COMMENT ÇA MARCHE GUIDE DE L ENSEIGNANT 9 E ANNÉE

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1 GUIDE DE L ENSEIGNANT 9 E ANNÉE

2 TROUSSE PÉDAGOGIQUE 9 E ANNÉE Le préset Guide de l eseigat, qui accompage la trousse pédagogique COMMENT ÇA MARCHE : PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ 9 e aée a été coçu à l itetio des eseigats de l Otario qui doet les cours théorique (SNC1D) et appliqué (SNC1P) de scieces, 9 e aée. So coteu correspod aux attetes et aux coteus d appretissage éocés das le documet Le curriculum de l Otario 9 e et 10 e aée Scieces (2008). Otario Power Geeratio (OPG) est ue société établie e Otario dot les activités pricipales sot la productio et la vete d électricité das cette provice. Elle exerce ces activités de faço sûre et trasparete tout e respectat l eviroemet. Avec ue puissace istallée totale dépassat les mégawatts, so parc de productio d éergie, qui compred 65 cetrales hydroélectriques, 3 cetrales ucléaires, 5 cetrales thermiques, 2 cetrales éoliees aisi que 2 cetrales au gaz aturel e copropriété, est l u des plus gros e Amérique du Nord. Il produit chaque aée eviro les deux tiers de l électricité de l Otario. OPG veut aider les eseigats et les élèves de l Otario à e appredre davatage sur le mode fasciat de l électricité et de sa productio das cette provice. Veuillez commuiquer avec ous si vous avez des questios ou des commetaires sur le Guide de l eseigat ou la trousse pédagogique. Pour e savoir plus, visitez le site (e aglais seulemet). APERÇU DU DOCUMENT Le Guide de l eseigat COMMENT ÇA MARCHE : PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ referme ciq leços coçues à l itetio des eseigats de 9 e aée qui portet sur les otios d offre et de demade d électricité selo ue perspective géérale et particulière. Sur le pla gééral, les élèves verrot les diverses sources d électricité utilisées pour répodre aux besois e électricité des méages et des etreprises de l Otario et explorerot la otio de demade e examiat les cocepts de demade de base et de poite. Sur le pla particulier, ils examierot les otios d offre et de demade d électricité à l aide d activités théoriques et pratiques. Ils costruirot otammet divers circuits électriques e série et e parallèle et examierot commet ue variatio de l offre ou de la demade iflue sur le foctioemet des appareils électriques utilisés das ces circuits. Les élèves aurot aussi l occasio de réfléchir à leur aveir professioel e faisat des recherches sur certaies carrières offertes à OPG. APERÇU DES LEÇONS LEÇON TITRE THÈME APERÇU Productio d électricité e Otario Source d alimetatio électrique Demade de base ou de poite Demade d électricité Carrières das le secteur de la productio d électricité STSE Expériece scietifique STSE Expériece scietifique Carrières Les élèves ferot des recherches sur les diverses sources d éergie utilisées pour produire de l électricité e Otario et réaliserot ue aalyse coûts-avatages pour l ue d etre elles. Les élèves résoudrot des problèmes relatifs à l électricité et examierot commet la différece de potetiel, le courat et la puissace variet e foctio de la source d alimetatio das des circuits e série et e parallèle dot la charge demeure costate. Les élèves recueillerot des doées sur la cosommatio d électricité das la classe et à leur domicile pour dégager des tedaces, après quoi ils élaborerot u pla d actio pour iveler la courbe de cosommatio d électricité de leur famille et réduire so icidece sur la demade de poite. Les élèves teterot de détermier s il est possible que la demade dépasse l offre das u circuit, et verrot commet leurs observatios s appliquet das le mode qui les etoure. Les élèves parcourrot le site mypower.com d OPG pour predre coaissace des différets types de professios das l idustrie de la productio d électricité, puis ils créerot u avis de poste vacat pour l ue de ces professios. Durée totale DURÉE Miutes Séaces 60 mi mi mi mi mi. 2 De 330 à 340 mi 8 séaces 1

3 NOTES À L INTENTION DE L ENSEIGNANT Vous trouverez ci-après des suggestios pour faciliter l utilisatio du préset documet. Eseigemet et appretissage Les leços comprises das le préset documet couvret l esemble des attetes des domaies d études A Méthode scietifique et choix de carrière et E Physique des programmes SNC1D et SNC1P. Cepedat, elles abordet pas les coteus d appretissage cocerat l électricité statique ou la coductivité. Das les leços, les élèves ot l occasio de travailler e petit groupe. Il serait utile que l eseigat coaisse diverses stratégies d appretissage coopératif e petit groupe. Pour répodre aux besois e matière d appretissage de tous les élèves, des modalités d eseigemet modulé sot suggérées das les leços. Le site Web EDU GAINS (edugais.ca) propose d autres ressources d eseigemet modulé (e aglais seulemet). Des stratégies et des outils d évaluatio sot fouris. L eseigat peut aussi choisir d utiliser d autres outils d évaluatio de so choix. Préalables Les leços comprises das le préset documet e costituet pas ue itroductio à l électricité. Elles viset plutôt à doer aux élèves la possibilité d élargir leurs coaissaces sur le sujet et de les appliquer das de ouvelles situatios. Les élèves doivet posséder des habilités à se reseiger aux fis des recherches et des expérieces, et savoir utiliser divers moyes de commuicatio (p. ex. exposés oraux, rapports écrits, diagrammes et textes persuasifs). Les élèves doivet posséder des coaissaces de base sur les circuits e série et e parallèle, otammet savoir dessier des schémas et costruire des circuits à l aide d ampoules, de fils et de piles o rechargeables. Pour les leços 2 et 4, les élèves doivet savoir commet utiliser correctemet et e toute sécurité des dispositifs électriques, otammet des piles (1,5 V), des ampèremètres et des voltmètres (ou des multimètres). Les élèves doivet avoir déjà travaillé e petit groupe. Les élèves doivet avoir déjà cherché de l iformatio das Iteret. Logistique Pour les leços 1, 3 et 5, les élèves aurot besoi de temps e dehors des heures de classe pour faire la recherche et les travaux idividuels et de groupe. Ils pourraiet égalemet e avoir besoi pour la leço 2. Pour les leços 2 et 4, les élèves aurot besoi de piles (1,5 V seulemet), de pices crocodile, d ampoules miiatures de 1,2 V de préférece avec des douilles, d iterrupteurs, d ampèremètres et de voltmètres (ou de multimètres). Pour les leços 1 et 5, les élèves doivet avoir accès à Iteret. Vous pouvez leur demader de faire leurs recherches das Iteret durat les heures de classe ou e dehors. Pour la leço 3, il serait utile d acquérir u wattheuremètre Kill-A-Watt. Cet appareil, qui permet de mesurer l électricité cosommée par différets appareils électriques, peut être acheté das le site Web GreeGadgets.ca ou auprès de commerces de matériel scietifique. Il est aussi possible d empruter cet appareil das de ombreuses bibliothèques publiques. Pour la leço 5, il serait utile d avoir u projecteur ACL ou u tableau iteractif SMART. Il est pas recommadé de demader à u eseigat suppléat de doer ces leços, puisqu il faut observer les élèves et leur doer ue rétroactio sur leur travail. 2

