les énergies

Discipline
Sciences expérimentales et technologie
Niveaux
CM1, CM2.
Auteur
A. ROUSSE
Objectif
Recueillir les conceptions des élèves,
Donner une définition aux termes d'énergie, de sources d'énergie
Connaître les différentes sources d’énergie
Différencier source et forme
Connaître les différentes sources d’énergie
Connaître la définition d’une énergie renouvelable
Savoir pourquoi utiliser une source d’énergie renouvelable
Connaître les conséquences de leur utilisation (avantage et inconvénient)
Socle
  • L’énergie

qu'est-ce-que l'énergie? Quels sont les différentes énergies? les énergies renouvelables et non renouvelables

Déroulement des séances

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Séance 1 : Qu’est-ce que l’énergie ?

Dernière mise à jour le 06 novembre 2012
Discipline / domaine
Sciences expérimentales et technologie
Objectif
Recueillir les conceptions des élèves,
Donner une définition aux termes d'énergie, de sources d'énergie
Durée
40 minutes (1 phases)
Matériel
Matériel : texte sur l’énergie + schéma sur l’énergie au quotidien

1. Découverte des énergies

collectif | 40 min. | découverte

1/– découverte

Demander aux élèves ce que représente pour eux le mot "énergie"

- "c'est ce qui permet de nous déplacer, de vivre", "de grandir", "de faire du sport", "c'est l’alimentation". "C’est l'électricité, la puissance".

- laisser émerger les différentes représentations en les notant au tableau

 

2/ recherche

Distribution du l’annexe 1 : / Lecture individuelle du document,

Intervention libre puis orientée

 

3/mise en commun

Donner une définition de l’énergie : définition encyclopédique / de la classe

L'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur,

de la lumière, de produire un mouvement.

Vient du bas latin energia qui signifie « force en action ».

L’énergie, ça sert à faire quelque chose. C’est une force qu’on peut transformer.

C'est une force qui se déplace.

4/ Distribution du schéma sur l’énergie au quotidien

Selon les connaissances ou non des élèves, remplir le schéma collectivement ou pas

2

Séance 2 : Les sources d’énergie

Dernière mise à jour le 06 novembre 2012
Discipline / domaine
Sciences expérimentales et technologie
Objectif
Connaître les différentes sources d’énergie
Différencier source et forme
Connaître les différentes sources d’énergie
Durée
40 minutes (1 phases)
Matériel
Matériel : le chasseur d’énergie + images à trier + questionnaire sur les différentes sources d’énergie

1. Les sources d’énergie

collectif | 40 min. | recherche

1/ Recherche en groupes de 4 / 5 élèves

Mise en situation :

A partir d’une enquête effectuée par les élèves : le chasseur d’énergie (à la maison)

- Utilisation d’un tableau de synthèse commun

 

 

 

 

Fonction

Situation

Provenance de l’énergie

 

Déplacements / mouvement

 

 

 

Chaleur

 

 

 

Lumière

 

 

 

 

- Difficulté à remplir la dernière colonne

2/ Découverte :

Distribution par groupe d’une enveloppe contenant 20 images

- trier ces images en regroupant entre elles celles qui vous semblent aller ensemble. Attention vous devez pouvoir justifier votre choix.

- laisse un temps de recherche tout en circulant dans les groupes pour aider si besoin.

 

3/ Mise en commun :

Mise en commun et observation des tris effectués dans les groupes.

Discussion entre les E sur les choix émis.

Il doit apparaître les sources d’énergie suivantes : L’eau / le vent / le soleil / le gaz / le charbon / le bois / le pétrole / le nucléaire / la foudre / les muscles

 

4/ Recherche :

Nous allons maintenant classer ces énergies en fonction des endroits où je peux les trouver :

• Energie en sous sol : pétrole, gaz, charbon, chaleur de la terre

• Energie du sol : le bois

• Energie « diffuse » : l’eau, le vent, le soleil

Travail sur le questionnaire sur les différentes sources d’énergie

Trace écrite : élaboration de la trace écrite avec les élèves

La trame de la trace écrite:

Les sources d’énergie.

