Remarque : On peut utiliser ce reportage avec des apprenants dès le niveau A2 s ils possèdent de bonnes connaissances scientifiques.

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1 L énergie solaire Thèmes Sciences, techniques, technologies Concept À travers un tour d horizon des différentes sources d énergie, ces reportages de vulgarisation scientifique présentent des projets européens concernant chacun une source d énergie et ses utilisations possibles. Contenu Pour visionner le reportage «L énergie solaire», allez sur le site et choisissez «Les énergies du futur» dans la rubrique «Les collections». Durée du reportage : 6 00 Synopsis : l'énergie du soleil, concentrée sur terre provoque de la chaleur, c'est l'énergie solaire. Des scientifiques européens travaillent ensemble sur la concentration du rayonnement solaire pour mettre au point de futures applications à l'échelle industrielle. On teste des matériaux pour des sondes spatiales et on cherche à produire une électricité propre. Découpage en séquences : 1. (0 00 à 0 50) : introduction, présentation du reportage. 2. (0 50 à 2 02) : explication du principe de fonctionnement du four solaire d Odeillo par Gilles Flamant, coordinateur du projet Solhycarb. 3. (2 02 à 2 50) : présentation des expériences et des simulations possibles grâce au four solaire d Odeilo : tests de matériaux pour des sondes spatiales. 4. (2 50 à 3 50) : le projet Solhycarb, participants au projet et son but. 5. (3 50 à 4 50) : le principe de fonctionnement, le réacteur, l ensemble du dispositif. (Olivier Prévot, BTS conception 3D / Solhycarb) 6. (4 50 à 5 24) : explication de la réaction, principe de production, utilisations possibles. (Stéfania Tescari, physicienne) 7. (5 24 à 6 00) : les pays partenaires, conclusion et perspectives. Remarque : On peut utiliser ce reportage avec des apprenants dès le niveau A2 s ils possèdent de bonnes connaissances scientifiques. Transcription Cliquez ici pour accéder à la transcription. Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 1/14

2 Objectifs Objectifs communicatifs : présenter un projet ; décrire un principe de fonctionnement ; expliquer une réaction chimique ; décrire un schéma. Objectif (socio-) linguistique : enrichir son vocabulaire scientifique. Objectifs (socio-) culturels : découvrir le four solaire d Odeillo ; mieux connaître l énergie solaire et ses applications. Liste des activités A2, B1, B2 Mutualiser des connaissances scientifiques. Avant de visionner le reportage puis la séquence n 1 A2, B1, B2 Présenter un projet. L ensemble du reportage A2, B1, B2 Comprendre, puis expliquer un principe de fonctionnement. Les séquences n 2 et 5 A2, B1, B2 Découvrir les applications d une invention technique. La séquence n 3 B1, B2 Expliquer un procédé scientifique. Les séquences n 5 et 6 A2, B1, B2 Retrouver le développement des idées de l introduction. B1, B2 Travailler le vocabulaire d un domaine spécifique. B1, B2 Présenter une énergie du futur. A2, B1, B2 À propos de l énergie solaire. Mutualiser des connaissances scientifiques. Avant de visionner le reportage et séquence n 1 A2, B1, B2 Écrire au tableau : «L énergie solaire». En petits groupes. Recherchez 4 noms, 5 verbes, 4 adjectifs pour parler de l énergie solaire. Faire une mise en commun à l oral. Écrire les différents mots au tableau en les classant. Demander aux apprenants de les expliquer le cas échéant. Visionner la séquence n 1. Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 2/14

3 À l aide des images et du commentaire, complétez vos listes. Pistes de correction : Noms : un rayon, une parabole, un capteur, un écran, une cellule, une pile photovoltaïque, la réflexion, la chaleur, un chauffe-eau, la température Verbes : capter, concentrer, stocker, réchauffer, réfléchir, absorber, transporter, transmettre, convertir Adjectifs : renouvelable, gratuite, propre, électrique, lumineuse, solaire Présenter un projet. L ensemble du reportage A2, B1, B2 B1, B2 Avec les apprenants, définir la structure d une fiche d identité pour un projet. Quels sont les différents renseignements utiles pour présenter un projet? Mise en commun à l oral. Pistes de corrections : Le nom, les participants : nombre, origine, le but du projet, l état actuel du projet, la date de lancement, la date de fin, la localisation, le financement, le matériel utilisé, les applications envisageables. Visionner le reportage. A2 Faites l activité 1. B1, B2 Complétez la fiche d identité que vous avez créée. Pistes de corrections : Le nom : Solhycarb. Le coordinateur : Gilles Flamant. Les partenaires : une dizaine. Les participants : 7 pays européens : l Irlande, l Allemagne, la Belgique, La France, la Suisse, L Espagne, La Grèce. La localisation : Odeillo, montagnes françaises (les Pyrénées). Le but du projet : produire de l hydrogène à l aide de l énergie solaire. Les applications possibles : production d énergie propre utilisable par des milliers de consommateurs. Le matériel utilisé : un four solaire Comprendre puis expliquer un principe de fonctionnement. La séquence n 2 et la séquence n 5 A2, B1, B2 Visionner la séquence 2. A2, B1, B2 Faites l activité 2. Décrivez chaque élément du four solaire. Corrections : Le four solaire est composé d héliostats, d une parabole et d un foyer. Les héliostats sont des miroirs réfléchissants comme ceux d une salle de bains. Ils sont inclinés. Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 3/14