4 Correspodace avec le programme d eseigemet : Scieces, 9 e aée, cours théorique (SNC1D) Les attetes et coteus d appretissage sot tirés du documet Le curriculum de l Otario 9 e et 10 e aée Scieces (2008). A1 Appliquer la méthode scietifique pour réaliser des expérieces e laboratoire et sur le terrai, effectuer des recherches et résoudre des problèmes. Leço A1.1 Repérer u problème de ature scietifique, poser des questios s y rattachat et formuler ue hypothèse. A1.2 Idetifier les variables dépedates et idépedates d ue expériece ou cerer u sujet de recherche. A1.3 Plaifier ue expériece, élaborer ue stratégie de recherche ou adopter ue stratégie de résolutio de problèmes. A1.4 Recueillir des reseigemets das des imprimés et des médias électroiques et les référecer. A1.5 A1.6 Effectuer ue expériece e laboratoire ou sur le terrai, exécuter ue recherche ou appliquer ue stratégie de résolutio de problèmes pour répodre à ue questio de ature scietifique. Faire des observatios et recueillir des doées empiriques à l aide d istrumets ou sélectioer de l iformatio selo des critères spécifiques. A1.8 Évaluer la fiabilité des doées empiriques ou de l iformatio recueillie ou la solutio à u problème. A1.9 Aalyser et sythétiser les doées empiriques ou l iformatio recueillie A1.10 Tirer ue coclusio et la justifier. A1.11 Préseter des doées empiriques, des reseigemets recueillis au cours d ue recherche documetaire ou les étapes de la résolutio d u problème das ue forme appropriée. A1.12 Commuiquer ses méthodes de recherche, ses idées et ses résultats e utilisat u mode de productio attedu. A2 Explorer des choix de carrière et des cotributios de scietifiques caadies das les domaies de l écologie, de la chimie, de l astroomie et de l électricité. A2.1 Décrire des possibilités d emploi et des métiers qui requièret des habiletés et des coaissaces scietifiques et détermier les exigeces de formatio s y rattachat. E1 Démotrer sa compréhesio des pricipes de l électricité statique et dyamique. E1.5 Défiir les pricipes du courat cotiu, du courat alteratif, de la différece de potetiel et de la résistace, et idetifier les istrumets servat à les mesurer. E1.6 Décrire, à partir d ue aalogie, les relatios etre l itesité du courat, la différece de potetiel et la résistace das des circuits e série et e parallèle. E1.7 Discuter de l ifluece de divers facteurs sur la résistace électrique. E2 E2.5 E2.10 E3 E3.2 E3.3 Détermier, e appliquat la méthode scietifique, les propriétés de l électrostatique et les rapports quatitatifs etre la différece de potetiel, le courat et la résistace das les circuits électriques. Cocevoir et costruire des circuits e parallèle et e série et effectuer des mesures de courat, de différece de potetiel et de résistace e utilisat les uités et les istrumets appropriés. Commuiquer oralemet et par écrit das différets cotextes e se servat des termes justes dot : charge électrique, électricité statique, électricité dyamique, isolat, coducteur, attractio, répulsio, électroscope, iductio, mise à la terre, paratoerre, précipitateur électrostatique, pile, circuit, différece de potetiel, courat, résistace, résistace équivalete, coulomb, ampèremètre, voltmètre. Évaluer l icidece, sur la qualité de la vie et sur l eviroemet, de techologies reposat sur les pricipes de l électrostatique, et de divers modes de productio de l éergie électrique. Proposer u programme d écoomie d éergie chez soi ou das sa commuauté e teat compte d iitiatives d efficacité éergétique au iveau commuautaire, au iveau provicial ou au iveau atioal. Évaluer des sources d éergie reouvelables et o reouvelables e foctio de critères tels que la dispoibilité, le reouvellemet, le coût et les répercussios eviroemetales. 3

5 Correspodace avec le programme d eseigemet : Scieces, 9 e aée, cours appliqué (SNC1P) Les attetes et coteus d appretissage sot tirés du documet Le curriculum de l Otario 9 e et 10 e aée Scieces (2008). Leço A1 Appliquer la méthode scietifique pour réaliser des expérieces e laboratoire et sur le terrai, effectuer des recherches et résoudre des problèmes. A1.1 Repérer u problème de ature scietifique, poser des questios s y rattachat et formuler ue hypothèse. A1.2 Idetifier les variables dépedates et idépedates d ue expériece ou cerer u sujet de recherche. A1.3 Plaifier ue expériece, élaborer ue stratégie de recherche ou adopter ue stratégie de résolutio de problèmes. A1.4 Recueillir des reseigemets das des imprimés et des médias électroiques et les référecer. A1.5 A1.6 Effectuer ue expériece e laboratoire ou sur le terrai, exécuter ue recherche ou appliquer ue stratégie de résolutio de problèmes pour répodre à ue questio de ature scietifique. Faire des observatios et recueillir des doées empiriques à l aide d istrumets ou sélectioer de l iformatio selo des critères spécifiques. A1.8 Évaluer la fiabilité des doées empiriques ou de l iformatio recueillie ou la solutio à u problème. A1.9 Aalyser et sythétiser les doées empiriques ou l iformatio recueillie. A1.10 Tirer ue coclusio et la justifier. A1.11 Préseter des doées empiriques, des reseigemets recueillis au cours d ue recherche documetaire ou les étapes de la résolutio d u problème das ue forme appropriée. A1.12 Commuiquer ses méthodes de recherche, ses idées et ses résultats e utilisat u mode de productio attedu. A2 Explorer des choix de carrière et des cotributios de scietifiques caadies das les domaies de l écologie, de la chimie, de l astroomie et de l électricité. A2.1 Décrire des possibilités d emploi et des métiers qui requièret des habiletés et des coaissaces scietifiques et détermier les exigeces de formatio s y rattachat. E1 Expliquer les pricipes de l électricité statique et dyamique. E1.3 Défiir les pricipes du courat, de la différece de potetiel et de la résistace à partir d ue aalogie et idetifier les istrumets qui servet à les mesurer. E1.5 Distiguer les circuits e série des circuits e parallèle à partir d observatios. E2 E2.3 E2.4 E2.8 E3 E3.1 Déduire, e appliquat la méthode scietifique, les propriétés de l électrostatique, des circuits e série et de divers modes de productio d électricité. Cocevoir et dessier des circuits simples, e parallèle et e série, e utilisat la otatio et les symboles appropriés. Mesurer la résistace, le courat et la différece de potetiel d u circuit électrique simple e utilisat les istrumets appropriés. Commuiquer oralemet et par écrit das différets cotextes e se servat des termes justes dot : charge électrique, électricité statique, électricité dyamique, isolat, coducteur, attractio, répulsio, électroscope, iductio, mise à la terre, paratoerre, pile, circuit, différece de potetiel, courat, résistace, ampèremètre, voltmètre. Expliquer l icidece de diverses sources d éergie reouvelables et o reouvelables et de la cosommatio d éergie sur la qualité de la vie et sur l eviroemet. Évaluer, à partir d ue recherche, l apport d ue source d éergie reouvelable ou o reouvelable pour fourir de l électricité das ue situatio particulière. E3.2 Faire le bila de sa cosommatio et proposer des faços de la dimiuer. 4

