Guide 5e - Comment fonctionne le monde ? Energie et energies...

Séquence 4.3. : Comment optimiser l'utilisation d'énergie ?
Auteurs : Equipe La main à la pâte(plus d'infos)
Résumé :
Il y a beaucoup d'énergie autour de nous mais nous ne savons en utiliser qu'une petite partie. L'élève a vu lors du module 3 que : « l’énergie n’est jamais perdue mais transformée et parfois non utile à l’application visée » et ainsi que « l'énergie se conserve... mais on pourrait en manquer ». Il est donc nécessaire de mettre en œuvre des solutions afin de réduire les pertes énergétiques.
Publication : 26 février 2013

Séquence 4.3. : Comment optimiser l'utilisation d'énergie ?

Fil directeur :

Il y a beaucoup d'énergie autour de nous mais nous ne savons en utiliser qu'une petite partie.

L'élève a vu lors du module 3 que : « l’énergie n’est jamais perdue mais transformée et parfois non utile à l’application visée » et ainsi que « l'énergie se conserve... mais on pourrait en manquer ».

Il est donc nécessaire de mettre en œuvre des solutions afin de réduire les pertes énergétiques.

4.3.1. Dans notre habitat : quelles solutions mettre en œuvre pour réduire les pertes énergétiques ?

Situation déclenchante et exemples d’activités

1) Comment garder des produits surgelés du supermarché jusqu’à la maison sans qu’ils décongèlent ? Comment conserver une boisson froide en été et chaude en hiver ?

On revient sur le four solaire élaboré lors du module 3. Jusqu’à maintenant, les élèves ont fait chauffer de l’eau et ont remarqué que certaines propriétés des matériaux permettaient de chauffer plus ou moins celle-ci. Désormais, tous disposent d’eau chaude et essayent de conserver sa chaleur le plus longtemps possible. On peut également chercher à conserver un glaçon le plus longtemps possible.

2) Il existe maintenant des maisons avec zéro consommation d'énergie pour le chauffage (concept de maison passive en Allemagne). Cela nécessite évidemment un très bon isolement.

Les élèves comparent simple et double vitrage : on peut toucher 2 vitres chauffées par le même type de lampe. Ils mettent en évidence de la couche d'air.

Ils testent plusieurs matériaux pour évaluer leur efficacité en terme d'isolation thermique et de gain en énergie (conduction thermique des corps solides/ utilisation de matériaux composites et/ou de «couches d'air»).

3) On peut également récupérer l'énergie : ce moyen permet d'augmenter la quantité d'énergie que l'on obtient avec une même source.

Les élèves étudient ainsi par exemple une boite à ventilation double flux : l'air chaud produit par l'activité humaine (hommes, appareils électriques, cuisine...) est récupéré et sert à réchauffer l'air froid qui entre avant d'être évacué.

4) Habitat dans l'espace. Une recherche documentaire peut être menée.

Notions essentielles :

Certains matériaux conservent la chaleur plus que d’autres car ils sont isolants.

Pour optimiser l'utilisation de l'énergie, on peut chercher soit à réduire les pertes énergétiques soit à augmenter la quantité d'énergie que l'on obtient avec une même source d'énergie.

4.3.2. Dans notre corps :

4.3.2.1.Comment conserver un appareil respiratoire en bon état ?

4.3.2.2. Comment notre mode de vie peut-il modifier le bon fonctionnement du système circulatoire ?

Situation déclenchante et exemples d’activités

Les élèves effectuent une campagne de prévention contre le tabagisme auprès de leurs camarades.

Pour susciter leur intérêt, on pourra au préalable leur présenter une radiographie des poumons d'un fumeur et celle des poumons d'un non-fumeur.

Ils réalisent ensuite des enquêtes auprès de l'infirmier scolaire, d'associations, de professionnels, des élèves et professeurs du collège. Ils fabriquent ensuite dépliants et affiches.

Une recherche documentaire pourra également être effectuée au sujet de la pollution atmosphérique.

Les élèves visionnent une vidéo sur l'infarctus. A partir de cette vidéo, une discussion est engagée sur le lien entre alimentation et risques cardiaques. Ils observent des artères coronaires.

Notions essentielles :

Des substances nocives, plus ou moins abondantes dans l'environnement, peuvent perturber le fonctionnement de l'appareil respiratoire.

Le bon fonctionnement du système cardio-vasculaire est favorisé par l'activité physique ; une alimentation trop riche, la consommation de tabac, l'excès de stress sont à l'origine de maladies cardio-vasculaires.

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