Repérer, sur un objet technique, les énergies d'entrée et de sortie. Repérer les transformations énergétiques

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1 Fiche énergie Fiche élève 8 Compétences visées Niveau d'acquisition Repérer, sur un objet technique, les énergies d'entrée et de sortie Repérer les transformations énergétiques Identifier les différents éléments de la chaîne d'énergie (vocabulaire) Objectif: Repérer les différentes formes d'énergie dans un bâtiment. Situation problème: Retrouver le bon mode d'alimentation du collège en énergie, en d'autres termes, quel circuit de chauffage possède le collège? La chaîne d'énergie: L'utilisation d'énergie par un objet technique passe par plusieurs étapes. Elle est stockée, distribuée, transformée puis transmisse. Les énergies d'entrée et de sortie: La production d'énergie se fait à partir d'une source d'énergie. Une fois l'énergie transformée, elle se présente principalement sous forme d'énergie mécanique, thermique, ou électrique. Le circuit de chauffage d'une maison: Tuyauterie Thermostat Radiateur Cuve Chaudière Conduit de distribution Dans l'exemple ci-dessus, un chauffage au fioul est utilisé, le fioul est un combustible liquide provenant du pétrole. Nous avons donc en entrée une source d'énergie. Pour distribuer l'énergie, on utilise un conduit est un thermostat, le thermostat permet de doser la quantité d'énergie distribuée. La chaîne d'énergie: Stocker Distribuer Transformer Thermiqu e Thermique Transmettre

2 Fiche énergie Dossier ressource Le principe de fonctionnement des systèmes de chauffage central Électricité : Le chauffage central électrique chauffe l eau qui est diffusée à travers des canalisations aux radiateurs ou plancher chauffant. Il existe aussi le système de con-vecteur fonctionnant avec une résistance. Bois : La chaudière peut être alimenté par plusieurs formes : la bûche : dont la manutention peut être contraignante, les plaquettes et briquettes : leur chargement peut être automatisé et leur rendement est supérieur à celui des bûches. Les granulés de bois ou les céréales : c est le conditionnement idéal car ils permettent une livraison aisée et un stockage optimal. Chauffage solaire Un fluide calo-porteur circule sous les capteurs solaires qui absorbent les rayonnements du soleil. Ce liquide peut alors transmettre la chaleur à un plancher chauffant, préconisé, ou à des con-vecteurs. La surface de capteur solaire nécessaire représente le quart de la surface habitable avec une orientation si possible vers le sud avec une inclinaison préconisée de 5. Géothermie Le principe de la géothermie est de récupérer la chaleur stockée par la terre. La pompe à chaleur récupère la chaleur de la terre à partir d un fluide calo-porteur circulant dans le réseau de tubes et la retransmet à un plancher chauffant ou des con-vecteurs. Gaz de ville et propane Les chaudières à gaz s alimentent à partir du gaz de ville, ce qui est le moins onéreux, ou à partir d une citerne de gaz propane si vous n êtes pas raccordé au réseau de gaz de ville. Butane Le butane est vendu en bouteille et permet d alimenter des poêles ou radiateurs d appoint. Fioul Les chaudières à fioul nécessitent des cuves de stockage qui peuvent être enterrées et un tuyau d évacuation des vapeurs.