6 LEÇON 1 : PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ EN ONTARIO APERÇU DE LA LEÇON L Otario produit so électricité à partir de diverses sources d éergie, dot certaies sot reouvelables (p. ex. éergie éoliee, solaire ou hydraulique) et d autres o (p. ex. charbo, mazout, gaz aturel et éergie ucléaire). Toutefois, certaies filières de productio d électricité suscitet des préoccupatios d ordre social (p. ex. la proximité de cetrales et de liges de trasport), écoomique (p. ex. le coût de costructio de ouvelles cetrales) ou eviroemetal (p. ex. les émissios de CO2 géérées par les cetrales thermiques), voire des trois types à la fois. Das le cadre de la leço, les élèves ferot des recherches sur les diverses sources d éergie utilisées pour produire de l électricité e Otario et réaliserot ue aalyse coûts-avatages pour l ue d elles. QUESTION CLÉ À votre avis, parmi les sources d éergie utilisées pour produire de l électricité e Otario, laquelle répod le mieux aux besois éergétiques de la provice compte teu des coûts et des avatages pour la société, l écoomie et l eviroemet? DURÉE 60 miutes (trois séaces de 20 miutes) et temps écessaires e dehors des heures de classe pour faire le travail e groupe LIENS AVEC LE PROGRAMME D ENSEIGNEMENT IDÉE MAÎTRESSE Ue stratégie de productio d électricité resposable et efficace fait appel à diverses sources d éergie ayat chacue des icideces sociales, écoomiques et eviroemetales qui lui sot propres. ATTENTES ET CONTENUS D APPRENTISSAGE (pour cosulter les descriptios détaillées, voir les tableaux aux pages 3 et 4) SNC1D : A1, A1.4, A1.8, A1.9, A1.10, A1.11, A1.12, E2.10, E3, E3.3 SNC1P : A1, A1.4, A1.8, A1.9, A1.10, A1.11, A1.12, E2.8, E3, E3.1 INFORMATION COMPLÉMENTAIRE OBJECTIFS D APPRENTISSAGE Évaluer les coûts et les avatages sociaux, écoomiques et eviroemetaux des sources d éergie, reouvelables ou o, utilisées pour produire de l électricité. ÉVALUATION CRITÈRES D ÉVALUATION ET DE RÉUSSITE Coaissace et compréhesio Compred que chaque source d éergie utilisée pour produire de l électricité comporte à la fois des coûts et des avatages. Habiletés de la pesée Trouve des sources d iformatio électroiques pertietes pour répodre aux questios de recherche. Tire des coclusios à partir des résultats de ses recherches et les justifie. Commuicatio L iformatio est bie structurée et les calculs sot exacts. OUTILS D ÉVALUATION Autoévaluatio de l aalyse coûts-avatages des sources d éergie 5 Puissace omiale Grade cetrale thermique = ~500 MW (p. ex. la cetrale Naticoke, huit traches, soit MW) Grade cetrale au gaz aturel = ~500 MW (p. ex. la cetrale Leox, quatre traches, soit MW) Réacteur ucléaire de moyee puissace = ~500 MW (p. ex. la trache 5 de Pickerig B, 540 MW) Grade cetrale hydroélectrique = ~500 MW (p. ex. la cetrale Sir Adam Beck I, 498 MW) Éoliee = ~2 MW (p. ex. ue éoliee du parc Huro, 1,8 MW) Paeau solaire = ~95 W (p. ex. le parc solaire First Light, paeaux, soit 19 MW)

7 MATÉRIEL ET RESSOURCES Fiche reproductible 1-1 : Ressources Iteret 1 par élève Fiche reproductible 1-2 : Grille pour l aalyse coûts-avatages des sources d éergie 1 par groupe de 2 ou 3 élèves Fiche reproductible 1-3 : Autoévaluatio de l aalyse coûts-avatages des sources d éergie 1 par élève Guides de l élève COMMENT ÇA MARCHE : PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ (pages 1 et 5 à 13) 1 par élève (iclus das la trousse) Cahiers des élèves RESSOURCES INTERNET Pour e savoir plus sur les besois e électricité de l Otario, visitez le site (e aglais seulemet). Pour e savoir plus sur la productio d électricité et les diverses sources d éergie utilisées, allez à (e aglais seulemet). RESSOURCES DVD de la vidéo HOW IT WORKS: ELECTRICITY GENERATION (facultatif) (iclus das la trousse e aglais seulemet) PRÉPARATION Faites ue copie des fiches reproductibles pour chaque élève (vous les trouverez das la sectio FICHES REPRODUCTIBLES à la fi du préset Guide de l eseigat). Assurez-vous que les élèves aurot accès à u ordiateur pour faire des recherches das Iteret pedat les heures de classe ou e dehors. PRÉALABLES Avat de suivre le cours, les élèves doivet : coaître les sources d éergie; avoir déjà cherché de l iformatio das Iteret; avoir déjà réalisé des aalyses coûts-avatages; avoir déjà travaillé e petit groupe. ACTIVITÉ THÉORIQUE 1 ER JOUR TOUTE LA CLASSE Das le cadre d ue séace de remue-méiges, demadez aux élèves de ommer des sources d éergie utilisées e Otario pour produire de l électricité. Dites-leur de les oter das leur cahier de scieces. La liste devrait compredre les sources d éergie reouvelables (éergie hydraulique ou éoliee) et o reouvelables (éergie ucléaire, gaz aturel et charbo). Demadez-leur des exemples d utilisatio de chacue de ces sources (p. ex. cetrale hydraulique sur la rivière Niagara, cetrale ucléaire à Pickerig ou cetrale thermique à Thuder Bay). ACTIVITÉ PRATIQUE Eseigemet modulé PRÉPARATION Cet exercice de remue-méiges permettra d évaluer les coaissaces des élèves sur les sources d éergie. Eseigemet modulé PRÉFÉRENCES Au lieu de détermier la compositio des groupes, vous pouvez demader aux élèves de les former eux-mêmes et de choisir leur sujet. TOUTE LA CLASSE Les élèves réaliserot ue aalyse coûts-avatages pour l ue des sources d éergie selo u poit de vue doé. Attribuez l u des sujets du tableau suivat à chaque groupe de 2 ou 3 élèves. SOURCE D ÉNERGIE POINT DE VUE SOCIAL POINT DE VUE ÉCONOMIQUE POINT DE VUE ENVIRONNEMENTAL Éergie thermique Groupe 1 Groupe 7 Groupe 13 Éergie hydraulique Groupe 2 Groupe 8 Groupe 14 Gaz aturel Groupe 3 Groupe 9 Groupe 15 Éergie ucléaire Groupe 4 Groupe 10 Groupe 16 Éergie éoliee Groupe 5 Groupe 11 Groupe 17 Éergie solaire Groupe 6 Groupe 12 Groupe 18 6

8 Remettez à chaque groupe la fiche reproductible 1-2 : Grille pour l aalyse coûts-avatages des sources d éergie. Afi de comparer les sources d éergie de faço objective, chaque groupe calculera le ombre d istallatios (p. ex. éoliees, cetrales ucléaires ou barrages hydroélectriques) écessaires pour obteir ue puissace de 500 MW. Les élèves détermierot cette valeur e utilisat la puissace omiale idiquée das l ecadré INFORMATION COMPLÉMENTAIRE pour chaque filière de productio. Fourissez-leur ces chiffres e expliquat que la puissace omiale représete la quatité maximale d éergie qu ue istallatio peut produire das des coditios optimales. Le calcul sera fort simple pour la plupart des groupes. Pour produire 500 MW d électricité, il faut selo la source d éergie utilisée : 1 réacteur ucléaire de moyee puissace 1 grade cetrale thermique 1 grade cetrale au gaz aturel 1 grade cetrale hydroélectrique E revache, les groupes qui aalyserot les filières éoliee ou solaire devrot faire certais calculs. Pour obteir ue puissace de 500 MW, il faudra selo le cas : 500 MW 2 MW par éoliee = 250 éoliees 500 MW 95 W par paeau solaire = paeaux solaires Chaque groupe cosigera les valeurs obteues sur la fiche reproductible 1-2 : Grille pour l aalyse coûts-avatages des sources d éergie. Pour les besois de leur aalyse coûts-avatages, les élèves devrot predre e compte le fait qu aucue istallatio de productio d électricité e foctioe à sa puissace omiale 100 % du temps. Il y a doc lieu d itroduire la otio de coefficiet de productio, qui correspod au pourcetage du temps où ue istallatio foctioe à cette puissace. Par exemple, si ue istallatio produit de l électricité 50 % du temps, so coefficiet de productio est de 50 %. Les questios suivates pourraiet alimeter la discussio : À votre avis, pourquoi les cetrales hydroélectriques ou ucléaires ou bie celles alimetées au charbo ou au gaz aturel e foctioet-elles à leur puissace omiale qu eviro 90 % du temps? Les cetrales sot parfois mises à l arrêt pour l etretie périodique, les mises à iveau, etc. À votre avis, pourquoi les éoliees ot-elles u coefficiet de productio de 25 %? Les éoliees foctioet uiquemet lorsque le vet souffle à la boe vitesse (elles e peuvet tourer s il est trop fort ou trop faible). E outre, o doit parfois les mettre à l arrêt pour l etretie périodique, les mises à iveau, le ettoyage, etc. À votre avis, pourquoi les paeaux solaires ot-ils u coefficiet de productio de 10 à 15 %? Les paeaux solaires e captet l éergie que les jours où le soleil brille et la productio est iexistate la uit. O doit aussi les ettoyer périodiquemet. E classe, passez e revue la méthode d aalyse coûts-avatages (l ecadré ci-après referme des explicatios sur l utilisatio du tableau). Aalyse coûts-avatages L aalyse coûts-avatages est ue méthode d orgaisatio de l iformatio orietée vers la prise de décisio. Bie souvet, les ges l utiliset spotaémet pour predre des décisios das leur vie. Les élèves dresserot d abord la liste des aspects égatifs (coûts) et positifs (avatages) d u élémet, d u scéario, etc. Cette étape peut écessiter des recherches. Esuite, les élèves trierot les coûts et les avatages, qu ils iscrirot chacu das la coloe appropriée du tableau. Lorsqu ils e parvieet pas à détermier si u élémet ou u scéario costitue u coût ou u avatage, les élèves doivet l iscrire das la coloe «Icertai». Après avoir etré les coûts et les avatages, les élèves détermierot leur importace e attribuat des cotes allat de +5 pour l avatage le plus grad à -5 pour le coût le plus élevé et ils etrerot ces valeurs das le tableau e regard des coûts et avatages correspodats. Efi, ils additioerot les cotes attribuées et iscrirot le résultat das l équatio au bas de la page. Il leur restera esuite à rédiger ue coclusio exposat le raisoemet qui a coduit au résultat. Pour cosulter d autres exemples d aalyses coûts-avatage, visitez le site lessoplaet.com (e aglais seulemet) et tapez «cost beefit aalysis» das le moteur de recherche. 7

