COMMENT REDUIRE LA CONSOMMATION D ENERGIE D UN LOGEMENT?

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1 Séquence pédagogique détaillée COMMENT REDUIRE LA CONSOMMATION D ENERGIE D UN LOGEMENT? Discipline : Technologie Niveau : 4 e SITUATION DANS LES PROGRAMMES Approche du programme : «Les énergies mises en œuvre» La séquence proposée s'inscrit dans une progression annuelle ayant comme aboutissement la conception et la réalisation d'un chauffe-eau solaire expérimental à échelle réduite. Les séances proposées sont aisément transposables à d'autres supports pédagogiques en rapport avec les énergies utilisées dans le domaine de l'habitat ou plus généralement du bâtiment. Objectif Connaissances visées Capacités visées Attitudes recherchées Comprendre que le choix des dispositions techniques d'un bâtiment et le choix des appareils domestiques ont des implications sur la consommation d'énergie Efficacité énergétique - Identifier différentes solutions techniques permettant de limiter les déperditions thermiques - Identifier différentes solutions techniques utilisant les énergies renouvelables - Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l objet technique - Développer l'intérêt pour les progrès scientifiques et techniques CONTEXTE Organisation de la classe La classe est divisée en 6 groupes de 4 élèves. Les séances durent 1h30 Matériel nécessaire Place dans la progression pédagogique Lien(s) avec le(s) panneau(x) de l'exposition 12 PC, accès internet Le fichier «conversion_d_energie.odg» contenu dans : «annexes_conversion_d_energie.zip Lors des séances précédentes, les activités en classe ont porté sur les principaux modes de chauffages utilisés au domicile des élèves, avec pour objectif d'identifier les différents types d énergie exploités, d'étudier la distribution et la transformation de l énergie : Séances 1 à 3 : Quels sont les besoins en énergie d'un bâtiment d'habitation? Comment chauffer une habitation? Séance 4 : Comment l'électricité est-elle produite? Séance 5 : Quelles sont les conséquences de notre consommation d'énergie? Séance 6 : Comment réduire la consommation d'énergie d'un logement? Séances 7-8 : Étude des solutions techniques permettant de limiter les déperditions thermiques d'un logement Séances 9-10 : Comment assurer une température régulière? L'activité s'appuie sur l'affiche 8

2 Énoncé(s) : 1/ Établir la liste des équipements et des appareils qui consomment de l'énergie à la maison : 2/ Que peut-on dire du confort de la maison de 2050 comparé au confort des habitations actuelles? 3/ Quelles sont les solutions techniques qui permettent d'apporter de l'énergie au bâtiment sans émettre de CO 2? 4/ Quelle énergie la pompe à chaleur utilise-t-elle pour son fonctionnement? 5/ Quel est l'intérêt de la pompe à chaleur?

3 6/ Complétez le tableau en plaçant, dans la bonne colonne, les différents moyens qui permettent de réduire la consommation d'énergie d'un logement : - A gauche, les solutions techniques qui doivent être imaginées et prévues dès l'étude du bâtiment et mises en place au moment de sa construction - A droite, les équipements et les appareils achetés par les occupants du logement SOLUTIONS UTILISEES POUR LIMITER LA CONSOMMATION Solutions prévues dès la conception et la construction Choix faits par les occupants du logement lors de l'achat d'équipements

4 7/ Pour chaque dispositif complétez, si nécessaire, les cases en indiquant I, C, F, -, + Participe à l'isolation Apporte de la chaleur Rafraîchit Consomme de l'énergie Fournit de l'énergie DISPOSITIFS ET SOLUTIONS TECHNIQUES I C F - + Murs Pompe à chaleur Puits canadien Vitrage Casquette de toit Panneaux photovoltaïques

