Fiche d activité : Les énergies appliquées aux transports

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1 Fiche d activité : Les énergies appliquées aux transports PREAMBULE Liaison avec le programme de technologie 6 ème : 6 heures environ doivent être consacrées à la partie «Energies». Ce questionnaire associé au DVD C est pas sorcier «les énergies appliquées aux transports» a été utilisé en classe pour permettre l identification des différents types d énergies exploitées dans le fonctionnement des véhicules de transport. Déroulement d une séance : Ce DVD aborde trois thèmes : l énergie électrique*, l énergie thermique et la problématique entre l énergie et l environnement. Chaque thème est composé de chapitres présentés par une question, exemple : «Comment produit-on de l électricité?» ; les séquences sélectionnées apportent les éléments de réponse. Le professeur fait oralement un lien entre le chapitre et les énergies utilisées sur les objets étudiés ou des objets connus des élèves. Ensuite, il fait lire toutes les questions concernant le chapitre aux élèves, puis il passe la première séquence. Un laps de temps est laissé aux élèves pour répondre au questionnaire, puis la séquence est de nouveau passée permettant de compléter leurs réponses si besoin. Il en est de même pour toutes les séquences du chapitre. A la fin du chapitre, toutes les questions sont corrigées avec les élèves avant de passer au chapitre suivant. Cela permet de bien cadrer les choses et de faire une petite coupure. Une autre alternative de déroulement de séance est de laisser travailler un groupe d élèves en autonomie sur toute la vidéo en leur expliquant la méthode de travail et en démarrant quelques questions avec eux pendant que d autres élèves travaillent sur une autre activité. On peut terminer la séquence sur les énergies par une synthèse réalisée en classe entière, à partir du questionnaire et des activités éventuelles sur les objets étudiés en classe. *Le chapitre «Qu est-ce que l électricité?» aborde des notions complexes pour des élèves de 6 ème, il sera traité rapidement. L objectif étant que les élèves retiennent le principe de base et le nom des unités de mesure. Vous trouverez ci-après deux versions du questionnaire : - La version élève - La version complète avec le corrigé 1/1

2 Fiche d activité : Les énergies appliquées aux transports Les énergies appliquées aux transports - "C est pas Sorcier" (DVD) - Réf. : NOM :... Prénom :... 6 e... Date :... Consigne : en regardant le DVD, écoutez bien et répondez aux questions suivantes L'énergie électrique : qu'est ce qu'il y a derrière la prise? Qu'est ce que l'électricité? Le courant électrique Qu'est ce que le courant électrique?... Tension électrique, intensité, puissance électrique et fréquence du courant électrique Grandeur mesurable Unité Grandeur mesurable Unité Tension... Puissance électrique... Intensité... Fréquence... Comment produit-on de l'électricité? Les techniques traditionnelles - La pile électrique Qui a inventé la pile électrique? Quand?... Quel est le principe de la pile?... Comment appelle-t-on le courant électrique produit par une pile?... - Qu'est ce que le courant alternatif? Que se passe-t-il lorsque un aimant tourne rapidement à l'intérieur d'une bobine de cuivre?... Les techniques alternatives - Les éoliennes Quelle est la vitesse du vent nécessaire au démarrage d'une éolienne?... A quelle vitesse produit-elle le maximum d'électricité?... Quel est le principal inconvénient d'une éolienne?... Quelle est la relation entre la taille du rotor, et la puissance de l'éolienne?... En une phrase décrivez le fonctionnement d'une éolienne :... - L'énergie solaire Quel est le nom de l élément qui permet de produire de l'électricité grâce à la lumière du soleil?... Quelles sont les trois matières présentes dans une photopile?... - La pile à combustible Quels sont les deux carburants utilisés pour faire fonctionner la pile à combustible?... 1/3