9 Détermiez e classe les critères que tous les groupes utiliserot pour évaluer les coûts et les avatages. Ces critères peuvet iclure : Poit de vue social : emplacemet (le fait d habiter à proximité d ue cetrale ucléaire, d avoir ue éoliee sur sa propriété), émissios, pollutio lumieuse et soore, effets sur l utilisatio du territoire à des fis récréatives et sur la beauté du paysage, etc. Poit de vue écoomique : coûts d exploitatio (combustible, etretie, persoel, élimiatio des déchets, taxe sur le carboe), coûts des ivestissemets (costructio), cycle de vie, etc. Poit de vue eviroemetal : qualité de l air, répercussios sur l habitat, risque de défaillace et répercussios évetuelles, gestio des déchets, offre, acquisitio et trasport des matières premières, etc. Les élèves iscrirot das la coloe appropriée de la grille les critères qui se rapportet au poit de vue choisi. À cette étape, e dites pas aux élèves si les critères costituet des coûts ou des avatages. Ils le détermierot eux-mêmes e s appuyat sur les résultats de leurs recherches. Lorsqu ils e parvieet pas à détermier si u critère costitue u coût ou u Eseigemet modulé PRÉPARATION Si les élèves ot jamais réalisé d aalyse coûts-avatages, ils pourraiet e faire ue pour s exercer, par exemple e répodat à la questio suivate : Si vous aviez l occasio de participer à u programme d échage au Japo pedat l été, accepteriez-vous? Pour obteir les documets relatifs à cet exemple d aalyse coûts-avatages, voyez le pla de cours Notre électricité est-elle vraimet verte? das le site de l Associatio ucléaire caadiee (ANC). (Le lie figure das la fiche reproductible 1-1.) avatage, les élèves doivet l iscrire das la coloe «Icertai». E foctio de chaque critère, ils décrirot les coûts ou les avatages précis de la source d éergie aalysée. Ils justifierot égalemet la cote attribuée à chacu des coûts et des avatages e se fodat sur les résultats de leurs recherches. Remettez aux élèves la fiche reproductible 1-3 : Autoévaluatio de l aalyse coûts-avatages des sources d éergie et passez les critères e revue. Il s agit d ue autoévaluatio e foctio des critères établis pour la tâche. EN PETIT GROUPE Les élèves ferot des recherches das Iteret pour trouver de l iformatio sur la source d éergie e foctio du poit de vue choisi pedat les heures de classe, au laboratoire d iformatique, ou e dehors. La fiche reproductible 1-1 : Ressources Iteret propose plusieurs sources d iformatio, mais les élèves peuvet e trouver d autres das le Web. Ecouragez les élèves à cosulter le Guide de l élève COMMENT ÇA MARCHE : PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ (pages 1 et 5 à 13) (iclus das la trousse). Eseigemet modulé SOURCE D INFORMATION SUPPLÉMENTAIRE Das le cadre de leur recherche, les élèves peuvet visioer la vidéo How It Works: Electricity Geeratio sur le DVD iclus das la trousse de l eseigat ou e lige à (e aglais seulemet). Les élèves peuvet termier leur aalyse coûts-avatages e groupe e dehors des heures de classe etre le premier et le deuxième jour de la leço. CONSOLIDATION ET INTÉGRATION 2 E JOUR TOUTE LA CLASSE Doez à chaque groupe l occasio de préseter au reste de la classe les résultats de so aalyse coûts-avatages. Cosigez les grads totaux pour la classe sur u tableau semblable à celui qui figure das la sectio ACTIVITÉ PRATIQUE (utilisez u tableau oir, u tableau blac, u rétroprojecteur, u ordiateur, etc.). Faites ue aalyse horizotale et verticale des doées figurat au tableau. Les questios suivates pourraiet alimeter la discussio : L aalyse coûts-avatages costitue-t-elle u exame objectif ou subjectif? Existe-t-il ue source d éergie supérieure das l absolu pour produire de l électricité? Si vous occupiez u poste de décisio, quel usage feriez-vous de cette iformatio? Quelle est l icidece du coefficiet de productio sur votre aalyse? Quelle serait votre source d éergie pedat la uit si vous utilisiez des paeaux solaires? Quelle serait votre source d éergie les jours sas vet si vous utilisiez ue éoliee? Pourquoi ue stratégie resposable et efficace cosiste-t-elle à utiliser différetes sources d éergie? RENSEIGNEMENTS GÉNÉRAUX Pour e savoir plus sur les besois e électricité du Caada, la productio d électricité et les diverses sources d éergie utilisées, cosultez les sites proposés das la fiche reproductible 1-1 : Ressources Iteret das la sectio FICHES REPRODUCTIBLES à la fi du préset guide. NOTES DE L ENSEIGNANT 8

10 LEÇON 2 : SOURCES D ALIMENTATION ÉLECTRIQUE APERÇU DE LA LEÇON E Otario, l électricité est produite par des cetrales ucléaires, hydrauliques ou thermiques et de parc éolies. Das la vie quotidiee, l éergie électrique est égalemet fourie par des piles o rechargeables (p. ex. AAA, D et piles de motre) et rechargeables (p. ex. batteries d accumulateurs pour voiture et piles au lithium pour ordiateur). Das cadre de la leço, les élèves résoudrot des problèmes relatifs à l électricité et examierot commet la différece de potetiel, le courat et la puissace variet e foctio de la source d alimetatio das des circuits e série et e parallèle dot la charge demeure costate. QUESTION CLÉ Commet la source d alimetatio (ombre de piles o rechargeables) iflue-t-elle sur la différece de potetiel, le courat et la puissace das des circuits e série et e parallèle dot la charge demeure costate? DURÉE 75 miutes (et temps e dehors des heures de classe au besoi) LIENS AVEC LE PROGRAMME D ENSEIGNEMENT IDÉE MAÎTRESSE L électricité dyamique possède des propriétés particulières qui détermiet so mode d utilisatio. ATTENTES ET CONTENUS D APPRENTISSAGE (pour cosulter les descriptios détaillées, voir les tableaux aux pages 3 et 4) SNC1D : A1, A1.1, A1.2, A1.3, A1.5, A1.6, A1.8, A1.9, A1.10, A1.11, A1.12, E1, E1.5, E1.6, E2, E2.5, E2.10 SNC1P : A1, A1.1, A1.2, A1.3, A1.5, A1.6, A1.8, A1.9, A1.10, A1.11, A1.12, E1, E1.3, E1.5, E2, E2.3, E2.4, E2.8 OBJECTIFS D APPRENTISSAGE Résout des problèmes sous forme d éocés sur le courat, la différece de potetiel et la puissace. Mèe ue expériece scietifique sur le courat, la différece de potetiel et la puissace. ÉVALUATION CRITÈRES D ÉVALUATION ET DE RÉUSSITE Coaissace et compréhesio Compred la relatio etre le courat, la différece de potetiel et la puissace das des circuits e série et e parallèle dot la charge demeure costate. Habiletés de la pesée Utilise u esemble d habiletés liées aux processus de la pesée critique et de la pesée créative (p. ex. collecte de reseigemets, observatio, utilisatio sécuritaire de matériel et d équipemet et résolutio de problèmes). Commuicatio Rédige les plas, les observatios et les coclusios de faço claire et logique e utilisat la termiologie et les uités SI appropriées. OUTILS D ÉVALUATION Liste de vérificatio de l expériece scietifique 9