5 8/ Récupérez le fichier de travail «conversion_d_energie.odg» : a) Copiez le fichier conversion_d_energie.odg b) Collez ce fichier dans votre espace personnel à l'emplacement habituel c) Renommez ce fichier en conversion d'energie-nom1-nom2.odg d) Ouvrez ce fichier e) Complétez le document à l'aide de l'affiche n 8 disponible, au choix : => soit sur le site : => soit sur le réseau informatique f) Déposez votre fichier pour correction à l'emplacement habituel Consignes et aides aux élèves : - Travail individuel pour les questions 1 à 5 - Travail en groupe pour les questions 6 à 8 - Utilisez vos connaissances et l'affiche n 8 - Utilisez Internet si vous rencontrez des difficultés (vocabulaire, termes techniques...) - Ne demandez de l'aide au professeur que si vous êtes certain de ne pas trouver la réponse par vous-même (sur l'affiche ou sur Internet) - Certaines cases peuvent rester vides dans le tableau de la question 7

6 Solution(s) : 1/ Établir la liste des équipements et des appareils qui consomment de l'énergie à la maison : Le chauffage, la production d'eau chaude, l'éclairage, les appareils électriques 2/ Que peut-on dire du confort de la maison de 2050 comparé au confort des habitations actuelles? Le confort devrait être supérieur 3/ Quelles sont les solutions techniques qui permettent d'apporter de l'énergie au bâtiment sans émettre de CO 2? Les panneaux solaires photovoltaïques Les panneaux solaires thermiques Le puits canadien Les grandes surfaces vitrées exposées au sud 4/ Quelle énergie la pompe à chaleur utilise-t-elle pour son fonctionnement? La pompe à chaleur fonctionne avec de l'électricité 5/ Quel est l'intérêt de la pompe à chaleur? La pompe à chaleur produit 3 à 4 fois plus d'énergie qu'elle n'en consomme 6/ Complétez le tableau en plaçant, dans la bonne colonne, les différents moyens qui permettent de réduire la consommation d'énergie d'un logement : - A gauche, les solutions techniques qui doivent être imaginées et prévues dès l'étude du bâtiment et mises en place au moment de sa construction - A droite, les équipements et les appareils achetés par les occupants du logement SOLUTIONS UTILISEES POUR LIMITER LA CONSOMMATION Solutions prévues dès la conception et la construction Choix faits par les occupants du logement lors de l'achat d'équipements Orientation du bâtiment Grandes surfaces vitrées au sud Débord de toiture (casquette) Éclairage naturel Isolation des parois opaque : - Plancher bas - Murs - Toiture Isolation des surfaces vitrées Puits canadien Ventilation double flux Pompe à chaleur Panneaux solaires photovoltaïques Panneaux solaire thermiques Lampes basse consommation Appareils électroménagers économiques (A+, A++, A+++) : - Réfrigérateur - Lave-linge - Lave-vaisselle Appareils électriques économiques

7 7/ Pour chaque dispositif, complétez si nécessaire les cases en indiquant I, C, F, -, + DISPOSITIFS ET SOLUTIONS Participe à l'isolation Apporte de la chaleur Rafraîchit Consomme de l'énergie Fournit de l'énergie TECHNIQUES I C F - + Murs I Pompe à chaleur C - Puits canadien C et F + Vitrage I C + Casquette de toit I Panneaux solaires C + 8/ Conversion d'énergie

8 Critères d'évaluation : Exactitude des informations données en introduction Tableau correctement réalisé (nombre de lignes et de colonnes adapté) Exactitude des informations fournies Synthèse des informations Pertinence des informations Prolongements ou remédiations : Durant les 2 séances suivantes, les élèves travaillent par groupe. Chaque groupe étudie l'une des solutions techniques permettant de limiter les déperditions thermiques : - Isolation des parois opaques - Isolation des fenêtres - Puits canadien - VMC double flux - Eau chaude sanitaire solaire - Panneau solaire photovoltaïque L'objectif est de présenter la solution technique sous forme de diaporama. NB : Ce travail est ambitieux pour le niveau 4e, mais il a été testé avec succès dans 3 classes. La difficulté étant très variable d'un sujet à l'autre, le professeur imposera les sujets aux différents groupes selon leur niveau. De même il apportera une aide plus marquée lorsque le sujet est difficile.