3 Fiche énergie Dossier ressource Travail à faire: Mode de chauffage Électricité Avantage Pas de stockage de combustible. Inconvénient Le prix d utilisation est très cher. C est une énergie non renouvelable. Bois Le bois est une énergie renouvelable qui n aggrave pas le réchauffement climatique. Le bois est l énergie la moins onéreuse. Le prix du bois est relativement stable dans le temps comparativement aux autres énergies. L équipement d une chaudière à bois bénéficie d un crédit d impôt. Le prix du bois varie en fonction de votre localisation. L installation d un chauffage central au bois est plus cher que les autres types d énergie, mais peut être amorti en 0 ans. Il est nécessaire de stocker le bois (entre 8 mois et ans pour du bois qui vient d être coupé) et donc de posséder un espace conséquent de stockage. Chauffage solaire C est une énergie totalement renouvelable. Le coût de consommation est absolument nul. Le coût d installation est onéreux. Il faut prévoir un chauffage d appoint afin de pallier le manque de chaleur lors des journées peu ensoleillées. Des chaudières à gaz couplé à un système solaire existent. Gaz de ville C est l énergie non renouvelable la moins chère. Le coût d une chaudière est moins élevé que les chaudières au fioul = 800 à 000 euros. Une chaudière au fioul, par exemple, peut être transformé en chaudière à gaz en modifiant parfois un simple brûleur. Le gaz de ville ne nécessite pas de stockage. Il faut avoir accès au réseau du gaz de ville. C est une énergie non renouvelable. Cela reste plus cher à l utilisation que le bois. Propane Il permet de ne pas dépendre du réseau de gaz de Le stockage du propane nécessite une citerne ville enterrée ou non. La citerne peut être louée La citerne de propane coûte plus cher que celle de fuel (environ 500 euros). Le propane est nettement plus onéreux que le gaz de ville. Butane Fioul Il permet de se raccorder à des radiateurs peu onéreux et mobiles. Il évite les coûts d une citerne. Le fioul reste une énergie compétitive face à l électricité ou au propane Le fioul de qualité supérieure pus cher à l achat permet des économies d énergie par la suite de 7 à 8 % par an et permet de diminuer l encrassement de la citerne. La cuve de stockage coûte moins cher qu une cuve à propane entre 60 à 900 euros (avec dispositif anti-odeur, système de surveillance électronique ). L achat régulier de bouteilles, incluant le transport et le raccordement de ses bouteilles peut être pénible. Son coût d utilisation est beaucoup plus onéreux que le gaz de ville. Le prix du fioul peut être soumis à des variations importantes. Le coût de la chaudière est plus élevé que celle du gaz = 00 à 500 euros. Des chaudières à partir de 00 euros peuvent être trouvées, mais avec une durée de vie beaucoup pus courte et un rendement bien inférieur.

4 Fiche énergie Fiche élève 9 Les différentes formes d'énergie: L'énergie mécanique permet le mouvement de pièces de l'objet technique ou de l'objet technique lui-même. Exemple: l'énergie mécanique permet aux roues d'une voiture de tourner. L'énergie thermique se manifeste sous forme de chaleur. Exemple: le bois, lorsqu'il brûle, dégage de l'énergie thermique. L'énergie électrique se manifeste sous forme de circulation d'électrons dans un circuit conducteur. Exemple: l'énergie fournie par une pile permet l'éclairage d'une ampoule. Questions: (prendre la fiche n 8 pour répondre aux questions de à 7 et les dossiers ressource et pour les questions 8 à et cette fiche pour le reste) ) Quelle est la source d'énergie au départ, en quelle énergie est-elle transformée à l'arrivée? ) Quel élément permet de stocker l'énergie ) Dans la chaîne d'énergie, quelle est la fonction de la chaudière? ) Quels sont les éléments du circuit de chauffage qui réalise la fonction transmettre? ) Relevez l'élément de la chaîne d'énergie qui alimente la chaudière ) Expliquez la fonction technique des tuyaux de distribution et celle des radiateurs ) Indiquez le rôle du thermostat de la chaudière et de ceux placés avant les radiateurs ) Quel est le principe de fonctionnement du chauffage électrique ) Quel est l'élément qui absorbe les rayons du soleil? ) Quel est le principe de fonctionnement de la géothermie? ) Quels sont les moyens d'alimentation en gaz? ) Quel est le système de stockage du fioul? ) Quels sont les éléments qui permettent de diffuser la chaleur? ) Donnez un autre exemple de manifestation d'énergie mécanique ) Quelle forme d'énergie est obtenue grâce à un panneau solaire?

5 L'énergie dans les bâtiments Fiche élève n 0 En vous aidant du tableau «les différents systèmes de chauffage» énumérer les différents systèmes possibles à installer dans chacune de ces maisons, lequel serait pour vous le plus adapté? justifier votre réponse Quel est le système le plus économique? Quel est le système le moins polluant? Auto évaluation: Prendre la fiche n 8, en haut figure le tableau des compétences visées. Entoure le niveau d'acquisition que tu estimes avoir atteins, en fonction de ce qui suis: niveau : Je ne comprends pas niveau : J'ai compris mais je ne peux pas l'expliquer niveau : Je comprends en partie niveau : j'ai compris et je suis capable d'expliquer aux autres.