11 MATÉRIEL ET RESSOURCES Pices crocodile au mois 10 par groupe Ampoules électriques miiatures de 1,2 V 3 par groupe Douilles (pour les ampoules électriques) 3 par groupe Piles o rechargeables de 1,5 V (AA, C ou D) de préférece avec porte-piles plusieurs par groupe Ampèremètre et voltmètre (ou multimètre) 1 par groupe Cahiers des élèves Fiche reproductible 2-1 : Liste de vérificatio de l expériece scietifique 1 par élève Calculatrices RESSOURCES INTERNET Pour savoir combie de mégawatts (MW) d électricité OPG produit à chaque istat, allez au site opg.com, puis cliquez sur «Power Geeratio». Vous pourrez aussi voir combie de MW sot produits par les cetrales ucléaires, hydrauliques et thermiques d OPG. RESSOURCES DVD de la vidéo thermiques (facultatif) (iclus das la trousse e aglais seulemet) PRÉPARATION Faites ue copie de la fiche reproductible 2-1 : Liste de vérificatio de l expériece scietifique pour chaque élève (vous la trouverez das la sectio FICHES REPRODUCTIBLES à la fi du préset guide). PRÉALABLES Avat de suivre le cours, les élèves doivet : coaître la relatio etre l éergie, la tesio et le courat; avoir déjà costruit des circuits e série et e parallèle; savoir commet utiliser correctemet u voltmètre et u ampèremètre; avoir déjà résolu des équatios simples das des problèmes sous forme d éocés; avoir déjà travaillé e petit groupe. ACTIVITÉ THÉORIQUE TOUTE LA CLASSE OPG peut produire plus de MW d électricité (allez au site opg.com pour savoir combie de MW elle produit e ce momet pour la provice de l Otario). Combie d appareils électriques pourrait-o alimeter avec autat d éergie? Trasmettez aux élèves les doées sur la puissace d appareils électriques courats idiquées das le tableau ci-après. Demadez à chaque élève de choisir u appareil et de détermier à l aide d ue calculatrice le ombre d appareils qui pourraiet être alimetés par MW d électricité. APPAREIL PUISSANCE NOMBRE D APPAREILS APPAREIL PUIS- SANCE NOMBRE D APPAREILS Ampoule fluocompacte 18 W Xbox W Sécheuse W Four micro-odes W Téléviseur plasma de 50 à 56 po 340 W Radio-réveil 4 W Fouraise électrique W Climatiseur de taille moyee Eseigemet modulé PRÉPARATION Il serait peut-être utile de revoir avec les élèves le ses du préfixe «méga» ( ) et de leur demader de s exercer à covertir les watts e mégawatts et iversemet. Vous trouverez das le site 1000Coversios.com u outil permettat de faire ces calculs et de covertir de ombreuses autres uités de mesure de la puissace. 900 W

12 Expliquez que le watt (W) et le mégawatt (MW) sot des uités de mesure de la PUISSANCE ÉLECTRIQUE (P). Il s agit de la quatité d éergie électrique qui est trasformée e lumière, e chaleur, e sos, etc. chaque secode (P = E/t). L éergie est mesurée e joules (J) et le temps e secodes (s). 1W = 1J/s. La puissace est exprimée plus courammet sous forme de DIFFÉRENCE DE POTENTIEL et de COURANT. Rappelez aux élèves que P = E/t et P = VI. Demadez aux élèves de répodre aux trois questios suivates. 1. U grille-pai est braché sur ue prise murale de 120 V. Quelle est la puissace du grille-pai? 2. Ue sécheuse est brachée sur ue prise murale de 240 V. Quelle est l itesité du courat qui alimete cette sécheuse? 3. Créez votre propre problème sous forme d éocé e vous servat de valeurs fouries das le tableau ci-dessous (commuiquez ces doées aux élèves). Soumettez votre problème à u autre élève de la classe (et solutioez celui qu il vous remet e échage). APPAREIL ÉLECTRIQUE Perceuse électrique COURANT (A) SOURCE DE POTENTIEL ÉLECTRIQUE DIFFÉRENCE DE POTENTIEL (V) 11 APPAREIL ÉLECTRIQUE PUISSANCE (W) 4,5 Géératrice portative 24, 120, 240 Sécheuse 4400 Aspirateur 6,5 Prises murales das u logemet Grille-pai 13,16 Géérateur d ue cetrale Réposes 1. P = 1632 W 2. I = 36,6 A 3. Les réposes variet. Vérifiez si elles sot exactes. ACTIVITÉ PRATIQUE EN PETIT GROUPE Das le cadre de cette activité, les élèves examierot commet la différece de 120, 240 Radio-réveil Téléviseur ACL de 32 po Eseigemet modulé PRÉPARATION Doez aux élèves ue méthode pour résoudre les problèmes à partir d u éocé, otammet la méthode GUESS : G Give : Quels sot les costates ou les membres cous? U Ukows : Quelles sot les icoues? E Equatio : Poser l équatio (ce qui iclut toutes les maipulatios requises e foctio des icoues). S Substitute : Remplacer les costates. S Solve : Résoudre l équatio. Eseigemet modulé PRÉFÉRENCES Aidez les élèves à former des groupes de travail efficace qui favoriserot la participatio de tous. potetiel, le courat et la puissace variet selo la source d alimetatio utilisée das des circuits e série et e parallèle dot la charge demeure costate. Demadez aux élèves de former des petits groupes. Présetez-leur la questio clé et dites-leur de la reformuler sous forme d éocé prédictif. Remettez à chaque groupe trois ampoules électriques et plusieurs piles de 1,5 V (de préférece avec porte-piles). Les élèves aurot aussi besoi d u ampèremètre, d u voltmètre, de pices crocodile et d ue calculatrice. Demadez aux élèves de meer ue expériece scietifique pour cofirmer leur éocé prédictif. Ils doivet savoir quelles sot les variables (source d alimetatio tesio de la pile) et quelles sot les costates (charge, ombre et types de fils de coexio). Dites aux élèves d iscrire das leur cahier : Eseigemet modulé PRÉPARATION 1. L éocé prédictif (observatios prévues) Détermiez si les élèves sot prêts à plaifier et à meer seuls ue expériece scietifique. Au besoi, aidez-les, otammet e établissat la 2. Le matériel (ce qu ils ot utilisé) 3. La méthode (ce qu ils ot fait) méthode avec l esemble de la classe ou e leur fourissat des tableaux 4. Les observatios (tableau de doées, schémas pour préseter les doées ou u modèle de rapport de laboratoire. des circuits aotés et commetaires qualitatifs) 5. L aalyse (calculs effectués pour détermier la différece de potetiel [V], le courat [I] et de la puissace [P]) 6. Les coclusios (comparaiso des observatios avec l éocé prédictif) 125

