Point de vue

Action Énergie : Quelques aventures pédagogiques

Énergie est un mot qu’entendent souvent les élèves ces temps-ci tant il est présent dans le discours des adultes. Toute l’Europe prévoit un hiver difficile, la pire crise énergétique de l’histoire moderne, dit-on, causée par des problèmes politiques.

Action énergie, c’est le guide enseignant ci-contre publié dans les années ’80 dont je suis la co-auteure avec Lucie Sauvé et qui traite de l’énergie et de sa conservation.

Je propose au texte qui suit quelques activités à faire avec vos élèves et quelques réflexions qui leur permettront d’avoir une attitude pro- active pendant la crise de l’énergie actuelle. C’est peu, mais donne aux jeunes la possibilité d’agir et non uniquement de subir.

 

  1. Calmer les tensions
    Pendant les années ’70/’80, plusieurs crises de l’énergie ont secoué l’Amérique. Puis c’est passé. La crise actuelle passera aussi.
  2. Apprendre à connaître l’énergie Un peu de science derrière ce mot.
  3. Gérer notre consommation d’énergie
  4. Et en conclusion, pourquoi pas quelques actions concrètes à l’école et/ou dans le milieu de vie de l’élève afin de rendre l’hiver qui vient un peu moins difficile.
Un petit rappel historique

Expliquer aux élèves que ce qui arrive actuellement est nommé : choc pétrolier et fait référence aux conséquences sur l’économie mondiale de l’augmentation massive du prix du pétrole, suite à des problèmes politiques entre les états. C’est en 1973 que l’occident a connu le premier choc pétrolier. Il y a eu depuis plus d’un choc pétrolier :

Chronologies des principaux chocs pétroliers :

Source : Wikipédia

Monter avec les élèves une ligne du temps où est indiqué quand une crise de l’énergie s’est produite auparavant. Expliquer le phénomène politique aux élèves selon leur âge, leur capacité de compréhension. Il importe à tous de comprendre que la situation est temporaire. On va encore s’en sortir !

Une activité de ce type permet de détendre la situation. La crise actuelle est une réalité et il faut faire avec. Et si on cherchait à trouver des moyens pour en adoucir les effets !

Les activités et les réflexions suivantes aideront à développer chez les élèves une attitude positive face à cette désagréable situation.

Comment faire avec ?

Je suggère en premier lieu d’aider les élèves à comprendre ce qu’est l’énergie. Qu’est-ce que l’énergie faut-il leur demander ? Quels exemples de manifestations de l’énergie autour d’eux peuvent-ils identifier ?

L’énergie enflamme les hauts fourneaux, illumine les grandes villes, fait rouler les trains, réchauffe les habitations, transporte les images de la télévision, c’est son apport technologique. Mais l’énergie c’est aussi ce flux qui passe du Soleil à la plante, de l’aliment à l’organisme, du muscle au ballon…
Action Énergie, page 12

L’énergie est omniprésente. Voici quelques unes de ses intéressantes propriétés :

 « L’énergie contenue dans la matière est invisible, mais la lumière, le mouvement, le vent, les vagues font partie de ses manifestations. À l’état brut ou « domestiquée » par l’Homme, elle a la propriété de se transmettre d’un objet à un autre, souvent en se transformant. Mais elle n’est jamais ni créée ni détruite : l’Univers en contient une quantité finie et constante. » Planète énergies, Dossier : Qu’est-ce que l’énergie. 2014

Les caractéristiques sur lesquelles attirer l’attention des élèves sont :

  • l’énergie est invisible et nous en observons les manifestations ;
  • l’énergie se transmet d’un objet à un autre ;
  • l’énergie se transforme.

Pourquoi pas produire une affiche où les élèves illustrent par un collage de type patchwork des images représentatives des manifestations de l’énergie. On peut utiliser des images de magazines recyclés.

L’énergie au jour le jour

Action Énergie, pages 14-15

L’énergie qu’on voit

  • la lumière (la flamme de la chandelle)
  • le mouvement (celui de l’eau qui coule)

L’énergie qu’on ressent

  • le mouvement (le vent)
  • la vibration (tremblement du sol au passage d’un camion)
  • la chaleur (le poil du chat au soleil)

L’énergie qu’on entend

  • les sons (la musique)
  • le bruit (le tonnerre)

L’énergie qu’on absorbe

  • les aliments (la pomme, l’oeuf à la coque)
  • la chaleur (celle de la cheminée ou du calorifère)

L’énergie qu’on émet

  • les sons (chanter, crier)
  • la chaleur (l’haleine qui fume en hiver)

L’énergie qu’on transmet

  • le mouvement (faire de la bicyclette)
  • la chaleur (le glaçon qui fond dans la bouche)

L’énergie qu’on consomme

  • les services (l’électricité, internet)
  • les objets fabriqués (les vêtements, les objets, jouets, appareils)
  • le mouvement (courir dans le parc, jouer au foot)

L’énergie qu’on gaspille

  • le robinet qui dégoutte
  • les déchets (non recyclés, non réutilisés)

L’énergie qui manque

  • la panne d’électricité
  • la faim
La source de l’énergie

Les élèves savent-ils que le Soleil est la source d’énergie de la planète Terre ?