4 La parabole a une forme parabolique concave. Le foyer est une tour, il est situé en face de la parabole. La 4 e étiquette correspond aux rayons du soleil. En vous appuyant sur le schéma, décrivez le fonctionnement du four solaire à l aide des verbes suivants : capter, concentrer, émettre, réfléchir. Pistes de correction : Le soleil émet des rayonnements. Ces rayonnements sont réfléchis par les héliostats qui les renvoient vers la parabole. Là, ils sont concentrés puis captés par le foyer. B1, B2 Répondez aux questions suivantes : 1. Que peut-on dire de l ensemble des rayons qui arrivent sur la parabole? 2. Quel est le niveau de concentration d un rayonnement par le four solaire d Odeillo? 3. Quelle est la température maximale atteinte au niveau du foyer? Corrections : 1. L ensemble des rayons qui arrivent à la parabole forme une nappe continue. 2. Le niveau de concentration est de La température atteinte à l intérieur du foyer est de l ordre de 3000 C. Visionner la séquence n 5. B1 Faites le schéma du procédé qui permet d obtenir de l hydrogène à partir du méthane à l aide des expressions ou mots suivants : les rayons solaires, le réacteur, des tubes, un filtre. B2 Représentez par un schéma le procédé qui permet d obtenir de l hydrogène à partir du méthane. Puis expliquez la transformation. Correction : Rayons solaires Tubes Filtre Réacteur Les rayons solaires rentrent dans le réacteur et permettent d atteindre des températures de l ordre de 1500 C. Grâce à cette température élevée, on peut craquer les molécules de méthane. Les gaz circulent dans des tubes puis sont filtrés pour séparer l hydrogène. Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 4/14

5 Découvrir les applications d une invention technique. La séquence n 3 A2, B1, B2 Visionner la séquence n 3. A2, B1 Faites l activité 3. Correction : Le four solaire sert à tester les matériaux. Les matériaux sont utilisés pour le bouclier thermique. Le bouclier thermique protègera la sonde. La sonde examinera l environnement solaire. B1 Pour quelles raisons ne peut-on pas faire les essais réels? B2 Expliquez à quoi va servir le four solaire et quelles peuvent être les applications possibles. Expliquer un procédé scientifique. Les séquences 5 et 6 B1, B2 B1, B2 Visionner les séquences 5 et 6. Répondez aux questions suivantes : Quelle est la formule chimique du méthane? Que se passe-t-il à 1600 C pour les molécules de méthane? Qu obtient-on? Quelles peuvent être les utilisations de l hydrogène? Correction : La formule chimique du méthane est CH4. À 1600 C, les molécules de méthane craquent et on obtient une molécule de carbone C et deux molécules d hydrogène H2. L hydrogène obtenu peut être utilisé comme source d énergie par des piles à combustible ou par des voitures. En petits groupes de 2 ou 3 apprenants. Cherchez d autres réactions chimiques que vous connaissez et qui ont des applications industrielles. Présentez-les à la classe. Retrouver le développement des idées de l introduction. A2, B1, B2 Après avoir travaillé avec l ensemble du reportage, visionner à nouveau la première séquence. Faites l activité 4. Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 5/14

