L énergie éolienne : une véritable solution?

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1 Aperçu de la leçon L énergie éolienne : une véritable solution? Les élèves analysent la possibilité d exploiter l énergie éolienne. Ils explorent les questions suivantes : comment produit-on de l électricité à partir du vent? Combien coûte l énergie éolienne? Un propriétaire ordinaire peut-il générer sa propre énergie en évaluant la vitesse moyenne du vent dans sa région à l aide d un calculateur en ligne ou doit-il compter uniquement sur les grandes entreprises de services publics pour s approvisionner? Niveau ciblé De la 6 e à la 8 e année (intermédiaire). On peut facilement adapter cette leçon pour les élèves de la 9 e à la 12 e année (secondaire) en approfondissant chacune des questions susmentionnées. Durée Une ou deux périodes (selon les activités choisies). Liens avec le programme d études (cours et province) Programme de sciences humaines de 6 e année de la Saskatchewan Interdépendance : liens entre les individus et l environnement (l exploitation de ressources renouvelables et non renouvelables entraîne des conséquences d une portée considérable qui, à leur tour, ont des répercussions tant sur les humains que sur l environnement). Programme de sciences humaines de 7 e année de la Saskatchewan Ressources : les sociétés exploitent les ressources, aussi bien renouvelables que non renouvelables, pour répondre à leurs besoins. Liens avec l Atlas canadien en ligne (ACEL) Ressources supplémentaires, matériel et équipement Feuille d activité de l élève intitulée Pourquoi l énergie éolienne est-elle importante? Feuille d activité de l élève intitulée Fonctionnement d une éolienne Grille d évaluation de la présentation sur l énergie éolienne Autres sites Web présentant de l information sur l énergie éolienne en Saskatchewan Saskatchewan s Wind Power Capacity (en anglais seulement) Small Power Producers. Article sur les petits producteurs d énergie de la Saskatchewan qui commencent à vendre leurs surplus d électricité à SaskPower. Ils font appel à diverses sources d énergie renouvelables (comme les panneaux solaires), et certains participent à des projets d exploitation de petites éoliennes. (en anglais seulement) Références - Sites Internet sur les petites éoliennes. Même s ils sont généralement techniques, ces sites peuvent fournir des renseignements généraux aux enseignants.

2 (en anglais seulement) Small Wind Systems Slide Show. Très bon résumé des questions entourant les petites éoliennes (site américain) (en anglais seulement) Spirit Lake Wind Project. (en anglais seulement) Site Web informatif sur l énergie éolienne. Toutes les autres formes de production d énergie y sont expliquées. C est une ressource détaillée, présentée en termes simples, qui convient bien aux jeunes. (en anglais seulement) Energy Kids. Page Web sur l énergie éolienne conçue pour les jeunes (excellente ressource pour les élèves) (en anglais seulement) Photos de petites éoliennes. (en anglais seulement) Photo panoramique du projet éolien de Rushlake Creek, près de Swift Current, en Saskatchewan. ml (en anglais seulement) Objectif général Les élèves envisagent la possibilité de recourir à l énergie éolienne pour générer de l électricité à partir d une ressource renouvelable. Ils étudient l exploitation de parcs éoliens qui utilisent de grandes éoliennes coûteuses pour fournir de l énergie au réseau électrique, lequel appartient généralement à une entreprise de services publics qui en a le contrôle, telle que SaskPower. Individuellement, les élèves ont l occasion d examiner la possibilité d utiliser de petites éoliennes plutôt que d acheter de l énergie à un réseau électrique. Résultats de la leçon À la fin de la leçon, les élèves seront en mesure : d expliquer, à la suite d une recherche, comment on produit de l électricité à partir du vent, une ressource renouvelable, par opposition à du charbon ou du pétrole, des ressources non renouvelables; de décrire brièvement les avantages que procure l énergie éolienne aux habitants de la Saskatchewan; d évaluer, en faisant certains calculs, la possibilité de produire de l électricité avec une petite éolienne dans leur localité. Enrichissement : décrire brièvement la mesure dans laquelle SaskPower exploite l énergie éolienne en Saskatchewan et étudier des projets éoliens réalisés par d autres provinces.

