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cycle 3 jdi n° 3 novembre 2008 Découvrir les énergies renouvelables C’est aujou

cycle 3 jdi n° 3 novembre 2008 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 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. 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 dimi- nuer notre consommation en CO2. XXVI Sciences Les énergies Séances Notions abordées Compétences disciplinaires Classes Sources d’énergie Épuisement ou non des sources d’énergie • Principes de fonctionnement • Applications possibles Comprendre le fonctionnement des énergies renouvelables CE2 Découvrir les différentes sources d’énergie Déterminer si une énergie est renouvelable 1 3 2 Dispositif expérimental : fermentation de la biomasse Fabriquer du biogaz 4 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’hydrau- lique, la biomasse, l’éolien, la géothermie, l’énergie solaire et l’énergie des mers. PDF Document préparé pour <ce.0693262w@ac-lyon.fr> CE2 novembre 2008 jdi n° 3 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 bio- masse (épluchures, bois…). • Expliquer que l’on peut produire de l’énergie à partir de la biomasse de plu- sieurs façons : en la faisant brûler, en la transformant chimiquement ou en la fai- sant 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 fonction- nant 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 collective- ment en revenant sur chaque étape du protocole. À l’aide d’un calendrier, préci- ser 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) • Jour 0 : placer les épluchures dans les récipients. Répertorier les sources de cha- leur possibles (le radiateur ou les rayons du soleil). Expliquer que la chaleur accé- lère 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”. XXVII Sciences Les énergies OBJECTIFS • Réaliser un dispositif expérimen- tal. • Se sensibiliser à la notion d’éner- gie renouvelable. COMPÉTENCES • Émettre des hypothèses. • Expérimenter, argumenter, tirer des conclusions. • S’exprimer oralement. MATÉRIEL • Une bouteille en plastique par élève. • Une boîte en plastique transpa- rente par élève. • Du film alimentaire étirable. • Des élastiques. • Photocopies de la page XXVIII. Notes 1. Le terme de biomasse aura été abordé lors des deux séances précé- dentes (se référer aux compléments sur Internet, documents 1 et 3). 2. Présenter ce matériel concrète- ment : la bouteille, la boîte, quel- ques épluchures. Préciser que vous fournirez les élastiques et le film éti- rable 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 nauséa- bonde). Document préparé pour <ce.0693262w@ac-lyon.fr> CE2 jdi n° 3 novembre 2008 XXVIII Sciences Les énergies 1. Conserver les épluchures de la maison sur une ou deux journées. 3. Jour 2 : Noter et dessiner les réac- tions constatées sans ouvrir les réci- pients. 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. ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ 4. Jour 4 : Noter et dessiner les réac- tions constatées sans ouvrir les réci- pients. 5. Jour 6 : Noter et dessiner les réac- tions constatées sans ouvrir les réci- pients. 2. Jour 0 : Remplir une bouteille d’eau, au quart de sa contenance, avec ces épluchu- res. Faire de même avec une boîte en plas- tique 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. © Étienne Souppart Document préparé pour <ce.0693262w@ac-lyon.fr> uploads/Science et Technologie/ les-energies.pdf