6 Correction : Introduction Des scientifiques européens travaillent ensemble sur la concentration du rayonnement solaire. Il s agit d un projet pour mettre au point de futures applications à l'échelle industrielle. On teste des matériaux pour des sondes spatiales et on cherche à produire une électricité propre. Éléments du reportage C est un projet européen qui concerne 7 pays. Les scientifiques travaillent ensemble à Odeillo. À Odeillo, on a construit un four solaire qui concentre jusqu à fois les rayonnements solaires. Un projet est la production d hydrogène à partir du méthane avec des applications industrielles. Les tests se font dans le foyer du four solaire. Il s agit de tester des boucliers thermiques, les sondes spatiales allant près du soleil. L électricité produite par l énergie solaire est considérée comme une énergie propre. Travailler le vocabulaire d un domaine spécifique. B1, B2 B1, B2 À deux. Faites l activité 5. Donner un exemple si les apprenants ont des difficultés. Faire une mise en commun. Écrire tous les mots au tableau. Correction : Action Verbe Appareil utilisé une application appliquer un applicateur la captation capter un capteur la concentration concentrer (dans le reportage) une parabole la conversion convertir un convertisseur la filtration filtrer un filtre une injection injecter un injecteur la production produire (un générateur) une réaction réagir un réacteur la réception recevoir un récepteur la récupération récupérer un récupérateur la réflexion réfléchir un réflecteur la simulation simuler un simulateur Retrouvez des mots de la même famille que les verbes suivants : concevoir, coordonner, examiner. Faire une mise en commun. Correction : Concevoir : la conception, un concepteur (personne) ; coordonner : la coordination, un coordinateur (personne) ; examiner : un examen, un examinateur (personne). À deux. Choisissez 4 mots de la liste, donnez leur définition, utilisez ces mots dans des phrases. Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 6/14

7 Présenter une énergie du futur. B1, B2 B1, B2 Quelles sont les énergies du futur que vous connaissez? Faire une mise en commun. Présentez le principe de la production d une énergie. Pour aller plus loin, inviter les apprenants à visionner un autre reportage de la collection «les énergies du futur» pour présenter un principe de fonctionnement. À propos de l énergie solaire. A2, B1, B2 A2, B1, B2 Quelles sont les autres applications de l énergie solaire que vous connaissez? Faire une mise en commun. A2, B1, B2 Présentez une «maison solaire». A2, B1, B2 Dans votre pays, quelle est la place de l énergie solaire? B1, B2 Que va devenir l énergie solaire dans le futur? Quels sont les avantages et les inconvénients de l énergie solaire par rapport aux autres énergies? Pour aller plus loin sur un travail autour des projets écologiques, consulter la fiche pédagogique de TV5MONDE > 7 jours sur la planète > outil complémentaire > environnement et écologie. Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 7/14

8 Présenter un projet. Activité 1 : complétez la fiche d identité du projet. Nom du projet Coordinateur Nombre de partenaires Pays participants Localisation du projet But Applications possibles Matériel utilisé Retour à l activité Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 8/14

9 Comprendre et expliquer un principe de fonctionnement Activité 2 : complétez les encadrés du schéma suivant. (D après fr.wikipedia.org) Retour à l activité Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 9/14

10 Découvrir les applications d une invention technique. Activité 3 : écrivez des phrases comprenant un élément de chaque colonne. Les phrases composées présenteront la fonction des éléments de la colonne de gauche. le four solaire examiner le bouclier thermique les matériaux utiliser la sonde le bouclier thermique tester les matériaux la sonde protéger l environnement solaire Retour à l activité Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 10/14

11 Retrouver le développement des idées de l introduction. Activité 4 : chaque partie de l introduction est reprise, détaillée, illustrée dans le reportage. Donnez les éléments du reportage qui justifient les premières phrases du commentaire. Introduction Éléments du reportage Des scientifiques européens travaillent ensemble sur la concentration du rayonnement solaire. Il s agit d un projet pour mettre au point de futures applications à l'échelle industrielle. On teste des matériaux pour des sondes spatiales et on cherche à produire une électricité propre. Retour à l activité Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 11/14

12 Travailler avec le vocabulaire d un domaine spécifique. Activité 5 : complétez le tableau suivant avec le vocabulaire scientifique adéquat. une application Action Verbe Appareil utilisé capter la concentration (dans le reportage) un convertisseur un filtre une injection produire (un générateur) un réacteur la réception récupérer un réflecteur simuler Retour à l activité Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 12/14

