III) Démarches d'investigations

Transcription

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2 I) Pourquoi ce projet? II) Question préliminaire III) Démarches d'investigations IV) Remerciements

3 - Développer la démarche d investigation déjà abordée en sixième (EIST) auprès d élèves volontaires et motivés - Sensibiliser les élèves à la maîtrise de la production et de la consommation d énergie et plus généralement à la notion de développement durable (notion d énergie grise) Définition d'énergie grise Définition d'énergie grise : Elle correspond à la somme de l énergie dépensée de la phase de conception d un produit à son recyclage, ou à sa destruction.

4 Comment construire une maison qui dépense le moins d'énergie possible?

5 Cette année, nous nous sommes intéressé Je souhaite construire une maison qui dépense le moins d'énergie possible et je m'interroge : Comment doivent être : - L'ISOLATION, - LA STRUCTURE DES MURS, - LA COULEUR, - L'ORIENTATION POUR DISPOSER UN PANNEAU SOLAIRE, - L'ECLAIRAGE, - LE SYSTEME DE CHAUFFAGE? Ces caractéristiques sont testées cette année (projet sur trois ans).

6 ISOLATION DE MA MAISON Je souhaite isoler ma maison et je m interroge : Un isolant thermique vise à empêcher les transferts de chaleur entre un milieu chaud et un milieu froid. QUEL ISOLANT EST LE PLUS PERFORMANT ET DEPENSE LE MOINS D'ENERGIE? La partie de l'image avec l'id de relation rid3 n'a pas été trouvée dans le fichier. La partie de l'image avec l'id de relation rid6 n'a pas été trouvée dans le fichier. La partie de l'image avec l'id de relation rid4 n'a pas été trouvée dans le fichier. La partie de l'image avec l'id de relation rid5 n'a pas été trouvée dans le fichier.

7 Hypothèses proposées : ISOLATION DE MA MAISON Il doit conserver la chaleur à l'intérieur de la maison en hiver. Il doit conserver le frais à l'intérieur de la maison en été. Il doit dépenser le moins d'énergie grise. EXISTE-T-IL UN MATERIAU QUI CONSOMME LE MOINS D'ENERGIE GRISE ET ISOLE LE MIEUX POSSIBLE? Conférence de Madame LABAT thermicienne à INFO- ENERGIE Matériaux donnés par MATECOLO

8 ISOLATION DE MA MAISON Démarche proposée : Nous avons construit une maquette de maison et nous testons ces matériaux. Avec une ampoule et une pile nous simulons le chauffage à l'intérieur de la maison jusqu'à obtenir 42 degrés. Nous relevons la température intérieure toutes les 3 minutes en fonction de l'isolant, la température extérieure sert de témoin (21 c).

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10 INFLUENCE DE L'ISOLANT SUR LA CONSERVATION DE LA TEMPERATURE Panneau de bois TEMPERATURE ( C) laine de verre laine de roche chanvre - coton laine de mouton ouate de cellulose TEMPS (en minutes)

11 ISOLATION DE MA MAISON La partie de l'image avec l'id de relation rid3 n'a pas été trouvée dans le fichier. SOURCE : ADEME

12 ISOLATION DE MA MAISON CONCLUSION : D'après nos tests, l'isolant le plus performant et celui qui dépense le moins d'énergie grise semble être la laine de mouton en rouleau (5 cm d'épaisseur).

13 STRUCTURE DES MURS Je souhaite construire la structure de la maison et je m interroge : Le matériau qui compose les murs a-t-il une influence sur la température conservée à l'intérieur?

14 STRUCTURE DES MURS Hypothèse proposée : le matériau utilisé devra rendre les murs solides, isolants et dépenser le moins d'énergie grise. Démarche proposée : Nous avons construit une maison en parpaing et une maison en bois et nous avons testé leur aptitude à conserver la température (les autres matériaux n'ont pas été testé ; l' énergie grise leur correspondant étant trop importante).

15 STRUCTURE DES MURS EXPERIENCE REALISEE : Nous chauffons la maison jusqu'à obtenir une température de 30 degrés à l'extérieur. Nous mesurons ensuite la température intérieure toutes les 3 minutes.

16 STRUCTURE DES MURS RESULTATS : Nous avons obtenu des résultats difficiles à analyser. CONCLUSION : Nous devons refaire cette expérience plus rigoureusement en construisant des maisons de même dimension ou en modifiant l'expérience. REMARQUE : Nous pouvons affirmer que le choix du bois sera le plus évident compte tenu de notre production départementale. En visitant SUMBIOSI et NAPEVOMO, M MORA et M LANGLA nous ont démontré les avantages écologiques et économiques d'une structure à ossature bois.

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18 COULEUR DE LA MAISON Je souhaite peindre ma maison et je m interroge : La couleur a t-elle une influence sur la température conservée dans la maison?

