Les Energies
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- Words: 1,213
- Pages: 3
Document préparé pour
cycle 3
Sciences
Les énergies
Découvrir les énergies renouvelables C’est aujourd’hui une évidence, confirmée par de nombreux experts, la nécessité de stopper le réchauffement de la planète doit devenir une priorité pour tous. Les énergies renouvelables sont une des solutions proposées. Pour que les élèves puissent s’en emparer, ils doivent d’abord comprendre en quoi elles consistent. voir séance 4
Notions abordées
Séances 1
Sources d’énergie
2
Épuisement ou non des sources d’énergie
Classes
Compétences disciplinaires Découvrir les différentes sources d’énergie Déterminer si une énergie est renouvelable
CE2 3
• Principes de fonctionnement • Applications possibles
Comprendre le fonctionnement des énergies renouvelables
4
Dispositif expérimental : fermentation de la biomasse
Fabriquer du biogaz
Comme précisé dans le document d’application des programmes : “Fiches de connaissances, cycles 2 et 3“ à la page 29 : “Il serait illusoire de vouloir faire raisonner les élèves de l’école primaire en termes de transferts d’énergie, et encore plus en terme de transformation d’une forme d’énergie en une autre forme“. En d’autres termes, le module présenté ici ne représente qu’une simple sensibilisation aux différentes sources d’énergie utilisables.
Ressources www.jdi.com – Fiche du JDI n° 1590 de septembre 2005 : Sciences CM1 “Distinguer énergie et source d’énergie”. – Fiche du JDI n° 1592 de novembre 2005 : Sciences CE2 “Connaître l’histoire des sources d’énergie”.
Autres sites – http://www.eduscol.education.fr/D0110/energiesrenouvelables.pdf Document proposant des pistes de travail sur les énergies renouvelables à l’école primaire, au collège et au lycée. Ce document clarifie le vocabulaire à employer dans ce domaine. – http://www.energiealecole.org/outils.php Mise à disposition d’outils pédagogiques pour aborder le thème de l’énergie à l’école.
jdi n° 3
novembre 2008
Bibliographie E = moins de CO2, comprendre et agir au quotidien, un guide sur l’énergie et l’environnement disponible en kiosque et réalisé par EDF : description des énergies renouvelables et propositions d’actions individuelles au quotidien pour diminuer notre consommation en CO2.
compléments sur www.jd2i.com
PDF
– Séance 1 : Découverte des différentes sources d’énergie. – Séance 2 : Classement des sources d’énergie proposées lors de la séance précédente (renouvelables/ non renouvelables). – Séance 3 : Présentation du principe de fonctionnement des différentes énergies renouvelables connues : l’hydraulique, la biomasse, l’éolien, la géothermie, l’énergie solaire et l’énergie des mers.
XXVI
Document préparé pour
CE2
Sciences
Les énergies
Séance 4
Fabriquer du biogaz À travers une expérience très facile à mettre en place, les élèves vont être confrontés à la fabrication d’une énergie renouvelable, le biogaz. Ils prendront ainsi conscience du rôle qu’ils peuvent tenir dans la préservation des ressources naturelles.
Définir le biogaz (collectif) • Dire aux élèves : “Nous avons, lors des séances précédentes, listé les différentes énergies renouvelables connues. Pouvez-vous me les citer ?” Noter au tableau leurs réponses (réponses attendues : la biomasse, l’énergie solaire, l’énergie éolienne, l’énergie hydraulique, l’énergie des mers et la géothermie). • Souligner le terme biomasse et en faire reformuler la définition (1) : la biomasse est l’ensemble des matières organiques, végétaux principalement, qui peuvent devenir une source d’énergie. • Demander aux élèves de donner des exemples de substances constituant la biomasse (épluchures, bois…). • Expliquer que l’on peut produire de l’énergie à partir de la biomasse de plusieurs façons : en la faisant brûler, en la transformant chimiquement ou en la faisant fermenter (expliciter le terme si nécessaire en le remplaçant par celui de pourrir). Dans ce dernier cas, on fabrique du biogaz. • Préciser que ce biogaz peut alimenter des chaudières ou des véhicules fonctionnant au GNV (Gaz Naturel Véhicule).