3 Leçon Enseignant Leçon Élève Introduction Début de la leçon. Poser cette question : «Quelle est l importance de l électricité dans nos vies?» Demander aux élèves d établir, seul ou à deux, une liste des objets qui fonctionnent à l électricité (ceux qu on branche par opposition à ceux qui fonctionnent à piles). Leur accorder une minute, puis dresser une liste exhaustive de leurs réponses et leur dire d ajouter à leur liste les objets qui n y figurent pas déjà. Faire remarquer à quel point nous dépendons de l électricité dans notre vie quotidienne et en déduire que la production d électricité est très importante dans notre société. Seul ou à deux, faire un remueméninges et dresser une liste des objets usuels qui fonctionnent à l électricité. Temps accordé : une minute! Développement Description des activités. Présenter la notion de production d électricité par la combustion de carburants fossiles ou l énergie nucléaire. Demander : «Quels problèmes entraînent ces méthodes?» Consigner les réponses des élèves. Souligner qu il faut d abord comprendre le rôle des sources d énergie renouvelables pour comprendre la nécessité de réduire notre consommation d énergie. Faire valoir l importance d utiliser des ressources renouvelables (telles que le vent) pour produire de l énergie (propre, facile d accès, approvisionnement à long terme, etc.). Distribuer des exemplaires de la feuille d activité intitulée Pourquoi l énergie éolienne est-elle importante? La lire ensemble ou la faire lire en groupes. Demander aux élèves de répondre aux questions à la fin de la feuille. Insister sur la partie traitant des avantages et des inconvénients. À l aide de la feuille d activité intitulée Fonctionnement d une éolienne, décrire ce qu est une éolienne et la façon dont elle produit de l électricité. Rappeler qu une éolienne ne peut fonctionner sans vent. Activité de groupe. Projeter la page Web publiée à (en anglais seulement), suivre les instructions et découvrir le nombre et la taille d éoliennes dont votre école a besoin (il vous faut le code postal et les coûts d électricité mensuels moyens de votre école pour faire En groupes de deux ou trois, faire un remueméninges sur les problèmes créés par la combustion de carburants fossiles (pollution, fluctuation du prix des carburants, quantité limitée, transport, etc.) Lire la feuille d activité intitulée Pourquoi l énergie éolienne est-elle importante? et répondre aux questions.

4 fonctionner le calculateur). Aller à pour afficher une carte détaillée de votre région; agrandir la carte à l aide du zoom. (Les élèves peuvent aussi utiliser cette carte pour leur maison.) Citer en exemple l école de Spirit Lake, en Iowa, qui a aménagé son propre parc éolien pour produire de l électricité (voir le site Web mentionné dans la section Ressources). Conclusion Demander aux élèves de former des équipes et de donner libre cours à leur créativité pour expliquer brièvement, sous la forme d un sketch, d une affiche, d un collage ou d une présentation audiovisuelle, les raisons pour lesquelles il vaut mieux utiliser des ressources renouvelables (telles que l énergie du vent) que dépendre des combustibles fossiles ou de l énergie nucléaire. Enrichissement Les élèves peuvent étudier les diverses sources d énergie renouvelables pour comparer leurs coûts avec ceux de l énergie éolienne. Leur demander de créer un tableau dans lequel ils compareront et opposeront l énergie éolienne à une autre forme de production énergétique pour montrer comment se classe la première par rapport à la seconde. Évaluation La présentation finale doit comprendre les éléments mentionnés dans la «Grille d évaluation de la présentation sur l énergie éolienne». Liens avec les Normes nationales canadiennes en géographie Élément essentiel n o 2 Lieux et régions Caractéristiques physiques et humaines de lieux et de régions au Canada et dans le monde Élément essentiel n o 3 Systèmes physiques Vents dominants et courants marins Élément essentiel n o 5 Environnement et société Facteurs de l environnement physique favorables et défavorables aux activités humaines Changements dans l importance des ressources énergétiques Compétence géographique n o 2 : Recueillir l information géographique Utiliser des cartes pour rassembler l information géographique. Compétence géographique n o 3 : Organiser l information géographique Intégrer diverses sortes de matériaux pour organiser l information géographique. Compétence géographique n o 5 Répondre à des questions sur la géographie Préparer et présenter des ensembles d informations géographiques pour répondre à des questions sur la géographie.

