PARTIE 1. Dans la vidéo «géothermie en Islande», ❿ Pourquoi l'islande est-elle un pays où on peut implanter des centrales géothermiques?

Transcription

1 PARTIE 1 Planche 1 : 1. Quelles sont les différentes sources d'énergie dans le monde? 2. Comment évolue la consommation d'énergie mondiale? Pourquoi? Planche 2 : 1. Qu'est qu'une énergie fossile? Donnez des exemples. 2. Quels problèmes pose-t-elle? 3. Quels sont les avantages et inconvénients de l'énergie nucléaire? Vidéos & animations : Dans la vidéo «biomasse-centrale-thermique-du-moule» ❿ Quelle est la matière première utilisée? ❿ A qui profite la vapeur émise? Dans l'animation «solaire-centrale», ❿ Quelles sont les trois premières étapes d'une installation photovoltaïque? ❿ Quelles sont les trois possibilités pour la quatrième étape? Dans la vidéo «géothermie en Islande», ❿ Pourquoi l'islande est-elle un pays où on peut implanter des centrales géothermiques? Dans la vidéo «20% d'énergies renouvelables en 2020», ❿ Lister les différentes sources d'énergies renouvelables. ❿ Pourquoi est-il nécessaire de développer les énergies renouvelables (avantages)?

2 Synthèse : A l'aide de la planche 3, remplissez le tableau suivant : Nom de l'énergie Principe de fonctionnement Inconvénients Solaire Éolienne Hydraulique Géothermique Biomasse

3 PARTIE 2 Choix d'une hypothèse à partir de contraintes de terrain La famille Dundee habite dans le désert australien et cherche à alimenter sa maison en électricité. C'est hélas un endroit reculé où il est impossible de se relier au réseau électrique le plus proche. Travail : 1. A partir du tableau rempli précédemment, quel serait le moyen le plus approprié pour que cette famille parvienne à fabriquer sa propre électricité? Justifiez votre réponse. 2. Vous allez devoir concevoir l'installation de cette maison. Pour cela, vous allez réaliser une maquette en miniature de cette installation. Voici la liste du matériel fourni : maison en carton fils électriques fer à souder lampe DEL cellule photovoltaïque lampe de bureau Interrupteur 3. Après avoir réfléchi, faites un schéma de l'installation à l'aide des symboles ci-dessous : Élément Symbole DEL Cellule photovoltaïque Lampe de bureau Interrupteur 4. Que symbolise la lampe de bureau dans la réalité? 5. Réalisez votre installation. Une fois le travail terminé, appelle un professeur, qui te posera quelques questions sur cette démarche expérimentale. Vous devez être capable de faire un court compte-rendu oral de votre travail.

4 Retour sur la démarche d'investigation 1. Vous devez remettre dans l'ordre les grandes étapes de la démarche scientifique. Pour cela, remplissez la colonne «Intitulé» du tableau ci-dessous : Les intitulés suivants sont dans le désordre : La synthèse des résultats obtenus la problématique la conclusion les hypothèses le choix d'une solution la réalisation de l'expérience la conception d'une expérience Étape Intitulé Observation Remplissez la colonne «Observation» du tableau ci-dessus pour récapituler votre propre expérience.

5 Comment produire des énergies propres a partir de ressources naturelles? 1ère partie : Théorie Les élèves sont par groupes de deux sur poste informatique Les moyens de production d'énergie sont : éolien, solaire, géothermique, hydraulique, biomasse. 1. Analyse de documents (textes, vidéos et sites internet) 2. Exploitation des documents 3. Formulation d'hypothèses 2ème partie : Expérimentation Les élèves sont par groupes de 4 par ilôts 1. Choix d'une hypothèse à partir de contraintes de terrain : l'énergie solaire 2. Conception de l'expérience à partir du matériel fourni (schéma explicatif) 3. Expérimentation 4. Synthèse du résultat 5. Retour sur les grandes étapes de la démarche d'investigation

