Fabriquer une maison solaire en papier coloré

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1 Fabriquer une maison solaire en papier coloré Cet atelier créatif propose aux élèves de fabriquer leur propre maquette de maison solaire en papier coloré. Il permet de les sensibiliser aux installations solaires photovoltaïques résidentielles et fait le lien avec les connaissances acquises grâce au kit Total Solar Expert. Les panneaux photovoltaïques réalisés en papier aluminium seront placés sur le toit de la maison et la petite hélice sur la cheminée permettra d expérimenter les effets de la chaleur du soleil en illustrant le fonctionnement d une centrale solaire à effet de cheminée. Cette activité permet de faire des liens entre les disciplines suivantes : arts plastiques, géométrie, science et technologie. Objectifs > Fabriquer la maquette d une maison solaire. > Sensibiliser les élèves à différentes utilisations de l énergie solaire (thermodynamique et photovoltaïque). > Comprendre que l air chaud effectue un mouvement ascendant. Matériel pour une maison Une bougie chauffe-plat Une paille en plastique coudée, que l on trouve sur les petites briques de jus de fruit par exemple. Une épingle à tête ronde Trois feuilles A4 de différentes couleurs, en papier 160 à 220 g environ (des couleurs denses et foncées sont à privilégier, car elles absorberont plus la chaleur). Du papier aluminium (épais de préférence) Des ciseaux De la colle Une règle Un crayon à papier Une pointe ronde (stylo-bille sans encre par exemple) Les gabarits imprimés 1 Total - Kit pédagogique Total Solar Expert Ecole élémentaire - juillet Tous droits réservés.

2 Mode d emploi Maison en papier : 1) Imprimer puis découper les gabarits (pages 6 et 7), le long des traits continus. Un adulte pourra effectuer une fente au cutter pour aider les élèves à évider la zone dédiée à la cheminée ) À l aide d un crayon, tracer le contour des gabarits sur les papiers suivants : 1 er papier de couleur : pour les 2 façades de la maison 2 ème papier de couleur : pour le toit 3 ème papier de couleur : pour la cheminée Papier aluminium : pour les 2 panneaux solaires photovoltaïques 3) Sur les papiers colorés, reproduire les pointillés à l aide d une règle et d un crayon. 4) Découper les formes obtenues puis marquer les plis. 5 5) Coller les 2 façades de la maison entre elles, puis coller la cheminée au toit. 2

3 Maison en papier (suite) 6 6) Dessiner délicatement les cellules photovoltaïques à l aide de la pointe ronde; puis coller les panneaux solaires sur le toit. Consulter le kit Total Solar Expert élémentaire pour voir à quoi ressemble une cellule photovoltaïque. 7 7) Enfin, coller le toit constitué des panneaux photovoltaïques et de la cheminée sur les façades de la maison. Astuce : retourner la maison pour plus de facilité lors du collage! 3

4 Hélice : ) Ôter la cire de la bougie chauffe-plat, et conserver le contenant en aluminium. 2) Découper les parois pour ne conserver que le disque du fond. 3) Faire 8 entailles périphériques sur le disque et plier délicatement les ailettes pour que l ensemble ressemble à une hélice ) Avec l épingle, percer l hélice en son centre. 5) Raccourcir le pied de la paille (hauteur totale 15 cm). 6) Avec les ciseaux, fendre le pied de la paille en deux, en s arrêtant à 6 cm sous le coude. Nous vous conseillons d effectuer cette découpe en deux fois, un côté après l autre. 7 7) Piquer l épingle dans la paille pour que l hélice se situe 5 cm au dessus du centre de la cheminée. Glisser la paille fendue sur l un des coins de la cheminée. 4

5 Pour faire tourner l hélice : 1) Lors d une chaude journée estivale, placer la maison dans un endroit exposé au soleil mais à l abri des courants d air (pour ne pas fausser le mouvement de l hélice) : derrière une baie vitrée, sous un aquarium ou une cloche en verre, à l arrière d une voiture 2) Si le soleil n est pas au rendez-vous ou que le vent vous joue des tours, il est possible de simuler la chaleur du soleil, en glissant dans la maison une bougie chauffe-plat allumée (à réaliser sous la surveillance d un adulte uniquement). Comprendre le fonctionnement de l hélice Lorsque la lumière du soleil frappe un objet, certains rayons sont absorbés tandis que d autres sont réfléchis. En général, les couleurs foncées absorbent plus la chaleur que les couleurs claires (voir atelier «Couleurs et matières : sont-elles égales face au soleil? Comment et pourquoi?») Par exemple, au soleil, il fera toujours plus chaud dans une voiture noire que dans une voiture blanche. Ici, le papier coloré foncé de la maison absorbe les rayons du soleil qui se transforment alors en chaleur. L intérieur de la maison se réchauffe mais de l air plus frais entre par les portes et fenêtres près du sol. Comme l air chaud est moins dense que l air froid, il s élève dans la maison et sort par la cheminée en créant un courant d air à l intérieur de la construction. L hélice, qui se trouve sur son passage, profite de ce flux d air continu et se met alors à tourner! > Pour aller plus loin : Toutes réunies, les maisons solaires formeront un village miniature aux couleurs vives. Faites tourner les hélices, et réalisez une courte vidéo. Il ne vous reste plus qu à la partager sur le blog de l école pour en faire profiter les parents! Un lien peut être fait avec le fonctionnement des montgolfières pour expliquer pourquoi l air chaud a un mouvement ascendant : inventée en 1782 par les frères Montgolfier, la montgolfière peut s envoler uniquement grâce à de l air chaud, qui est plus léger que l air froid. Ainsi, l air contenu dans le ballon de la montgolfière est chauffé avec un brûleur qui lui permet de s envoler dans les airs, entraînant la nacelle et les passagers à bord. Pour se maintenir dans le ciel, l air du ballon doit être constamment chauffé. La propriété de l air chaud/air froid permet ainsi d ajuster la hauteur de la montgolfière : plus on chauffe l air du ballon, plus la montgolfière s élève et au contraire, si on laisse cet air refroidir, la montgolfière redescend. Son déplacement latéral est, quant à lui, totalement dépendant du vent et le pilote ne peut l influencer, sauf peut-être en montant ou en descendant pour «attraper» un courant aérien particulier. Source : 5

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