Mettre en place le protocole expérimental (collectif) • Dire aux élèves qu’ils vont réaliser une expérience pour comprendre comment la biomasse se transforme en biogaz au cours de la fermentation. • Distribuer à chacun une photocopie de la page XXVIII. Accorder un temps de lecture silencieuse et de remarques éventuelles. Expliciter la démarche collectivement en revenant sur chaque étape du protocole. À l’aide d’un calendrier, préciser les dates effectives de l’expérimentation. • Lister au tableau le matériel nécessaire. Demander à chacun de le rapporter de la maison (2).
Fabriquer du biogaz (individuel, collectif)
OBJECTIFS • Réaliser un dispositif expérimental.
• Se sensibiliser à la notion d’énergie renouvelable.
COMPÉTENCES • Émettre des hypothèses. • Expérimenter, argumenter, tirer des conclusions.
• S’exprimer oralement.
MATÉRIEL • Une bouteille en plastique par élève.
• Une boîte en plastique transparente par élève.
• Du film alimentaire étirable. • Des élastiques. • Photocopies de la page XXVIII. Notes
XXVII
jdi n° 3
• Jour 0 : placer les épluchures dans les récipients. Répertorier les sources de chaleur possibles (le radiateur ou les rayons du soleil). Expliquer que la chaleur accélère la fermentation. Demander à chacun d’étiqueter ses contenants pour les identifier. • Jours 2, 4 et 6 : noter et dessiner les modifications possibles (le film plastique peut gonfler, la biomasse peut se tasser, de la buée peut apparaître sur les parois des récipients). • Jour 7 : commencer par ouvrir la boîte (faire percer le film alimentaire). Demander de noter ce qui s’est passé (3) dans la case 5 du protocole. • Procéder ensuite à l’ouverture des bouteilles : réclamer un silence complet pour que les élèves puissent percevoir les sons émis (4). Faire noter les observations dans la case 6 du protocole. • Poser la question suivante : “Pouvez-vous m’expliquer pourquoi un gaz est apparu dans la bouteille et pas dans la boîte ?” Laisser émettre des hypothèses. S’ils ne le font pas, amener les élèves à prendre conscience de la nécessité de l’absence d’air pour qu’il y ait fermentation : comparer l’hermétisme du bouchon avec la porosité du film alimentaire. • Conclure : “Pour obtenir du biogaz, il faut laisser fermenter des végétaux dans un contenant hermétique (sans air, donc sans oxygène) plusieurs jours”.
novembre 2008
1. Le terme de biomasse aura été abordé lors des deux séances précédentes (se référer aux compléments sur Internet, documents 1 et 3). 2. Présenter ce matériel concrètement : la bouteille, la boîte, quelques épluchures. Préciser que vous fournirez les élastiques et le film étirable destiné à couvrir les boîtes. 3. La fabrication du biogaz sera très certainement un échec en raison de la porosité du film alimentaire. 4. L’ouverture des bouteilles devrait provoquer de vives exclamations (léger sifflement et odeur nauséabonde).
Document préparé pour
CE2
Sciences
Les énergies
1. Conserver les épluchures de la maison sur une ou deux journées.
4. Jour 4 : Noter et dessiner les réactions constatées sans ouvrir les récipients.
5. Jour 6 : Noter et dessiner les réactions constatées sans ouvrir les récipients.
jdi n° 3
novembre 2008
© Étienne Souppart
3. Jour 2 : Noter et dessiner les réactions constatées sans ouvrir les récipients.
2. Jour 0 : Remplir une bouteille d’eau, au quart de sa contenance, avec ces épluchures. Faire de même avec une boîte en plastique transparente. Fermer la bouteille avec un bouchon et couvrir la boîte avec un film alimentaire qui sera fixé à l’aide d’un élastique. Placer les deux récipients près d’une source de chaleur.