13 Remettez aux élèves la fiche reproductible 2-1 : Liste de vérificatio de l expériece scietifique, qui referme les critères d évaluatio. Demadez aux élèves de vous la remettre e même temps que leur cahier à la fi de l activité. Pedat l activité, aidez les élèves et observez-les pour vérifier s ils utiliset le matériel correctemet, efficacemet et e toute sécurité. Notez vos observatios sur la Liste de vérificatio de l expériece scietifique. Au besoi, accordez du temps aux élèves pour termier leur aalyse et rédiger leurs coclusios e dehors des heures de classe. Eseigemet modulé PRÉPARATION Vous pouvez demader aux élèves de préseter u rapport de laboratoire e boe et due forme ou de rédiger u rapport iformel das leur cahier. Le rapport peut être préparé idividuellemet ou e groupe. CONSOLIDATION ET INTÉGRATION TOUTE LA CLASSE Discutez des résultats de l activité avec toute la classe. Les questios suivates pourraiet alimeter la discussio: Quelle est la relatio etre la différece de potetiel, le courat et la puissace? Quelles tedaces avez-vous observées das les doées? E quoi les résultats des calculs et les observatios différaiet-ils selo qu il s agissait de circuits e série ou e parallèle? Quelle est la puissace fourie par chaque type de pile? Quelle est la puissace cosommée par chaque ampoule? RENSEIGNEMENTS GÉNÉRAUX La tesio à la sortie d ue cetrale est pas élevée; e fait, elle est plutôt faible, soit mois de V. Elle est esuite élevée à 735 kv pour permettre le trasport sur les liges logue distace, puis rabaissée par des trasformateurs de sorte qu u courat électrique sécuritaire à faible tesio est achemié aux cosommateurs par les liges de distributio. Pour voir commet l électricité est produite e Otario, regardez la vidéo How It Works: Electricity Geeratio sur le DVD iclus das la trousse de l eseigat ou e lige à opg.com/learigzoe (e aglais seulemet). NOTES DE L ENSEIGNANT 12

14 LEÇON 3 : DEMANDE DE BASE OU DE POINTE APERÇU DE LA LEÇON La cosommatio d électricité e Otario répod à deux types de demade, soit la demade de base (cosommatio costate et stable) et la demade de poite (poites de cosommatio). Das la leço, les élèves recueillerot des doées sur la cosommatio d électricité das la classe et à leur domicile pour dégager des tedaces, après quoi ils élaborerot u pla d actio pour iveler la courbe de cosommatio d électricité de leur famille et réduire so icidece sur la demade de poite. QUESTION CLÉ Quelle est l icidece des habitudes de cosommatio d électricité sur le réseau électrique et l eviroemet? Commet peut-o modifier ces habitudes pour attéuer les effets eviroemetaux? DURÉE De 60 à 70 miutes (ue séace de 40 miutes et ue de 20 à 30 miutes) et temps écessaire aux élèves e dehors des heures de classe pour faire le travail idividuel. LIENS AVEC LE PROGRAMME D ENSEIGNEMENT IDÉE MAÎTRESSE E modifiat les habitudes de cosommatio d électricité, o peut éviter de surcharger le réseau électrique et attéuer les effets eviroemetaux de la productio d éergie. ATTENTES ET CONTENUS D APPRENTISSAGE (pour cosulter les descriptios détaillées, voir les tableaux aux pages 3 et 4) SNC1D : A1, A1.6, A1.8, A1.9, A1.10, A1.11, A1.12, E2.10, E3, E3.2 SNC1P : A1, A1.6, A1.8, A1.9, A1.10, A1.11, A1.12, E2.8, E3, E3.2 OBJECTIFS D APPRENTISSAGE Recueillir des doées sur les habitudes de cosommatio d électricité et élaborer u pla d actio pour répartir la demade au fil des heures. ÉVALUATION CRITÈRES D ÉVALUATION ET DE RÉUSSITE Coaissace et compréhesio Compred les cocepts de base de la productio et de la cosommatio d électricité e Otario. Habiletés de la pesée Recueille des doées et les orgaise sous ue forme appropriée, etre autres des tableaux et des graphiques. Commuicatio Formule des plas, des observatios et des coclusios sous forme mauscrite ou électroique e utilisat la termiologie et les uités SI appropriées. Mise e applicatio Élabore u pla d actio pour modifier la cosommatio d électricité à la maiso. OUTILS D ÉVALUATION Grille d évaluatio du travail 13

15 MATÉRIEL ET RESSOURCES MATÉRIEL Fiche reproductible 1-1 : Ressources Iteret Fiche reproductible 3-1 : Tableau de la cosommatio d électricité à la maiso 1 par élève Fiche reproductible 3-2 : Grille d évaluatio du travail sur la demade de base ou de poite 1 par élève Wattheuremètre Kill-A-Watt* (facultatif) 1 par élève Exemplaires du Guide de l élève COMMENT ÇA MARCHE : PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ (pages 1, 3, 4 et 13) 1 par élève (iclus das la trousse) * Le wattheuremètre Kill-A-Watt, qui permet de mesurer l électricité cosommée par différets appareils électriques, peut être acheté das le site Web GreeGadgets.ca ou auprès de commerces de matériel scietifique. Il est aussi possible d empruter cet appareil das de ombreuses bibliothèques publiques. RESSOURCES INTERNET La page «Otario Power Cosumptio» (accessible sous «Home ad Garde») das le pla du site Weather Network (theweatheretwork.com) referme des reseigemets cocerat l offre et la demade d électricité sur ue base horaire, quotidiee, mesuelle ou saisoière pour l Otario (e aglais seulemet). PRÉPARATION Faites ue copie des fiches reproductibles pour chaque élève. (Vous les trouverez das la sectio FICHES REPRODUCTIBLES à la fi du préset Guide de l eseigat.) PRÉALABLES Facultatif Avat de suivre le cours, les élèves doivet : Créez u chiffrier électroique pour que les élèves y etret leurs coaître les sources d éergie et leurs effets doées et affichez-le sur le portail de la classe comme outil eviroemetaux (idéalemet, ils aurot fait la complémetaire à la méthode de collecte de doées sur papier. leço 1 Productio d électricité e Otario et se serot reseigés sur les coûts et les avatages de différetes filières de productio utilisées e Otario); avoir déjà préseté des doées sous forme de tableau et élaboré des graphiques. ACTIVITÉ THÉORIQUE 1 ER JOUR TOUTE LA CLASSE Examiez le graphique figurat à la page 4 du Guide de l élève COMMENT ÇA MARCHE : PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ. Aalysez les différeces etre la demade d électricité de base et de poite, e particulier les divers types d istallatios de productio qui y répodet et les effets eviroemetaux de chacu (voir la page 13 du Guide de l élève COMMENT ÇA MARCHE : PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ). Aimez ue séace de remue-méiges afi de trouver les raisos pour lesquelles la demade d électricité fluctue au cours de la jourée et de l aée. Quad doit-o s attedre à ce que la cosommatio soit la plus élevée? Pourquoi les périodes de poite ot-elles des répercussios disproportioées sur l eviroemet? ACTIVITÉ PRATIQUE TOUTE LA CLASSE La séace sera cosacrée à ue vérificatio éergétique de la classe. Commecez par receser tous les appareils électriques brachés sur le réseau (preez e compte INFORMATION COMPLÉMENTAIRE Le 1 er août 2006, la cosommatio d électricité e Otario a atteit u sommet, soit MW. Facultatif Si vous avez accès à u wattheuremètre Kill-A-Watt, vous pouvez y bracher u appareil électrique pour coaître sa cosommatio. tous les appareils directemet reliés au système électrique de l école, par exemple les plafoiers et le système de diffusio publique, mais o les appareils à piles). Détermiez la cosommatio de chaque appareil e kilowattheures, soit e la relevat (la cosommatio de ombreux appareils est idiquée sur ue plaquette et celle des ampoules correspod à leur puissace omiale par exemple, ue ampoule de 60 W cosomme 60 wattheures d électricité si elle est allumée sas iterruptio pedat ue heure) ou e faisat des recherches. Dressez la liste des appareils sous tesio das la classe e précisat le ombre de miutes de foctioemet, y compris l heure de début et l heure de fi. 14