Tous les pays du monde ont besoin d’énergie qu’ils puisent dans la nature. Celle-ci nous offre en effet dans son sol ou son sous sol différentes sources d’énergie.

• Energie en sous sol : pétrole, gaz, charbon, uranium, chaleur de la terre

• Energie du sol : le bois

• Energie « diffuse » : l’eau, le vent, le soleil, les marées

3

Séance 3 : Les énergies fossiles / non renouvelables

Dernière mise à jour le 06 novembre 2012
Discipline / domaine
Sciences expérimentales et technologie
Objectif
Connaître la définition d’une énergie renouvelable
Durée
50 minutes (1 phases)
Matériel
Matériel : document sur les sources d’énergie non renouvelables

1. Les énergies fossiles / non renouvelables

collectif | 50 min. | recherche

1/ Mise en situation :

Rappel de la séquence précédente : les énergies en sol ou sous sol et les énergies diffuses

 

2/ découverte

Distribution d’un montage photocopies + questionnaire

Découverte, lecture collective du texte puis des questions.

 

3/recherche

Phase de recherche en petits groupes

Intervention libre puis orientée

 

4/ mise en commun

Répondre aux questions selon le document :

 

Qu’est ce qu’une énergie fossile ? Tourbe, charbon, pétrole, gaz

  • Issus de la transformation d’organisme et végétaux sous terre.

 

Cite les sources d’énergie fossile

  • Les sources d'énergies fossiles sont celles qui sont issues de la fossilisation de matière organique dans le sous-sol terrestre

Ils ont mené à la formation de ce que nous connaissons aujourd'hui sous les noms de charbon, gaz naturelet pétrole.

 le charbon :

 Avantages

  • Seule forme d'énergie fossile sous forme solide.
  • Disponible dans de nombreux pays.
  • Les gisements connus sont très importants.
  • Permet de produire du gaz de houille et un grand nombre de produits chimiques carbonés ou hydrogénés.

Inconvénients

  • Energie non-renouvelable volumineuse et couteuse à extraire et à transporter.
  • Les impuretés du charbon sont une importante source de pollution lors de sa combustion (souffre notamment). Des systèmes de filtrage des gaz produits sont nécessaires.
  • Comme pour tout carburant fossile, sa combustion libère du dioxyde de carbone dans l'atmosphère, phénomène à l'origine de l'accroissement de l'effet de serreatmosphérique.

Utilisation

  • Le charbon est aujourd'hui utilisé pour la production d'énergie thermique par combustion, soit pour un usage thermique direct (sidérurgie), soit pour la production d'électricité dans une centrale thermique.

 

Le pétrole :

Avantages

  • Énergie disponible un peu sur tous les continents.
  • Transport facile et peu onéreux par bateau (pétroliers) et surtout par oléoducs (grosses canalisations)
  • La chimie du pétrole est d'une richesse extrême. À partir du pétrole, on tire des gaz (méthane, propane, butane, etc.), des carburants (essence, kérosène, gazole, fioul), des composés aromatiques, des lubrifiants, du goudron, etc.
  • C'est la forme d'énergie liquide la plus concentrée disponible actuellement.

Inconvénients

  • La recherche d'un nouveau gisement pétrolier est une activité de plus en plus difficile, nécessitant des moyens techniques et financiers toujours plus importants.
  • Le transport du pétrole est à l'origine de nombreuses pollutions, en particulier des "marées noires" mais aussi d'incendies.
  • Comme pour le charbon, sa combustion produit du dioxyde de carbone qui, libéré dans l'atmosphère, participe à l'accroissement de l'effet de serre.

Utilisation

  • Cette forme d'énergie est la plus facile à transporter, c'est pour cela qu'elle est essentiellement utilisée sous forme de carburant liquide (ou gazeux) par tous les véhicules automobiles.
  • Utilisable pour le chauffage sous la forme de fioul
  • Utilisable aussi pour la production d'électricité de masse dans des centrales thermiques.