3 Quelle est la vitesse maximale et l'autonomie de la voiture utilisant cette énergie?... Que rejette la pile à combustible?... Comment transformer l'électricité en énergie motrice? Le moteur électrique Que se passe-t-il lorsque circule du courant électrique dans une bobine de fil de cuivre isolée?... Que se passe-t-il lorsque le pôle moins de cet électro-aimant monté sur un axe est mis face au pôle moins d'un autre aimant?... L'énergie thermique : faites chauffer les moteurs! Comment produit-on des carburants? D'où vient le pétrole Quand et comment s est formé le pétrole?... Du pétrole brut à l'essence Où se passe le tri des hydrocarbures?... A quelle température est chauffée le pétrole en arrivant au pied de la tour?... Comment fait-on le tri des hydrocarbures? Classez les hydrocarbures du plus léger au plus lourd :... Les nouveaux carburants - Le gaz de pétrole liquéfié ou G.P.L. Quels gaz sont mélangés pour donner du GPL? Quel est l'avantage du GPL par rapport au pétrole?... - Les biocarburants : comment rouler au colza? Pourquoi une huile peut servir de carburant?... Que contient également l'huile de colza? Pourquoi l isole-t-on?... Comment s appelle le biocarburant provenant de l huile de colza?... Moteur : comment rouler plus propre? Les moteurs thermiques, comment ça marche? - Faire le bon mélange : carburation ou injection électronique? Quel est le dosage idéal du mélange air-essence?... Quel est l'avantage de l'injection sur le carburateur? - Moteur essence, moteur diesel : quelle est la différence? Sur un moteur diesel, quelle est la position du piston lorsqu'on injecte le gasoil?... Sur un moteur essence, quelle est la position du piston lorsqu'on injecte l'essence?... - Le moteur hybride Qu'appelle-t-on une voiture hybride?... Comment se chargent les batteries?... 2/3

4 Energies et environnement : la planète en surchauffe. Quelles énergies consommons nous? Combien consommons nous chaque année de tonnes équivalent pétrole?... Quelles sont les autres énergies «fossiles»?... Quel sont les qualités et les défauts des énergies fossiles? Quels sont les avantages et les inconvénients du nucléaire?... Quelles sont les sources d'énergies naturelles?... Quelle part des besoins de la planète couvre chaque type d'énergie? Energies fossiles...% Energie nucléaire...% Energies renouvelables...% L'effet de serre - Un phénomène naturel Quels rayons sont à l'origine de l'effet de serre?... Par quoi sont-ils «piégés», permettant ainsi de réchauffer l'atmosphère?... - Les gaz à effet de serre émis par l'homme Indiquez ci-dessous le nom de l activité humaine qui produit ces gaz à effet de serre Gaz Activité humaine Gaz Activité humaine Dioxyde de carbone... Protoxyde d azote... Méthane... CFC ou HFC... 3/3

5 Fiche d activité : Les énergies appliquées aux transports Les énergies appliquées aux transports - "C est pas Sorcier" (DVD) - Réf. : NOM :... Prénom :... 6 e... Date :... Consigne : en regardant le DVD, écoutez bien et répondez aux questions suivantes L'énergie électrique : qu'est ce qu'il y a derrière la prise? Qu'est ce que l'électricité? Le courant électrique Qu'est ce que le courant électrique? C'est la circulation des électrons entre deux corps aux potentiels différents. Tension électrique, intensité, puissance électrique et fréquence du courant électrique Grandeur mesurable Unité Grandeur mesurable Unité Tension Volts Puissance électrique Watts Intensité Ampères Fréquence Hertz Comment produit-on de l'électricité? Les techniques traditionnelles - La pile électrique Qui a inventé la pile électrique? Quand? Elle a été inventée par Volta en Quel est le principe de la pile? On plonge deux métaux différents reliés par un fil conducteur dans de l'acide. Comment appelle-t-on le courant électrique produit par une pile? Le courant continu. - Qu'est ce que le courant alternatif? Que se passe-t-il lorsque un aimant tourne rapidement à l'intérieur d'une bobine de cuivre? Cela produit un mouvement continu d'électrons dans les deux sens appellé courant alternatif. Les techniques alternatives - Les éoliennes Quelle est la vitesse du vent nécessaire au démarrage d'une éolienne? 10 à 15 km/h. A quelle vitesse produit-elle le maximum d'électricité? 45 à 50 km/h. Quel est le principal inconvénient d'une éolienne? Les conditions optimales de fonctionnement pour délivrer sa puissance maximale ne sont réunies que 2000 heures par an en moyenne. Quelle est la relation entre la taille du rotor, et la puissance de l'éolienne? Plus il est grand, plus l'éolienne est puissante. En une phrase décrivez le fonctionnement d'une éolienne : Sous l action de la force du vent, le rotor tourne et entraîne ainsi une génératrice produisant de l'électricité. - L'énergie solaire Quel est le nom de l élément qui permet de produire de l'électricité grâce à la lumière du soleil? Ce sont des panneaux photovoltaïques. Quelles sont les trois matières présentes dans une photopile? Du silicium, du phosphore et du bore. - La pile à combustible Quels sont les deux carburants utilisés pour faire fonctionner la pile à combustible? On utilise l'oxygène de l'air, et de l'hydrogène sous forme de gaz, contenu dans des bouteilles. Quelle est la vitesse maximale et l'autonomie de la voiture utilisant cette énergie? Elle roule à 95 km/h maximum, et peut parcourir environ 250 km. Que rejette la pile à combustible? De l'eau. 1/3