6. Jour 7 : Percer le film alimentaire de la boîte avec un crayon très bien taillé. Noter ce qui se passe.
7. Jour 7 : Ouvrir la bouteille. Noter ce qui se passe et donner les conclusions.
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Les énergies
Découvrir les énergies renouvelables C’est aujourd’hui une évidence, confirmée par de nombreux experts, la nécessité de stopper le réchauffement de la planète doit devenir une priorité pour tous. Les énergies renouvelables sont une des solutions proposées. Pour que les élèves puissent s’en emparer, ils doivent d’abord comprendre en quoi elles consistent. voir séance 4
Notions abordées
Séances 1
Sources d’énergie
2
Épuisement ou non des sources d’énergie
Classes
Compétences disciplinaires Découvrir les différentes sources d’énergie Déterminer si une énergie est renouvelable
CE2 3
• Principes de fonctionnement • Applications possibles
Comprendre le fonctionnement des énergies renouvelables
4
Dispositif expérimental : fermentation de la biomasse
Fabriquer du biogaz
Comme précisé dans le document d’application des programmes : “Fiches de connaissances, cycles 2 et 3“ à la page 29 : “Il serait illusoire de vouloir faire raisonner les élèves de l’école primaire en termes de transferts d’énergie, et encore plus en terme de transformation d’une forme d’énergie en une autre forme“. En d’autres termes, le module présenté ici ne représente qu’une simple sensibilisation aux différentes sources d’énergie utilisables.
Ressources www.jdi.com – Fiche du JDI n° 1590 de septembre 2005 : Sciences CM1 “Distinguer énergie et source d’énergie”. – Fiche du JDI n° 1592 de novembre 2005 : Sciences CE2 “Connaître l’histoire des sources d’énergie”.
Autres sites – http://www.eduscol.education.fr/D0110/energiesrenouvelables.pdf Document proposant des pistes de travail sur les énergies renouvelables à l’école primaire, au collège et au lycée. Ce document clarifie le vocabulaire à employer dans ce domaine. – http://www.energiealecole.org/outils.php Mise à disposition d’outils pédagogiques pour aborder le thème de l’énergie à l’école.
jdi n° 3
novembre 2008
Bibliographie E = moins de CO2, comprendre et agir au quotidien, un guide sur l’énergie et l’environnement disponible en kiosque et réalisé par EDF : description des énergies renouvelables et propositions d’actions individuelles au quotidien pour diminuer notre consommation en CO2.
compléments sur www.jd2i.com
– Séance 1 : Découverte des différentes sources d’énergie. – Séance 2 : Classement des sources d’énergie proposées lors de la séance précédente (renouvelables/ non renouvelables). – Séance 3 : Présentation du principe de fonctionnement des différentes énergies renouvelables connues : l’hydraulique, la biomasse, l’éolien, la géothermie, l’énergie solaire et l’énergie des mers.
XXVI
Document préparé pour
CE2
Sciences
Les énergies
Séance 4
Fabriquer du biogaz À travers une expérience très facile à mettre en place, les élèves vont être confrontés à la fabrication d’une énergie renouvelable, le biogaz. Ils prendront ainsi conscience du rôle qu’ils peuvent tenir dans la préservation des ressources naturelles.
Définir le biogaz (collectif) • Dire aux élèves : “Nous avons, lors des séances précédentes, listé les différentes énergies renouvelables connues. Pouvez-vous me les citer ?” Noter au tableau leurs réponses (réponses attendues : la biomasse, l’énergie solaire, l’énergie éolienne, l’énergie hydraulique, l’énergie des mers et la géothermie). • Souligner le terme biomasse et en faire reformuler la définition (1) : la biomasse est l’ensemble des matières organiques, végétaux principalement, qui peuvent devenir une source d’énergie. • Demander aux élèves de donner des exemples de substances constituant la biomasse (épluchures, bois…). • Expliquer que l’on peut produire de l’énergie à partir de la biomasse de plusieurs façons : en la faisant brûler, en la transformant chimiquement ou en la faisant fermenter (expliciter le terme si nécessaire en le remplaçant par celui de pourrir). Dans ce dernier cas, on fabrique du biogaz. • Préciser que ce biogaz peut alimenter des chaudières ou des véhicules fonctionnant au GNV (Gaz Naturel Véhicule).