16 Les élèves peuvet calculer la quatité d éergie utilisée par u appareil e multipliat sa puissace omiale par la durée de foctioemet; par exemple, u four micro-odes de W qui foctioe pedat 15 miutes cosomme 250 wattheures d électricité. Les élèves e doivet pas oublier de recueillir les doées sur les appareils qui comportet ue «charge fictive». À partir des résultats, établissez u graphique pour motrer la quatité d électricité cosommée das la classe et les périodes correspodates aisi que la cosommatio d électricité totale (e wattheures) pour la période à l étude. Charge fictive L expressio «charge fictive» (ou «puissace absorbée e mode veille») désige l électricité cosommée par les appareils électriques hors tesio. Nombre d appareils électroiques, par exemple les téléviseurs et les lecteurs DVD, cosommet de 10 à 15 W pour alimeter les foctios de télécommade et les horloges umériques. Les adaptateurs c.a. cosommet aussi de l électricité e mode veille. Vous pourriez comparer la cosommatio d électricité de la classe d ue jourée à l autre ou avec celle d autres classes. Il serait aussi possible d effectuer ue vérificatio éergétique de l école etière pedat ue jourée ou ue semaie. Facultatif Au lieu de faire remplir par les élèves u tableau de la cosommatio d électricité à la maiso, vous pourriez demader à chaque élève ou à toute la classe d élaborer TRAVAIL INDIVIDUEL u pla d actio pour modifier les habitudes de cosommatio d électricité de la classe Remettez à chaque élève ue copie des fiches reproductibles 3-1 : Tableau de la cosommatio d électricité à la maiso et 3-2 : Grille d évaluatio du travail sur la demade de base ou de poite. Les élèves devrot préseter sous forme de tableau la cosommatio d électricité de leur famille sur ue période de 24 heures. Il sera plus facile de faire ce travail e fi de semaie, lorsqu au mois u membre de la famille est à la maiso pedat toute la période. Les élèves utiliserot le Tableau de la cosommatio d électricité à la maiso pour dresser la liste des appareils électriques sous tesio ou hors tesio sur ue période de 24 heures. Coseillez-leur d afficher le tableau à portée de la mai, par exemple sur le réfrigérateur, pour que tous les membres de la famille puisset les aider à compiler les doées. Après avoir recesé tous les appareils électriques brachés, les élèves détermierot ceux qui foctioet sas iterruptio. Ils cosigerot aussi les appareils qui sot sous tesio e précisat combie de temps ils foctioet au cours de la période à l étude. Ils calculerot aussi la quatité d électricité cosommée par chaque appareil aisi que la cosommatio totale de la famille pedat chaque trache d ue heure e preat e compte la charge fictive (voir la ote ci-dessus). Ue fois les doées compilées, les élèves calculerot la cosommatio horaire das leur maiso et détermierot la cosommatio horaire moyee aisi que les périodes où la cosommatio est la plus élevée ou la plus faible. Ils établirot esuite u graphique à partir des doées horaires. Efi, les élèves élaborerot u pla d actio prévoyat au mois trois mesures à proposer à leur famille pour trasférer ue partie de la cosommatio des heures de poite aux heures creuses. Chaque élève doit remettre : so Tableau de la cosommatio d électricité à la maiso dûmet rempli; u graphique motrat la cosommatio d électricité de sa famille sur la période de 24 heures au cours de laquelle les doées ot été recueillies; u pla d actio présetat au mois trois comportemets que la famille pourrait modifier pour trasférer ue partie de la cosommatio d électricité des heures de poite aux heures creuses; la grille d évaluatio du travail. Passez e revue avec les élèves les exigeces et la grille d évaluatio du travail. Facultatif Détermiez la cosommatio horaire relevée par chaque élève afi de créer u graphique de la cosommatio d électricité pour toute la classe. Comparez les graphiques illustrat la cosommatio de chaque famille avec celui de la classe. Les habitudes de cosommatio sot-elles similaires? 15

17 CONSOLIDATION ET INTÉGRATION 2 E JOURNÉE TOUTE LA CLASSE Offrez à chaque élève la possibilité de préseter au reste de la classe les doées sur la cosommatio de sa famille. Demadez à chacu s il cosidère que les doées recueillies sot représetatives d ue jourée type chez lui. Das la égative, demadez pourquoi la période de 24 heures à l étude était ihabituelle. Détermiez l heure otée par chaque élève correspodat à la cosommatio la plus élevée et à la plus faible. À quelle heure la cosommatio est-elle la plus élevée? À quelle heure est-elle la plus faible? Eseigemet modulé INTÉRÊTS Si le temps le permet, les élèves peuvet réaliser des projets de recherche autoomes pour explorer et aalyser différets moyes de gérer la cosommatio d électricité, par exemple les compteurs itelligets. O trouvera de l iformatio sur ces appareils à l adresse smartmetersotario.ca. ACTIVITÉS COMPLÉMENTAIRES Les élèves peuvet comparer les habitudes de cosommatio de leur famille avec les tedaces à l échelle de leur provice. Commet la poite de cosommatio de la famille se compare-t-elle avec celle de la provice das so esemble? Quelle icidece l adoptio gééralisée de voitures électriques aurait-elle sur la cosommatio et la demade de poite e Otario? Si l o remplaçait par des voitures électriques 10 % des automobiles de la provice, quelle serait l icidece sur la cosommatio d électricité et d essece et les émissios de gaz à effet de serre? Commet les habitudes de cosommatio d électricité ot-elles évolué au cours des 30 derières aées e Otario? Commet pourraiet-elles évoluer au cours des 30 prochaies? RENSEIGNEMENTS GÉNÉRAUX E Otario, o utilise pricipalemet les cetrales ucléaires et hydrauliques pour répodre à la demade de base elles sot propres et fiables et plus efficaces e exploitatio cotiue. Les cetrales thermiques, que l o peut mettre e marche ou arrêter rapidemet, servet pricipalemet à combler la demade de poite. Ces cetrales etraîet gééralemet des coûts d exploitatio plus élevés et des répercussios eviroemetales plus importates. Lorsque la demade de poite de l Otario dépasse la puissace istallée totale des istallatios de productio, il faut importer de l électricité. NOTES DE L ENSEIGNANT 16

18 LEÇON 4 : DEMANDE D ÉLECTRICITÉ APERÇU DE LA LEÇON Notre société a costammet besoi d électricité. Das cette leço, les élèves examierot commet ue augmetatio de la charge (ampoules électriques) das des circuits e série et e parallèle dot la source d alimetatio (trois piles D de 1,5 V) demeure costate fait varier le courat. Les élèves teterot de détermier s il est possible que la demade dépasse l offre das u circuit et verrot commet leurs observatios s appliquet das le mode qui les etoure. QUESTION CLÉ Est-il possible que la demade (la charge, c.-à-d. le ombre d ampoules électriques) dépasse l offre (le courat) das u circuit e série ou e parallèle dot la source d alimetatio demeure costate? DURÉE 75 miutes (et temps e dehors des heures de classe au besoi) LIENS AVEC LE PROGRAMME D ENSEIGNEMENT IDÉE MAÎTRESSE L électricité dyamique possède des propriétés particulières qui détermiet so mode d utilisatio. ATTENTES ET CONTENUS D APPRENTISSAGE (pour cosulter les descriptios détaillées, voir les tableaux aux pages 3 et 4) SNC1D : A1, A1.1, A1.2, A1.3, A1.5, A1.6, A1.8, A1.9, A1.10, A1.11, A1.12, E1, E1.5, E1.6, E1.7, E2, E2.5, E2.10 SNC1P : A1, A1.1, A1.2, A1.3, A1.5, A1.6, A1.8, A1.9, A1.10, A1.11, A1.12, E1, E1.3, E1.5, E2, E2.3, E2.4, E2.8 OBJECTIFS D APPRENTISSAGE Mèe ue expériece scietifique sur le courat et la résistace. Compred les applicatios de l offre d électricité das le mode qui l etoure. ÉVALUATION CRITÈRES D ÉVALUATION ET DE RÉUSSITE Coaissace et compréhesio Compred la relatio etre le courat et la résistace das des circuits e série et e parallèle. Habiletés de la pesée Fait des essais et des observatios, recueille des doées et maipule le matériel e toute sécurité. Commuicatio Rédige les observatios et les coclusios de faço claire et logique e utilisat la termiologie appropriée. Mise e applicatio Applique ses coaissaces sur les circuits aux cocepts d offre et de demade d électricité. OUTILS D ÉVALUATION Questios d autoévaluatio à l itetio des élèves 17