13 Transcription Voix off L'énergie du soleil, concentrée sur terre provoque de la chaleur, c'est l'énergie solaire. Des scientifiques européens travaillent ensemble sur la concentration du rayonnement solaire pour mettre au point de futures applications à l'échelle industrielle. On teste des matériaux pour des sondes spatiales et on cherche à produire une électricité propre. Gilles Flamant, coordinateur du projet Solhycarb Ces miroirs, et bien ce sont des systèmes qui ressemblent beaucoup à des miroirs de salle de bains. Ici, c est un morceau de miroir cassé, hein. À la face inférieure de ce verre, il y a de l argent. En fait avec votre miroir de salle de bains, vous pouvez déjà commencer à faire une centrale à tour ou les éléments d héliostat pour un four solaire. Donc ces héliostats ont pour rôle de réfléchir le rayonnement, qui arrive du soleil vers la parabole, comme ceci. Et donc vu de la parabole, il y a une nappe continue de rayonnements qui arrivent. Cette parabole en fait, elle concentre le rayonnement vers le foyer et donc au foyer il y a une petite tour dans laquelle évidemment est localisée l expérience donc qui va capter, absorber ce rayonnement pour obtenir des hautes températures. La concentration ici dans un système comme ça, c est supérieur à donc fois le rayonnement qui arrive au niveau d un héliostat et des températures qui sont supérieures à 3000 degrés lorsqu on travaille à pleine puissance et à pleine concentration. Gilles Flamant, coordinateur du projet Solhycarb Le four solaire d Odeillo est une installation exceptionnelle puisqu elle permet de faire des simulations, on peut réaliser un certain nombre d expériences qui ne sont pas réalisables dans d autres systèmes C est à dire qu on va utiliser le rayonnement solaire pour simuler des conditions d utilisation des matériaux par exemple des matériaux qui vont être utilisés pour avoir un bouclier thermique qui doit protéger une sonde dont l objectif, ça sera d aller examiner l environnement du soleil. Vous voyez bien qu on ne peut pas faire les essais réels puisque de toute façon si on envoie la sonde et bien voilà elle va peut-être brûler ; donc il faut reconstituer les conditions sur le sol. Donc c est le seul endroit au monde où on peut faire ces essais ici. Notre intérêt scientifique va aussi sur d autres domaines à plus basse température, mais pour la conversion en énergie donc soit en énergie électrique soit en hydrogène. Donc les deux vecteurs énergétiques du futur. Gilles Flamant, coordinateur du projet Solhycarb Le projet Solhycarb est destiné à produire de l hydrogène donc à l aide de l énergie solaire. C est un projet européen, qui réunit une dizaine de partenaires de 7 pays différents et donc évidemment dans un consortium européen comme ça tout le monde a sa place, on doit avoir des compétences du point de vue de la recherche, du point de vue de la technologie. Le récepteur solaire qui va être au foyer et ben il faut le créer, il faut l imaginer, il faut le fabriquer. Il y a des centres de recherche qui vont faire des expériences à relativement petite échelle, et puis ensuite et bien les industriels vont essayer d imaginer ce que pourrait être par exemple une très grosse centrale qui produirait des milliers de mètres cubes d hydrogène grâce à ce système-là. Olivier Prévot, BTS conception 3D / Solhycarb Donc j ai été engagé sur le projet européen Solhycarb. J ai dessiné sur ordinateur à l aide d un logiciel de conception assistée par ordinateur, le réacteur ; toutes ces pièces sont réalisées dans l atelier ce qui me permet de pouvoir suivre les usinages. Les rayons solaires rentrent à l intérieur du réacteur. Les températures à l intérieur avoisineront les 1500 C et c est grâce à ces températures qu on pourra craquer les molécules de méthane pour obtenir de l hydrogène. Les gaz circuleront à l intérieur de tubes et sortiront dans un filtre placé à l extérieur du réacteur. Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 13/14

14 Stéfania Tescari, physicienne La réaction, c est très simple. C est-à-dire, nous, on injecte du méthane dans un tube ; le méthane il a la formule, c est CH4, quand il arrive à une température donnée c'est-à-dire 1600 C presque ; le méthane, il se sépare, et il produit une molécule de carbone C et deux molécules de H2 c est l hydrogène. Notre tube, c est fait pour réussir à produire l hydrogène à l échelle industrielle. L hydrogène, il peut être récupéré pour être utilisé par des piles à combustible ou par des voitures ou par des choses comme ça. Voix off La conversion de l énergie solaire en énergie électrique ou en hydrogène ouvre des perspectives à moyen terme. On peut imaginer que dans moins de 10 ans de petites installations permettront de produire grâce à l énergie solaire, une énergie propre utilisable par des milliers de consommateurs. Retour Fiche réalisée par Paulette Trombetta, Cavilam, Vichy Les énergies du futur : L énergie solaire 14/14