6 Comment transformer l'électricité en énergie motrice? Le moteur électrique Que se passe-t-il lorsque circule du courant électrique dans une bobine de fil de cuivre isolée? Cela produit un champ magnétique, on crée ainsi un électro-aimant. Que se passe-t-il lorsque le pôle moins de cet électro-aimant monté sur un axe est mis face au pôle moins d'un autre aimant? Il est repoussé, et donc tourne d'un demi-tour. L'énergie thermique : faites chauffer les moteurs! Comment produit-on des carburants? D'où vient le pétrole Quand et comment s est formé le pétrole? Le pétrole s est formé il y a 600 à 2 millions d années, par la décomposition puis la fermentation de déchets organiques (micro-organismes marins) qui s accumulaient au fond des mers. Du pétrole brut à l'essence Où se passe le tri des hydrocarbures? Il se passe dans une tour de distillation. A quelle température est chauffée le pétrole en arrivant au pied de la tour? Il est chauffé à 370 C Comment fait-on le tri des hydrocarbures? Le pétrole se vaporise. Les hydrocarbures les plus légers montent dans la tour. Les plus lourds restent en bas. Ils sont récupérés par condensation. Classez les hydrocarbures du plus léger au plus lourd : Gaz, essences, kérosène, gasoil, fuel, bitume. Les nouveaux carburants - Le gaz de pétrole liquéfié ou G.P.L. Quels gaz sont mélangés pour donner du GPL? Quel est l'avantage du GPL par rapport au pétrole? Le GPL est un mélange de butane et de propane. Le GPL émet un peu moins de dioxyde de carbone, mais surtout beaucoup moins de monoxyde de carbone et d'oxyde d'azote. - Les biocarburants : comment rouler au colza? Pourquoi une huile peut servir de carburant? L'huile de colza contient à peu près les mêmes molécules de carbone et d'hydrogène que le gazole. Que contient également l'huile de colza? Pourquoi l isole-t-on? Elle contient du glycérol qui causerait une combustion imparfaite et encrasserait le moteur. Comment s appelle le biocarburant provenant de l huile de colza? Le diester. Moteur : comment rouler plus propre? Les moteurs thermiques, comment ça marche? - Faire le bon mélange : carburation ou injection électronique? Quel est le dosage idéal du mélange air-essence? Il faut 15 volumes d'air pour 1 volume d'essence. Quel est l'avantage de l'injection sur le carburateur? Le mélange est mieux dosé, et donc il consomme moins d'essence et par conséquence rejette moins de CO 2. - Moteur essence, moteur diesel : quelle est la différence? Sur un moteur diesel, quelle est la position du piston lorsqu'on injecte le gasoil? Il est en haut. Sur un moteur essence, quelle est la position du piston lorsqu'on injecte l'essence? Il est en bas. - Le moteur hybride Qu'appelle-t-on une voiture hybride? C'est une voiture qui a un moteur électrique en plus du moteur à essence. Comment se chargent les batteries? C'est le moteur thermique ou la rotation des roues lors du freinage qui recharge les batteries. Energies et environnement : la planète en surchauffe. Quelles énergies consommons nous? Combien consommons nous chaque année de tonnes équivalent pétrole? 9,7 milliards de TEP Quelles sont les autres énergies «fossiles»? Nous utilisons aussi du charbon et du gaz. Quel sont les qualités et les défauts des énergies fossiles? Elles sont faciles à exploiter, mais leurs réserves ne sont pas inépuisables et leurs combustions produisent du CO 2. Quels sont les avantages et les inconvénients du nucléaire? Il ne rejette pas de CO 2, mais ses déchets sont radioactifs. Quelles sont les sources d'énergies naturelles? L'eau, le soleil et le vent. 2/3

7 Quelle part des besoins de la planète couvre chaque type d'énergie? Energies fossiles 78 % Energie nucléaire 7% Energies renouvelables 14% L'effet de serre - Un phénomène naturel Quels rayons sont à l'origine de l'effet de serre? Il s'agit des infrarouges différents de ceux émis par le soleil. Par quoi sont-ils «piégés», permettant ainsi de réchauffer l'atmosphère? Ce sont les gaz à effet de serre. - Les gaz à effet de serre émis par l'homme Indiquez ci-dessous le nom de l activité humaine qui produit ces gaz à effet de serre Gaz Activité humaine Gaz Activité humaine Dioxyde de carbone industrie, chauffage, Protoxyde d azote engrais dans l'agriculture transports Méthane culture du riz ou élevage intensif CFC ou HFC aérosols 3/3