19 Hypothèses proposées : COULEUR DE LA MAISON. La chaleur sera conservée dans la maison blanche car c est la couleur de la fourrure de l ours polaire. Le frais sera conservé dans la maison blanche car au Maroc les maisons sont blanches pour être plus fraîches. La chaleur sera conservée dans la maison noire car lorsqu on met un pull noir, on a plus chaud qu avec une autre couleur.

20 DEMARCHE PROPOSEE : COULEUR DE LA MAISON Prendre des récipients de couleurs différentes qui représentent les maisons, les remplir avec de l'eau à la même température, mettre un projecteur simulant la présence du soleil et noter les mesures évoluant au cours du temps.

21 EVOLUTION DE LA TEMPERATURE EN FONCTION DE LA COULEUR ROUGE 40 VERT NOIR TEMPERATURE ( C) BLANC TRANSPARENT MINUTE

22 COULEUR DE LA MAISON Ces expériences me permettent de conclure : Hypothèses proposées : La chaleur sera conservée dans la maison blanche car c est la couleur de la fourrure de l ours polaire. NON VALIDEE Le frais sera conservé dans la maison blanche car au Maroc les maisons sont blanches pour être plus fraîches. VALIDEE La chaleur sera conservée dans la maison noire car lorsqu on met un pull noir, on a plus chaud qu avec une autre couleur. VALIDEE

23 COULEUR DE LA MAISON CONCLUSION : La couleur de la maison a un impact sur la conservation de la température. D'après nos expériences, nous pouvons en conclure que le noir semble être le plus adapté pour que la température soit la plus importante possible et le blanc pour que la température soit la plus fraîche possible.

24 ORIENTATION Je souhaite placer des panneaux solaires (photovoltaïque et/ou thermique) et je m interroge : Comment doit-être orienté ma maison et le toit de la maison pour que les panneaux produisent le plus d énergie possible?

25 ORIENTATION Hypothèse proposée : Cela va mieux chauffer car on est en face du soleil

26 ORIENTATION Démarche proposée : On met plusieurs plaques face à une lampe halogène mais on leur donne une inclinaison différente par rapport à la lampe. On relève la température toutes les minutes.

27 ORIENTATION

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29 ORIENTATION Cette expérience me permet de conclure : Cela va mieux chauffer car on est en face du soleil. HYPOTHESE VALIDEE

30 ORIENTATION CONCLUSION : La position du panneau solaire a une influence sur la température. Plus il sera face au soleil (sud) et plus l'énergie produite sera importante. Remarque supplémentaire : Le soleil n étant pas fixe dans le ciel, il faut trouver la meilleure position pour qu un panneau solaire soit en face de ces rayons la majeure partie du temps.

31 ORIENTATION Quel doit-être l'angle du toit de la maison pour recevoir le plus de rayons solaires? HYPOTHESE PROPOSEE : Il faut un toit en pente c est pour cela que les coteaux sont en pente.

32 ORIENTATION EXPERIENCE : nous avons fabriqué une maquette de demi-toit sur lequel nous avons placé un luxmètre pour mesurer la luminosité. Nous pouvons faire varier l'angle de ce demi-toit grâce à une charnière. Nous considérons que la position du soleil est fixe (rayon à 45 en moyenne par rapport à la surface de la terre).

33 ORIENTATION RESULTATS : CONCLUSION : Nous devons orienter le toit de manière à faire un angle de 90 degrés avec les rayons du soleil pour recevoir le plus de luminosité donc produire le plus d'énergie

34 ECLAIRAGE Je souhaite éclairer ma maison et je m interroge : Quelle type d'ampoule choisir pour économiser le plus d 'énergie et pour disposer d'un éclairage performant?

35 ECLAIRAGE DEMARCHE PROPOSEE : Nous allons mesurer la quantité d'énergie produite et consommée par les différentes ampoules : à incandescence ; halogène, fluocompacte et LED avec un wattmètre et un luxmètre.

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37 CONCLUSION : ECLAIRAGE LA LED A LE MEILLEURE RAPPORT ENERGIE PRODUITE/ENERGIE CONSOMMEE. Par conséquent, la LED dépense moins et produit plus que les trois autres. Nous n'avons pas trouvé l'énergie grise correspondante à ces ampoules. Nous pensons nous renseigner auprès des fabricants.

38 SYSTEME DE CHAUFFAGE Je souhaite placer un système de chauffage et je m interroge : Quel type de chauffage est suffisamment performant pour chauffer ma maison mais en dépensant le moins d'énergie? Hypothèse : Il faut connaître les besoins de la maison pour choisir le chauffage le plus adapté, nous ne pourrons les calculer que lorsque la maison sera construite. D'après nos visites à NAPEVOMO et à SUMBIOSI, le chauffage devient accessoire ( un chauffage d'appoint suffit) si la maison est correctement isolée.

39 Nous vous remercions, nous remercions aussi nos partenaires et nos professeurs qui nous ont permis de réaliser ce projet. Nous espérons qu'il vous a intéressés.

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