6 L'énergie dans le collège Fiche élève n Objectif: Découvrir le système de chauffage du collège. Situation problème: A partir de l'observation de la chaufferie du collège, retrouver les éléments la constituant. Après avoir effectuer la visite de la chaufferie du collège répondre aux questions suivantes: Quelle est l'énergie utilisée pour chauffer le collège? Où se situe la chaufferie dans le collège, justifier votre réponse? Exercice: Plan de l'entrée du collège Avenue Jacques Prévert (route) Local électrique Portail automatique Loge gardien Coloriez en rouge le parcours du gaz. Coloriez en vert où se trouve la canalisation d'arrivée du gaz de ville? Coloriez en bleu la chaufferie Coloriez en bleu l'arrivé d'eau Coloriez en jaune le parcours de l'électricité Où se trouve les arrivées d'eau sur le plan Pourquoi faut-il une arrivée d'eau dans la chaufferie Chaufferie Complétez l'image du local technique avec les éléments suivants: Arrêt d'urgence cuisine Arrêt d'urgence chaufferie Le détendeur Local technique En Robinetterie, le détendeur se place, dans une construction, après le compteur pour réduire la pression du réseau urbain à environ bars, afin de préserver les tuyauteries et raccords et éviter les fuites

7 Collez sur le schéma les images correspondantes

8 Évaluation Fiche élève n 5 ) Complétez le schéma ci-dessus ( points) ) Complétez la chaîne d'énergie de cette maison ( points) Thermiqu e Thermique ) quelles sont les énergies d'entrée et de sortie? ( point) ) Où se situe la chaufferie dans le collège, justifier votre réponse? ( point) ) Quelle est l'énergie utilisée pour chauffer le collège? ( point) )Sur le schéma de principe décrivant le circuit d'eau, coller les images au bon endroit. ( points) Indiquez sous les images, les nom suivants: Chaudières, cuves, vases d'expansion, brûleur, pompes de distribution 7 ) Dans le cadre de la chaîne d'énergie, quelle est la fonction des chaudières, des cuves et des pompes de distribution. Donnez les bons verbes. ( points) ) Donnez modes de chauffage, qui utilisent de l'énergie non renouvelable ( point) ) Donnez modes de chauffage, qui utilisent de l'énergie renouvelable ( point) ) Le chef d'établissement du collège souhaite changer l'installation de chauffage, que lui proposeriez vous, justifier votre réponse. ( points) )Sur le tableau suivant entoure ton niveau d'acquisition. ( point) Compétences visées Niveau d'acquisition Repérer, sur un objet technique, les énergies d'entrée et de sortie Repérer les transformations énergétiques Identifier les différents éléments de la chaîne d'énergie (vocabulaire)

9 Correction Fiche prof n 5 bis ) Complétez le schéma ci-dessus ( points) Tuyauterie Thermostat Radiateur ) Complétez la chaîne d'énergie de cette maison ( points) Stocker Distribuer Cuve Chaudière Conduit de distribution Transformer Transmettre Thermiqu Thermique e ) quelles sont les énergie d'entrée et de sortie? ( point) L'énergie et l'énergie thermique ) Où se situe la chaufferie dans le collège, justifier votre réponse? ( point) Devant le collège afin de faciliter l'accès pour les pompier et c'est éloigné des salles de cours. 5 ) Quelle est l'énergie utilisée pour chauffer le collège? ( point) le gaz 6 )Sur le schéma de principe décrivant le circuit d'eau, coller les images au bon endroit. ( points) Indiquez sous les images, les nom suivants: Chaudières, cuves, vases d'expansion, brûleur, pompes de distribution 7 ) Dans le cadre de la chaîne d'énergie, quelle est la fonction des chaudières, des cuves et des pompes de distribution. Donnez les bons verbes. ( points) Transformer Stocker Distribuer 8 ) Donnez modes de chauffage, qui utilisent de l'énergie non renouvelable ( point) le fioul et le gaz 9 ) Donnez modes de chauffage, qui utilisent de l'énergie renouvelable ( point) le bois et la géothermie 0 ) Le chef d'établissement du collège souhaite changer l'installation de chauffage, que lui proposeriez vous, justifier votre réponse. ( points) chauffage solaire, installation de panneau solaire sur le toit )Sur le tableau suivant entoure ton niveau d'acquisition. ( point) Compétences visées Niveau d'acquisition Repérer, sur un objet technique, les énergies d'entrée et de sortie Repérer les transformations énergétiques Identifier les différents éléments de la chaîne d'énergie (vocabulaire) Le point est donné lorsque le niveau d'acquisition estimé et correspondant au niveau atteint.