19 MATÉRIEL ET RESSOURCES MATÉRIEL Balace à fléau et différets poids Pices crocodile Ampoules électriques miiatures de 1,2 V Douilles (pour les ampoules électriques) Iterrupteurs Trois piles D (de préférece avec porte-piles) 1 esemble par groupe Boîtes de cartos dot les parois itérieures ot été peites e oir (facultatif) Exemplaires du Guide de l élève COMMENT ÇA MARCHE : PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ (page 3) 1 par élève (iclus das la trousse) Cahiers des élèves RESSOURCES INTERNET La page «Otario Power Cosumptio» (accessible sous «Home ad Garde») das le pla du site Weather Network (theweatheretwork.com) referme des reseigemets cocerat l offre et la demade d électricité sur ue base horaire, quotidiee, mesuelle ou saisoière pour l Otario. (E aglais seulemet) PRÉPARATION Si vous le désirez, peigez e oir l itérieur de plusieurs boîtes de carto de taille moyee. E mettat leurs circuits à l essai à l itérieur de ces boîtes, les élèves pourrot mieux observer la baisse de lumiosité des ampoules. PRÉALABLES Avat de suivre le cours, les élèves doivet : avoir déjà costruit des circuits e série et e parallèle; avoir déjà travaillé e petit groupe. ACTIVITÉ THÉORIQUE TOUTE LA CLASSE Demadez aux élèves de lire la page 3 du Guide de l élève COMMENT ÇA MARCHE : PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ. Comme il est impossible de stocker d importates quatités d électricité, o doit s efforcer de maiteir u équilibre costat etre l offre et la demade. Si la demade augmete, l offre doit augmeter proportioellemet. E fait, l électricité est cosommée mois d ue secode après sa productio. O peut démotrer cet équilibre etre l offre et la demade à l aide d ue balace à fléau et de poids. Demadez à u élève de vous aider. Choisissez l u des plateaux de la balace pour représeter l OFFRE et l autre pour la DEMANDE. Placez u poids sur le plateau de la DEMANDE. L élève doit alors placer suffisammet de poids sur le plateau de l OFFRE pour équilibrer la balace. Ajoutez deux autres poids et répétez le processus. Expliquez qu il s agit de la DEMANDE DE BASE. Dites esuite aux élèves d imagier qu il commece à faire chaud et que vous mettez le climatiseur e marche. Ajoutez u poids lourd sur le plateau de la DEMANDE et répétez le processus. Expliquez qu il s agit de la DEMANDE DE POINTE. Efi, dites aux élèves d imagier que le soir tombe et que la température a baissé; retirez u poids du plateau de la DEMANDE et répétez le processus. ACTIVITÉ PRATIQUE Eseigemet modulé STYLES Dites aux élèves de surliger les mots et expressios clés das le texte pedat qu ils liset la page 3 du Guide de l élève, puis de oter leurs observatios das la marge. EN PETIT GROUPE Posez aux élèves la questio clé : Est-il possible que la demade (la charge, c.-à-d. le ombre d ampoules électriques) dépasse l offre (le courat) das u circuit e série ou e parallèle où la source d éergie demeure costate? Divisez la classe e petits groupes selo que les élèves ot répodu «oui» ou «o» à la questio (si tous les élèves ot doé la même répose, répartissez-les e groupes pour le OUI et e groupes pour le NON). Demadez-leur commet ils saurot à l aide des ampoules électriques que la demade dépasse l offre (les ampoules émettrot plus de lumière). 18

20 Eseigemet modulé PRÉPARATION Détermiez si les élèves sot prêts à plaifier et à meer leur recherche seuls. Jumelez des élèves ayat davatage d expériece avec ceux qui e ot mois. Les groupes qui ot répodu OUI teterot de prouver que la demade peut dépasser l offre, alors que les autres groupes teterot de prouver que c est impossible. Ils aurot le choix de costruire u circuit e série ou e parallèle pour appuyer leurs argumets. Tous les groupes devrot utiliser trois piles D aisi que des pices crocodile, des iterrupteurs et des ampoules électriques. Ils pourrot aussi choisir de mettre leurs circuits à l essai à l itérieur d ue boîte de carto (pour mieux voir la baisse de lumiosité des ampoules). Au lieu de rédiger u rapport de laboratoire, les élèves pourraiet oter leurs observatios et leurs coclusios das u graphique de causes et effets comme celui qui est illustré ci-après. Les élèves doivet poursuivre leurs essais jusqu à ce qu ils aiet recueilli suffisammet de doées corroborat leur éocé prédictif. Pedat qu ils fot leurs essais, circulez das la classe pour les aider et les coseiller au besoi. Graphique des causes et effets Motrez aux élèves commet cosiger leur éocé prédictif, leurs essais et leurs observatios das u graphique comme celui à droite. Les élèves doivet ajouter des ecadrés jusqu à ce qu ils juget pouvoir tirer ue coclusio. Ce qu ils iscrivet das l ecadré JUSTIFICATION doit être coforme à leurs observatios. CONSOLIDATION ET INTÉGRATION TOUTE LA CLASSE Après l activité pratique, demadez à chacu des groupes de préseter ses résultats et les observatios à l appui de leur éocé prédictif. Si certais groupes ot adopté des approches semblables, dites-leur de faire part uiquemet des ouvelles observatios. Ecouragez les membres des groupes qui soutieet le poit de vue opposé à mettre e doute les doées présetées et à poser des questios. Posez des questios à tous les groupes, otammet : Quels critères avez-vous appliqués pour détermier si la demade dépassait l offre? Le type de circuit testé a-t-il ue quelcoque icidece sur votre coclusio? Commet pouvez-vous expliquer vos observatios e ce qui a trait à la charge (résistace)? Commet pouvez-vous expliquer vos observatios e ce qui a trait au courat? Quel est la relatio etre le courat et la résistace? Vous pouvez aussi demader aux élèves de répodre aux questios d auto-évaluatio suivates das leur cahier. 1. Qu est-ce que je sais de la relatio etre le courat et la résistace das des circuits e série et e parallèle? 2. Das u circuit, quels élémets costituet l offre et la demade? 3. Est-ce que le graphique m a aidé à plaifier et à cosiger les doées. Pourquoi? 4. Das quelles circostaces la demade pourrait-elle dépasser l offre das la vraie vie. Quelles e seraiet les coséqueces? ACTIVITÉS COMPLÉMENTAIRES Éocé prédictif: à mo avis, il est possible que la demade dépasse l offre das u circuit e série dot la source d alimetatio est costate. Les élèves peuvet faire des recherches sur les paes d électricité (perte totale de courat das ue régio doée). E 2003, ue pae spectaculaire causée par u problème e Ohio a privé de courat ue grade partie de l Otario et des secteurs du ord-est et du Midwest des États-Uis. Cette pae, à l époque la plus importate jamais eregistrée jusqu alors, a touché eviro 10 millios de persoes e Otario seulemet. ESSAI OBSERVATION 1 ampoule Lumière très brillate ESSAI OBSERVATION 2 ampoules Lumière mois brillate ESSAI etc. CONCLUSION Il est possible que la demade dépasse l offre. OBSERVATION etc JUSTIFICATION E utilisat six ampoules, ous avos observé qu elles émettaiet aucue lumière, même das ue boîte oire. 19

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