I.5.6 - Fabrication de la voiture solaire

Niveaux conseillés

CM2, 6e

Résumé

Cette séance est destinée à la fabrication de la voiture.

Notions

Un circuit de voiture électrique comprend un générateur, des fils conducteurs, un interrupteur et un moteur.

Modalité d'investigation

Réalisation technologique

Matériel

Pour chaque groupe :
• 1 panneau photovoltaïque (150 mA)
• 1 moteur électrique (3,3 V)
• Fils électriques
• 1 ampoule ou, de préférence, 1 diode électroluminescente
• 1 batterie rechargeable
• Des petites roues ou des bouchons de bouteille en plastique
• Une vrille pour percer les bouchons
• 1 interrupteur
• Matériaux divers de récupération : bouchon en plastique ou en liège, paille, pic à brochette, carton, polystyrène, bois, plastique, carton plume
Photocopie de la fiche 15 (Les voitures solaires)

Lexique

Essieu, châssis, carrosserie, rendement

Durée

1 h

Avant-propos

La séance ci-dessous va à l’essentiel vis-à-vis du projet : réaliser une voiture solaire fonctionnelle. On peut la compléter dans le cadre d’un projet technologique plus ambitieux (travail sur le design, les matériaux…).

Réalisation technologique (par groupes)

Les élèves, répartis par groupes, finalisent la construction de leur voiture solaire en repartant du montage réalisé à la séance précédente.
Au fur et à mesure de la construction, les élèves doivent résoudre plusieurs problèmes :
• Pour l’essieu : Comment faire tourner les roues non motrices ?
• Pour la carrosserie : Quel matériau je dois prendre par rapport au poids de mon véhicule ?
• Pour le châssis : Est-ce que je choisis de l’intégrer ou non à la carrosserie ?
• Pour l’interrupteur : Où est-ce que je le positionne ?
Exemple de voiture réalisée (pour le moment, il manque la batterie) :


Classe de 6è d’Igor Ferrieu (Le Kremlin-Bicêtre)

Étude documentaire (individuellement)

Lorsque les élèves ont réalisé leurs voitures solaires et qu’elles fonctionnent, l’enseignant leur propose de les comparer avec une vraie voiture solaire. Il leur distribue une photocopie de la fiche 15 (Les voitures solaires). Il demande : Pourquoi n’y a-t-il pas plus de voitures solaires en circulation ? Les élèves étudient les données des tableaux pour répondre à cette question.
L’enseignant recueille les idées des élèves et on les discute collectivement. On pourra notamment parler des problèmes de poids (le véhicule doit être très léger s’il veut être autonome), de rendement (actuellement, l’efficacité de la transformation de l’énergie solaire en énergie électrique puis mécanique est trop faible pour un usage commercial), de coût et d’infrastructure (il faut parfois installer des bornes de rechargement), voire de capacité d’ensoleillement.

Notes pédagogiques
• L’étude de la voiture solaire est ici proposée à titre d’exemple : elle n’a pas vocation à être réaliste mais plutôt à permettre aux élèves de se poser les bonnes questions.
• Les problèmes de rendement ou de surface disponible pour les panneaux solaires obligent en effet à restreindre de façon importante le poids, la vitesse ou l’autonomie. La véritable voiture solaire de grande série n’est donc pas pour demain ! En revanche, la voiture électrique rechargée sur une borne alimentée grâce à de l’énergie solaire est une bonne alternative à court terme.
• La voiture solaire, ou électrique, présente un intérêt certain pour réduire les émissions de CO2, mais elle a tout de même un impact environnemental non négligeable (énergie, matériaux et déchets liés aux batteries, notamment). La meilleure solution reste donc l'alternative à la voiture (transports en commun, vélo…).

Conclusion

La classe élabore une conclusion, par exemple : Pour limiter les impacts de l’automobile sur l’environnement, la santé et la qualité de vie, on peut utiliser des voitures à énergie électrique. Certaines voitures électriques peuvent être rechargées grâce à l’énergie solaire. Il est encore difficile de commercialiser ces voitures car elles ne sont pas encore aussi compétitives que les voitures à énergie thermique.

 

Retour au module Retour à la Partie I - Les grandes inventions ayant marqué l’histoire des transports Retour à la Séquence I.5 - L'automobile

 

Partenaires du projet

ADEME CASDEN Editions Le Pommier