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gestion de l'énergie dans l'habitat

mis à jour le 11/09/2011


energies

deux activités et un cours sur la gestion de l'énergie électrique pour l'habitat pour le nouveau programme de 1ere STI2D

mots clés : puissance, énergie, électricité, électrique, renouvelable, distribution, transformateur, photovoltaïque, éolien, alternateur, turbine, sti2d


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Cette séquence sur la gestion de de l'énergie dans l'habitat, conforme au nouveau programme mis en place en septembre 2011 s'organise en 2 activités et 1 cours :
Le dossier proposé en fichier ressource en constitué de l'ensemble des documents professeurs et élèves proposés ci-dessous ainsi que des animations nécessaires.

Activité 1 : énergies renouvelables pour l'habitat


FICHE PROFESSEUR

Type d'activité : activité documentaire
  • Cette activité documentaire peut introduire le thème de l'habitat par une approche qualitatif des différentes formes d'énergie utilisées et par une sensibilisation aux énergies renouvelables.
  • Durée : 1h 30 en binôme (La partie III peut être étudiée à la maison).
  • Suite de l'activité :
    • un TP avec apports de connaissances : voir cours
    • un travail plus quantitatif: voir activité 2.
Compétences : (préambule du programme)
  • Rechercher, extraire et organiser l'information utile fournie par un document
  • Mise en perspective historique
  • Développer l'esprit citoyen autour des économies d'énergie et du développement durable
  • Communiquer : écrit et oral
Matériel :
  • Un ordinateur avec les animations : 5 animations CEA et 4 animations EDF


FICHE ELEVE

Les énergies renouvelables pour l'habitat


-I- Formes d'énergie dans l'habitat
maison
Visionnez l'animation suivante (source CEA) :


Complétez le tableau en notant les différentes formes d'énergie propre à chaque utilisation :
 Utilisation  Appareil  Energie
 Chauffage    
 Ballon d'eau chaude    
 appareils électroniques    
 Appareils électroménagers    
 Eclairage    

-II- Les énergies renouvelables

Visionnez l'animation suivante (source CEA) :


Complétez le tableau en notant les sources d'énergies non-renouvelables et renouvelables :
 Energies non-renouvelables  Energies renouvelables
Fossile :

Fissile :
 
 

La suite est un panorama des cinq familles d'énergies renouvelables inépuisables dont leur exploitation n'engendre pas ou peu de déchets et d'émissions polluantes.
Ce sont les énergies de l'avenir. Aujourd'hui, elles sont sous-exploitées par rapport à leur potentiel. Ainsi, les énergies renouvelables couvrent seulement 20 % de la consommation mondiale d'électricité.

Le solaire :
  • Le solaire photovoltaïque

cellule photovoltaïqueDes panneaux photovoltaïques produisent de l'électricité à partir de la lumière du soleil. Ils alimentent des sites isolés ou le réseau de distribution général. L'intégration à l'architecture est l'avenir du photovoltaïque dans les pays industrialisés. Problème : dans ces pays, dotés de réseaux denses de distribution d'électricité, la production d'électricité photovoltaïque reste 5 fois plus chère que la production d'électricité classique non renouvelable.


Visionnez l'animation suivante (source CEA) :

Répondez aux questions suivantes sur la plaque photovoltaïque :
 Décrire la couche n du cristal de silicium
 
                     
 Décrire la couche p du cristal de silicium
 
 

Laquelle de ces affirmations est vraie ?
 L'électricité produite dépend de la chaleur ?  L'électricité produite dépend de la lumière ?

  • Le solaire thermique

Les capteurs solaires produisent de l'eau chaude sanitaire pour l'habitat. Ils peuvent être aussi utilisés pour le chauffage, idéalement par le sol..
 

Les capteurs solaires dits haute température produisent de la vapeur qui entraine l'alternateur de la centrale électrique. ( voir photo)
Quelques grandes centrales de ce type existent dans le monde : Espagne, Californie...

Laquelle de ces affirmations est vraie ?
 L'électricité produite dépend de la chaleur ?  L'électricité produite dépend de la lumière ?

Selon le même  procédé, l'élève découvre d'autres sources d'énergies (l'éolien et le turbo-alternateur, l'hydroélectricité, la biomasse, la géothermie) en consultant des animations EDF et CEA et en répondant à des questions ; l'ensemble de l'activité est proposé en fichier ressource.

De la même façon, une étude des réseaux électriques est proposée ; histoire, réseau français, transformateur.


 

Activité 2 : facture électrique d'une maison individuelle et rôle du transformateur de distribution


FICHE PROFESSEUR

Type d'activité : activité documentaire
  • Cette activité reprend les notions de puissances et d'énergie électriques déjà abordées par l'activité1 et le cours (thème de l'habitat)
  • Durée : 1h 30 en classe entière par groupe de 4
Compétences : (préambule du programme)
  • Rechercher, extraire et organiser l'information utile fournie par un document
  • Appliquer les relations vues en cours
  • Justifier l'utilisation du transformateur dans la distribution électrique

FICHE ELEVE


Le document est téléchargeable en version texte modifiable en fichier ressource


 

Cours : énergie et puissance électrique




Le cours est téléchargeable en version texte modifiable en fichier ressource
 
auteur(s) :

Jean-Luc Paumard

information(s) pédagogique(s)

niveau : 1ère STI

type pédagogique : scénario, séquence

public visé : enseignant, élève

contexte d'usage :

référence aux programmes : Programme de 1ere STI2D (2011)
Gestion de l'énergie dans l'habitat

- Énergie ; puissance - Conservation de l'énergie : Citer différentes formes d'énergie présente dans l'habitat ; exprimer la relation puissance - énergie ; donner des ordres de grandeur des puissances mises en jeu dans l'habitat.
- Énergie et puissance électriques : tension, intensité - Dipôles passifs et dipôles actifs - Effet joule : Analyser les échanges d'énergie dans un circuit électrique ; utiliser les conventions d'orientation permettant d'algébriser tensions et intensités ; mesurer et calculer la puissance et l'énergie électriques reçues par un récepteur.
- Transport et distribution de l'énergie électrique : Citer les caractéristiques essentielles du réseau de distribution électrique européen ; représenter le schéma simplifié de l'organisation du transport et de la distribution de l'énergie électrique ; citer le rôle d'un transformateur de tension.

fichier joint

information(s) technique(s) : Fichier compressé avec toutes les ressources

taille : 2,6 Mio ;

ressource(s) principale(s)

Vignette nouveaux programmes 1STI2D programme 2011 de première STI2D 05/02/2012
un dossier complet sur le programme 2011 de Sciences Physiques et Chimiques en classe de première de la série STI2D et les nouvelles ressources pédagogiques proposées pour sa mise en oeuvre.
réforme, STI2D, programmes

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