6 PLANCHE 1 : ENERGIE C'est quoi au juste? L'énergie (du grec: ενεργεια, energeia, force en action) c'est la possibilité de fournir «un travail», de produire un mouvement, de la lumière ou de la chaleur. Pour faire tourner un moteur, pour qu'une ampoule s'éclaire, pour qu'un ordinateur fonctionne, c'est toujours la même chose : il faut de l'énergie. Dans le système international d'unités, l'énergie s'exprime en joules. Dans la vie courante, le kilowatt-heure lui est préféré. Les sources d'énergies Il existe plusieurs sources d'énergies dans la nature : 1. Les énergies fossiles ( pétrole, gaz et charbon ), présentes sur Terre en quantité limitée et non renouvelables. 2. L'énergie nucléaire produite par un combustible : l'uranium, que l'on trouve en quantité illimitée. 3. Les énergies dite renouvelables, quasi inépuisables venant du soleil, de l'eau, du vent, du bois ou de la chaleur de la Terre. Les besoins en énergie Mais qui sont les pays qui «brûlent» le plus d'énergie? Les États-Unis absorbent à eux seuls plus de 20 % du total de l'énergie consommée dans le monde ; les pays européens, presque autant ; la Chine, plus de 15 %. L'ensemble des 54 pays d'afrique en absorbent seulement 3 % et les 50 pays les plus pauvres du monde, moins de 1 %. Il est vrai que la consommation d'énergie d'un pays dépend à la fois du nombre de ses habitants, du mode de vie de ceux-ci et de son développement économique.

7 Par conséquent, le monde consomme de plus en plus d'énergie ( plus d'habitants, plus d'industries, plus de voitures, plus de modernisme...) Plus on est riches, plus on est énergivore

8 PLANCHE 2 : LES ENERGIES FOSSILES ET LE NUCLEAIRE Les énergies fossiles : C'est quoi? Les énergies fossiles sont le charbon, le pétrole et le gaz naturel. On les nomme souvent aussi : hydrocarbures. Elles proviennent de la transformation de substances organiques (planctons pour le pétrole et le gaz et plantes de marécages pour le charbon) dans le sous-sol. Ces hydrocarbures ont nécessité plusieurs millions d'années pour se former. Après les avoir extraits des profondeurs de la terre et transformé, ils sont brûlés et dégagent de l'énergie sous forme de chaleur. On s'en sert pour fabriquer du courant, chauffer les maisons et les usines, cuire les aliments ou faire démarrer les véhicules. Ce sont les sources d'énergie les plus utilisées dans le monde. On trouve le charbon presque partout, mais les réserves de pétrole et de gaz sont inégalement réparties. L'exploitation du pétrole et du gaz est l un des piliers de l économie industrielle, car le pétrole fournit la quasi totalité des carburants liquides. On l'utilise beaucoup pour l'industrie plastique et toutes sortes de dérivés.

9 Les risques 4. Le réchauffement climatique Malheureusement en brûlant, ces énergies fossiles dégage un gaz, le dioxyde de carbone (C02), qui monte dans l'atmosphère et retient la chaleur. Résultat: la Terre se réchauffe et, partout sur notre planète, le climat se dérègle. Les canicules sont de plus en plus fréquentes, le niveau des mers et des océans s'élève, ce qui provoque des inondations de terres habitées. Au Bangladesh, par exemple, on prévoit dans les cinquante prochaines années le déplacement forcé de millions de gens à cause de l'élévation du niveau de l'océan. Brûler du charbon, gaz ou pétrole accroit l'effet de serre responsable du réchauffement climatique Les accidents d'exploitation Le travail des mineurs est d'aller chercher le charbon enfoui depuis des millions d'années sous terre. Et ce n'est pas sans risques. Chaque année, les accidents font des centaines de victimes dans les mines de Chine ou d'ailleurs ( sauvetage des mineurs chiliens). Les marées noires Tu as déjà entendu parler des marées noires, qui polluent les mers et détruisent la faune et la flore. Il arrive que des navires transportant du pétrole perdent leur chargement en plein océan. Parfois aussi, certains navires vident leurs cuves en pleine mer, pour les nettoyer Sous l'effet des vents et des marées, des milliers de tonnes de pétrole se répandent alors et peuvent arriver jusqu'aux côtes.