5 FEUILLE D ACTIVITÉ DE L ÉLÈVE Pourquoi l énergie éolienne est-elle importante? Nous consommons une grande quantité d énergie chaque année. En fait, les Canadiens consomment plus d énergie par habitant que tous les autres peuples de la Terre. D où provient notre électricité? C est une question que nous devrions nous poser. Est-elle produite par une centrale alimentée au charbon ou au mazout dont la combustion représente une importante source de pollution? Vient-elle d une centrale nucléaire dont la disposition des déchets radioactifs s avère problématique? De plus en plus de Canadiens veulent consommer une énergie issue de sources renouvelables, telles que le soleil, l eau et le vent. Croissance rapide L Agence internationale de l énergie estime qu en 2001 l ensemble des sources d énergie renouvelables (énergie hydraulique [eau], solaire, géothermique ou éolienne et déchets combustibles de source renouvelable ou non renouvelable) répondaient à 13,8 p. 100 % de la demande mondiale en énergie. L énergie éolienne représentait seulement 0,0026 p. 100 de ce chiffre. Malgré ce pourcentage infime, l énergie éolienne constitue l un des modes de production d électricité qui connaît la croissance la plus rapide. Depuis 1971, l énergie provenant de ressources renouvelables a augmenté de seulement 2 p. 100 par année, tandis que la production éolienne a connu une hausse annuelle de 52,1 p. 100! Avantages de l énergie éolienne Elle est gratuite. Elle est renouvelable. Elle ne crée pas de pollution. On peut l exploiter dans des régions éloignées, loin d autres sources d électricité. On peut la produire en même temps que d autres énergies renouvelables, telles que l énergie solaire. Inconvénients de l énergie éolienne Les éoliennes ont besoin d une source de vent régulière, fiable. Si le vent souffle trop fort ou pas assez, l éolienne ne produit pas d électricité. S il n y a pas de vent, l éolienne ne produit pas d électricité. Un parc éolien compte plusieurs grandes éoliennes qui atteignent une hauteur 10 fois supérieure à la plupart des maisons - une vue qui déplaît à bien des gens - et peuvent produire un susurrement continu qui incommode les personnes habitant à proximité. L achat et l entretien d une éolienne coûtent très cher. Comme les éoliennes ne fonctionnent pas toujours, il faut stocker de l énergie, par exemple dans des batteries, pour pouvoir produire sa propre électricité.

6 Questions : 1. Quels problèmes crée-t-on en produisant de l électricité dans des centrales qui brûlent des combustibles fossiles? 2. D après la liste ci-dessus, quel est le principal avantage et le plus grave inconvénient de l énergie éolienne? Justifiez vos réponses. 3. Prime : La production d énergie éolienne a augmenté de 52,1 p. 100 depuis 1971, mais ne représente toujours que 0,0026 p. 100 de toutes les sources d énergie renouvelables. Comment est-ce possible?

7 FEUILLE D ACTIVITÉ DE L ÉLÈVE Fonctionnement d une éolienne Une éolienne produit de l électricité. Le vent fait tourner les pales, qui entraînent un arbre relié à une génératrice pour produire de l électricité. Cette électricité est transmise par des lignes de transport d énergie à une station de conversion, puis dans les foyers, les entreprises et les écoles. La direction du vent est indiquée, pour les grandes éoliennes, par un ordinateur qui détermine en outre l angle optimal (angle d attaque) des pales et maintient celles-ci face au vent, et, pour les petites éoliennes, par une girouette qui se tourne pour faire face au vent. Lorsque le vent souffle trop fort durant une tempête, les grandes éoliennes cessent de fonctionner grâce au dispositif d arrêt d urgence dont elles sont équipées pour protéger les pales et le matériel qu elles abritent. Le diagramme ci-dessous montre les principales parties d une éolienne. Wind Direction = Direction du vent 1. Pales 2. Rotor 3. Angle d attaque 4. Frein 5. Arbre de basse vitesse 6. Boîte d engrenages 7. Génératrice 8. Contrôleur 9. Anémomètre 10. Dérive 11. Nacelle 12. Arbre de haute vitesse 13. Mécanisme d orientation 14. Moteur d orientation 15.Mât

8 GRILLE D ÉVALUATION sur la présentation de l énergie éolienne Données sur l énergie renouvelable Des informations de base sont précises sont détaillées sont, démontrant une bonne compréhension des notions étudiées Avantages de l énergie renouvelable Des avantages généraux sont décrits Des avantages précis sont décrits Des avantages détaillés sont décrits Production de l énergie éolienne Des informations générales ou minimales sont précises sont précises et détaillées sont Comparaison avec les combustibles fossiles Des informations générales ou minimales sont de base sont et quelques comparaisons sont faites précises et détaillées sont, démontrant une bonne compréhension des différences entre l utilisation des combustibles fossiles et de l énergie renouvelable Utilisation créative du médium Utilisation minimale du médium, peu de créativité Utilisation de quelques techniques novatrices dans la présentation des données Utilisation très novatrice du médium, démontrant une bonne préparation et une bonne faculté de communication