Mettre en place le protocole expérimental (collectif) • Dire aux élèves qu’ils vont réaliser une expérience pour comprendre comment la biomasse se transforme en biogaz au cours de la fermentation. • Distribuer à chacun une photocopie de la page XXVIII. Accorder un temps de lecture silencieuse et de remarques éventuelles. Expliciter la démarche collectivement en revenant sur chaque étape du protocole. À l’aide d’un calendrier, préciser les dates effectives de l’expérimentation. • Lister au tableau le matériel nécessaire. Demander à chacun de le rapporter de la maison (2).
Fabriquer du biogaz (individuel, collectif)
OBJECTIFS • Réaliser un dispositif expérimental.
• Se sensibiliser à la notion d’énergie renouvelable.
COMPÉTENCES • Émettre des hypothèses. • Expérimenter, argumenter, tirer des conclusions.
• S’exprimer oralement.
MATÉRIEL • Une bouteille en plastique par élève.
• Une boîte en plastique transparente par élève.
• Du film alimentaire étirable. • Des élastiques. • Photocopies de la page XXVIII. Notes
XXVII
jdi n° 3
• Jour 0 : placer les épluchures dans les récipients. Répertorier les sources de chaleur possibles (le radiateur ou les rayons du soleil). Expliquer que la chaleur accélère la fermentation. Demander à chacun d’étiqueter ses contenants pour les identifier. • Jours 2, 4 et 6 : noter et dessiner les modifications possibles (le film plastique peut gonfler, la biomasse peut se tasser, de la buée peut apparaître sur les parois des récipients). • Jour 7 : commencer par ouvrir la boîte (faire percer le film alimentaire). Demander de noter ce qui s’est passé (3) dans la case 5 du protocole. • Procéder ensuite à l’ouverture des bouteilles : réclamer un silence complet pour que les élèves puissent percevoir les sons émis (4). Faire noter les observations dans la case 6 du protocole. • Poser la question suivante : “Pouvez-vous m’expliquer pourquoi un gaz est apparu dans la bouteille et pas dans la boîte ?” Laisser émettre des hypothèses. S’ils ne le font pas, amener les élèves à prendre conscience de la nécessité de l’absence d’air pour qu’il y ait fermentation : comparer l’hermétisme du bouchon avec la porosité du film alimentaire. • Conclure : “Pour obtenir du biogaz, il faut laisser fermenter des végétaux dans un contenant hermétique (sans air, donc sans oxygène) plusieurs jours”.
novembre 2008
1. Le terme de biomasse aura été abordé lors des deux séances précédentes (se référer aux compléments sur Internet, documents 1 et 3). 2. Présenter ce matériel concrètement : la bouteille, la boîte, quelques épluchures. Préciser que vous fournirez les élastiques et le film étirable destiné à couvrir les boîtes. 3. La fabrication du biogaz sera très certainement un échec en raison de la porosité du film alimentaire. 4. L’ouverture des bouteilles devrait provoquer de vives exclamations (léger sifflement et odeur nauséabonde).
Document préparé pour
CE2
Sciences
Les énergies
1. Conserver les épluchures de la maison sur une ou deux journées.
4. Jour 4 : Noter et dessiner les réactions constatées sans ouvrir les récipients.
5. Jour 6 : Noter et dessiner les réactions constatées sans ouvrir les récipients.
jdi n° 3
novembre 2008
© Étienne Souppart
3. Jour 2 : Noter et dessiner les réactions constatées sans ouvrir les récipients.
2. Jour 0 : Remplir une bouteille d’eau, au quart de sa contenance, avec ces épluchures. Faire de même avec une boîte en plastique transparente. Fermer la bouteille avec un bouchon et couvrir la boîte avec un film alimentaire qui sera fixé à l’aide d’un élastique. Placer les deux récipients près d’une source de chaleur.
6. Jour 7 : Percer le film alimentaire de la boîte avec un crayon très bien taillé. Noter ce qui se passe.
7. Jour 7 : Ouvrir la bouteille. Noter ce qui se passe et donner les conclusions.
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