10 Leur épuisement à court terme Le pétrole, le charbon et le gaz représentent 76 % des combustibles utilisés dans le monde. Et si de nouveaux gisements d'hydrocarbures ont été récemment découverts en mer, si l'on peut encore trouver du charbon à de grandes profondeurs sous terre, leurs réserves sont menacées à plus ou moins court terme. Il faut 2 millions d'années pour former un litre de pétrole et quelques minutes au moteur d'une voiture pour le consommer. Sans pétrole, plus d'essence,ni de plastiques. Parallèlement, la consommation d'énergie dans le monde ne cesse de croître ; ces vingt dernières années, elle a presque triplé! Il importe donc de trouver de nouveaux combustibles et d'économiser l'énergie disponible. Un cas particulier : l'énergie nucléaire (ni fossile ni renouvelable) Le combustible utilisé dans les centrales nucléaires est l'uranium, un minerai que l'on trouve dans certaines roches. Il est extrait dans des vastes mines à ciel ouvert ou dans des galeries souterraines. Au cœur des centrales nucléaires, des milliards d'atomes d'uranium sont cassés, ce qui libère une énorme quantité de chaleur. Cette chaleur dégagée permet de produire de l'électricité. Dans notre pays, prés de 80 % de l'électricité que nous consommons est produite dans des centrales nucléaires. Leur fonctionnement ne produit pas de CO2 et elles ne rejettent dans l'environnement que de la vapeur d'eau et de l'eau chaude sans émettre de gaz à effet de serre, contrairement aux énergies fossiles.dans le «palmarès des dangers», l'énergie nucléaire est elle aussi bien placée : la transformation des atomes d'uranium produit des déchets radioactifs très dangereux pour l'homme. Aucune solution efficace n'a encore été trouvée pour faire disparaître ou pour stocker ces déchets sans aucun danger pour les hommes et l'environnement.

11 Planche 3 : Les énergies renouvelables et le développement durable Les énergies renouvelables : Qu'est-ce que c'est? Les énergies renouvelables sont les énergies hydraulique, éolienne, solaire, ainsi que la géothermie et la biomasse. Elles proviennent de sources d'énergie qui ne s'épuisent pas au fur et à mesure qu'on les consomme ou qui se renouvellent facilement. En outre, ces énergies renouvelables émettent moins de dioxyde de carbone que les énergies fossiles, aussi elles sont appelées à se développer dans un futur proche. Ces énergies renouvelables sont donc des solutions qui permettent de concilier besoins énergétiques et développement durable.

12 Quelques désavantages Même si ces énergies sont quasi inépuisables et peu polluantes, elles présentent quand même quelques désavantages : 1. L'énergie solaire reste chère, les panneaux demandent beaucoup de place et... il faut beaucoup d'énergie pour les fabriquer! 2. L'énergie éolienne est séduisante. Mais lorsque le vent cesse de souffler, la production d'énergie s'arrête! Il faut donc associer les éoliennes avec des centrales utilisant des énergies non renouvelables. De plus elles ont un impact sur le paysage 3. L'énergie hydraulique (barrages) est déjà utilisée autant que possible. Les barrages modifient les milieux de vie des animaux aquatiques, en empêchant ou en gênant par exemple la circulation des poissons migrateurs. 4. La combustion de la biomasse (énergie tirée des végétaux) n'est pas très efficace et elle dégage du CO2.De plus elle nécessite de grandes surfaces cultivées au détriment des cultures destinées à l'alimentation. 5. La géothermie transforme la chaleur du sol en énergie. En Islande, elle fournit du chauffage à près de 80 % de la population. Mais les sources chaudes n'existent hélas pas partout, et la récupération de la chaleur de la Terre coûte souvent trop cher pour le peu d'énergie récupérée.