Les s renouvelables (également appelées «s de flux») proviennent pour leur part d agents énergétiques disponibles en quantité quasi-infinie ou qui se renouvellent très vite à l échelle de l Homme (p. ex. l solaire). Reponds aux questions suivantes. Quelle est la différence entre l et l? Quels agents énergétiques s sont renouvelables? Quels agents énergétiques s sont fossiles? Quel est l inconvénient des processus de?

13 Écolières et écoliers Fiche de travail 2/2. ÉC 3. L prend des formes très variées. L cinétique (du grec kinesis, le mouvement), c est-à-dire l de mouvement, est l que contient un objet de par son mouvement. Un cycliste produit de l cinétique. L chimique est l associée à la liaison chimique d atomes ou de molécules. Cette est produite lors de processus chimiques et transformée, par exemple en thermique. La combustion de l huile de chauffage ou du bois, ou encore l assimilation d aliments par notre corps sont des exemples de processus chimiques. L thermique ( sous forme de chaleur) est l liée au mouvement désordonné des atomes ou molécules d une substance. Elle est parfois appelée calorifique. La combustion du bois produit de l thermique. L électrique est transmise ou stockée par l électricité. Elle est produite lorsque les électrons s éloignent des noyaux des atomes. Les générateurs, les piles ou batteries et les cellules solaires fournissent de l électrique. Dans la nature, l électricité prend la forme de la foudre et est observée chez les poissons électriques. La lumière est l rayonnante. Elle est diffusée par le soleil, les bougies ou les lampes. Le fer chaud, par exemple, devient incandescent et produit des rayons lumineux visibles. Les ampoules fonctionnent de la même façon: un filament électrique est porté à incandescence au passage du courant électrique. Dans chaque case, dessine le symbole de l un des 10 agents énergétiques s cités dans le texte «D où provient l». Sous le symbole, écris le nom de l correspondante. Agent énergétique Forme d rayonnante Agent énergétique Forme d

14 Écolières et écoliers Exercice de groupe (1/6). ÉC 4 Processus de de l 1. Traite les trois exercices suivants. 1. Classe les mots-clés dans l ordre correspondant au processus de de l. Utilise le tableau ci-dessous comme modèle en notant les mots-clés dans les bonnes cases. 2. Discute, avec les autres personnes de ton groupe, des avantages et des inconvénients de chaque agent énergétique et des processus de (d où provient l'agent énergétique, le processus de consomme-t-il beaucoup d, comment l est-elle transportée, quels sont les effets s, etc.). 3. Indique tous ces éléments sur une affiche et discutes-en avec le reste de la classe. Mots-clés: Pétrole chaleur huile de chauffage moteur à combustion (voiture, avion) essence/kérosène chauffage raffinerie mouvement

15 Écolières et écoliers Exercice de groupe (2/6). ÉC 5 Processus de de l 2. Traite les trois exercices suivants. 1. Classe les mots-clés dans l ordre correspondant au processus de de l. Utilise le tableau ci-dessous comme modèle en notant les mots-clés dans les bonnes cases. 2. Discute, avec les autres personnes de ton groupe, des avantages et des inconvénients de chaque agent énergétique et des processus de (d où provient l'agent énergétique, le processus de consomme-t-il beaucoup d, comment l est-elle transportée, quels sont les effets s, etc.). 3. Indique tous ces éléments sur une affiche et discutes-en avec le reste de la classe. Mots-clés: hydraulique appareils électriques (sèche-cheveux, bouilloire, lampe, téléviseur, mixeur, etc.) centrale hydroélectrique (générateur) chaleur, lumière, procédé mécanique électrique

16 Écolières et écoliers Exercice de groupe (3/6). ÉC 6 Processus de de l 3. Traite les trois exercices suivants. 1. Classe les mots-clés dans l ordre correspondant au processus de de l. Utilise le tableau ci-dessous comme modèle en notant les mots-clés dans les bonnes cases. 2. Discute, avec les autres personnes de ton groupe, des avantages et des inconvénients de chaque agent énergétique et des processus de (d où provient l'agent énergétique, le processus de consomme-t-il beaucoup d, comment l est-elle transportée, quels sont les effets s, etc.). 3. Indique tous ces éléments sur une affiche et discutes-en avec le reste de la classe. Mots-clés: électrique centrale éolienne (générateur) chaleur, lumière, procédé mécanique appareils électriques (sèche-cheveux, bouilloire, lampe, téléviseur, mixeur, etc.) éolienne

17 Écolières et écoliers Exercice de groupe (4/6). ÉC 7 Processus de de l 4. Traite les trois exercices suivants. 1. Classe les mots-clés dans l ordre correspondant au processus de de l. Utilise le tableau ci-dessous comme modèle en notant les mots-clés dans les bonnes cases. 2. Discute, avec les autres personnes de ton groupe, des avantages et des inconvénients de chaque agent énergétique et des processus de (d où provient l'agent énergétique, le processus de consomme-t-il beaucoup d, comment l est-elle transportée, quels sont les effets s, etc.). 3. Indique tous ces éléments sur une affiche et discutes-en avec le reste de la classe. Mots-clés: sonde géothermique géothermique échangeur de chaleur eau chaude pour chauffage fluide chauffé

18 Écolières et écoliers Exercice de groupe (5/6). ÉC 8 Processus de de l 5. Traite les trois exercices suivants. 1. Classe les mots-clés dans l ordre correspondant au processus de de l. Utilise le tableau ci-dessous comme modèle en notant les mots-clés dans les bonnes cases. 2. Discute, avec les autres personnes de ton groupe, des avantages et des inconvénients de chaque agent énergétique et des processus de (d où provient l'agent énergétique, le processus de consomme-t-il beaucoup d, comment l est-elle transportée, quels sont les effets s, etc.). 3. Indique tous ces éléments sur une affiche et discutes-en avec le reste de la classe. Mots-clés: appareils électriques (sèche-cheveux, bouilloire, lampe, téléviseur, mixeur, etc.) centrale nucléaire (turbine à vapeur et générateur) électrique Uranium chaleur, lumière, procédé mécanique

19 Écolières et écoliers Exercice de groupe (6/6). ÉC 9 Processus de de l 6. Traite les trois exercices suivants. 1. Classe les mots-clés dans l ordre correspondant au processus de de l. Utilise le tableau ci-dessous comme modèle en notant les mots-clés dans les bonnes cases. 2. Discute, avec les autres personnes de ton groupe, des avantages et des inconvénients de chaque agent énergétique et des processus de (d où provient l'agent énergétique, le processus de consomme-t-il beaucoup d, comment l est-elle transportée, quels sont les effets s, etc.). 3. Indique tous ces éléments sur une affiche et discutes-en avec le reste de la classe. Mots-clés: solaire fluide chauffé collecteurs thermiques eau chaude pour douche électrique installation photovoltaïque échangeur de chaleur électrique, appareils électriques (sèche-cheveux, bouilloire, lampe, téléviseur, mixeur, etc.) chaleur, lumière, procédé mécanique Energia primaria 1 trasformatore Energia secondaria 2 trasformatore Energia

20 Janvier 2015 Écoles CFF en collaboration avec: Partenaire principal Partenaire CFF SA Communication Hilfikerstrasse Berne 65, Suisse cff.ch/ecoles