 

Le gaz naturel :

Avantages

  • Energie disponible sur tous les continents.
  • L'extraction nécessite peu d'énergie en raison de la forme gazeuse du gaz naturel.
  • Le gaz naturel nécessite peu de filtrage : il est quasiment utilisable sous sa forme native. Seul le souffre, présent parfois, est réellement indésirable car polluant.
  • Combustible fossile le moins polluant et le moins émetteur de dioxyde de carbone.
  • Le transport de gaz est facilement réalisé par des canalisations appelées gazoducs. Les méthaniers (bateaux transportant le gaz naturel sous forme liquide) servent aux transports intercontinentaux.
  • En cas de rupture de canalisation, le gaz naturel se détend puis, plus léger que l'air, se disperse dans l'atmosphère. Ainsi les risques d'explosion liés à une forte concentration de gaz (poche de gaz) sont le plus souvent évités.

Inconvénients

  • Le gaz naturel peut devenir explosif lorsque certaines conditions de concentration et de température sont remplies. Cependant, il n'y a généralement pas de risque.
  • Le gaz naturel est incolore et inodore. Il est donc indétectable par les sens humains. C'est la raison pour laquelle il faut impérativement l'odoriser. Le mercaptan ou le tetrahydrothyophène (THT) sont les substances généralement employées à cet effet.
  • Le gaz est, par nature, un état peu dense de la matière. C'est pourquoi pour une même quantité énergétique, le gaz est beaucoup plus volumineux que le pétrole ou le charbon. Il doit donc être maintenu comprimé durant tout son transport. Cette compression nécessite bien entendu des compresseurs qui consomment de l'énergie...

Utilisation

  • Chauffage domestique et industriel, cuisson.
  • Production d'électricité dans des centrales thermiques à gaz.

Pourquoi parle-t-on d’énergie non renouvelable ?

  • La fossilisation est un processus lent

Pourquoi l’exploitation du charbon a-t-elle été abandonnée ?

  • Peu rentable, les sources s’épuisent, polluant et dangereux pour les mineurs car difficiles à extraire

A ton avis, ces sources sont-elles compatibles avec l’environnement ?

  • Non car elles sont très polluantes

4/ Trace écrite :

Trame de la trace écrite à réaliser avec les élèves :

Les énergies non renouvelables sont issues de la transformation d’organisme et végétaux sous terre. Beaucoup utilisées, elles le sont de moins en moins car très polluantes et peu rentables mais surtout non renouvelables.

4

Séance 4 : Les énergies renouvelables

Dernière mise à jour le 06 novembre 2012
Discipline / domaine
Sciences expérimentales et technologie
Objectif
Connaître la définition d’une énergie renouvelable
Savoir pourquoi utiliser une source d’énergie renouvelable
Connaître les conséquences de leur utilisation (avantage et inconvénient)
Durée
35 minutes (1 phases)
Matériel
Matériel : questionnaire sur les énergies renouvelables

1. Les énergies renouvelables

collectif | 35 min. | recherche

1/ Mise en situation :

Rappel : travail effectué sur les énergies fossiles

Les différentes énergies et leurs avantages /inconvénients

Nouvelle recherche sur le second volet : les énergies renouvelables

 

2/ Phase de recherche :

Distribution des livrets (1pour 2) et de la feuille de questionnement.

Recherche par groupe de 2 ou 3 selon le fonctionnement de la classe

 

 

3/ Mise en commun :

Correction collective des différentes questions avec justification et explication supplémentaire si nécessaire

Elaboration de la trace écrite en retenant les informations les plus importantes

Trame de la trace écrite :

Une source d’énergie renouvelable est une source d’énergie qui se renouvelle assez rapidement. Elle est considérée comme inépuisable. Les sources d’énergie renouvelables proviennent de phénomènes naturels