« L’énergie solaire est la fraction de l’énergie électromagnétique provenant du Soleil, traversant l’atmosphère qui en absorbe une partie, et parvenant à la surface de la Terre. L’énergie solaire est à l’origine du cycle de l’eau, du vent et de la photosynthèse réalisée par le règne végétal, dont dépend le règne animal via les chaînes alimentaires. Le Soleil est à l’origine de la plupart des énergies sur Terre, à l’exception de l’énergie nucléaire et de la géothermie profonde. » Wikipedia

La chlorophylle des plantes vertes capte l’énergie du Soleil et l’utilise pour transformer le gaz carbonique et l’eau, en oxygène et en sucre. C’est la photosynthèse, une réaction chimique sous l’effet de l’énergie de la lumière. Les plantes sont des producteurs. Nous les animaux, que nous soyons insecte, poisson, gros boeuf ou être humain, sommes des consommateurs. Nous dépendons de l’énergie emmagasinée par les plantes pour nous nourrir et vivre.

Le sucre produit par les plantes lors de la photosynthèse est une molécule nommée saccharose – C12H22O11. Elle contient du carbone. Des plantes et des animaux morts depuis près de 650 millions d’années enfouis dans le sol sans oxygène, ont subi par l’action de bactéries, un processus qui les ont transformé, la méthanisation, un processus biologique de digestion anaérobie (sans oxygène) de dégradation des matières organiques. Le pétrole, le charbon, le lignite, le gaz naturel sont le résultat de ce processus naturel. Ils sont riches en carbone, ce sont des hydrocarbures, des composés chimiques formés de carbone et d’hydrogène.

L’énergie transforme la matière

L’énergie du Soleil unit le gaz carbonique de l’air et l’eau et les transforme dans la plante verte, en saccharose – C12H22O11- et en oxygène. Certains organismes ont subi à leur mort il y a des millions d’années un processus de dégradation, la méthanisation, qui les a transformé en charbon, pétrole, ou gaz naturel.

Brûler un matériau est nommé combustion, c’est une réaction chimique exothermique qui dégage de l’énergie sous forme de lumière et de chaleur. Charbon, pétrole ou gaz naturel sont utilisés comme combustibles lors de la combustion (parfois lors des grands feux de forêts, ce sont les arbres sains qui brûlent mais le processus est similaire). Cette réaction chimique, la combustion, utilise l’oxygène de l’air comme comburant. Il suffit d’une énergie d’activation pour initier le processus, par exemple la flamme d’une allumette ou l’étincelle d’une bougie d’allumage dans le moteur d’une auto.

La combustion réarrange les molécules de la matière. Brûler du charbon, du pétrole ou du gaz est le processus inverse de la photosynthèse. La combustion consomme de l’oxygène et rejette dans l’atmosphère le gaz carbonique préalablement emmagasiné par les plantes sous forme de sucre, de saccharose. La combustion de pétrole par exemple, produit du gaz carbonique, le dioxyde de carbone, responsable d’environ 30% des gaz à effet de serre.

Nous, êtres humains, émettons aussi du dioxyde de carbone, du gaz carbonique. Nous respirons comme tous les autres vivants. Nous utilisons l’oxygène de l’air (ou dissous dans l’eau pour les espèces aquatiques) pour produire au sein de nos cellules la combustion des sucres fournis par notre alimentation. Ce processus produit l’énergie utilisé pour le fonctionnement de l’organisme, pour vivre. Les êtres vivants, rejettent du gaz carbonique lors de l’expiration.

Références pour aller plus loin :

Les élèves savent-ils identifier différentes sources d’énergie ?

L’énergie se transmet, La conservation de l’énergie

La loi de la conservation de l’énergie stipule que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite. Elle ne peut être que transformée d’une forme à une autre ou transférée d’un endroit à un autre.

Loi de la conservation de l’énergie, Alloprof

Maintenant que l’élève comprend un peu ce qu’est l’énergie, sa source et le principe de conservation, préoccupons-nous du problème de la chaleur, la forme d’énergie qui nous tracasse avec la venue du froid. Peut-on conserver davantage la chaleur au sein de nos habitations ?

Si on faisait la chasse aux courants d’air

On estime que les fuites et courants d’air pourraient représenter jusqu’à 40% de la perte de chaleur d’une maison, et pourraient à eux seuls faire grimper la facture d’électricité de 15%. Si on sait découvrir par où la chaleur s’échappe ou entre l’air froid, peut-être pourrons-nous mieux rester au chaud à moindre frais.

énergie-environnement.ch propose trois gestes simples à faire en classe pour détecter les fuites de chaleur.Le ruban léger, un brin de laine, un ruban de soie, bande de papier mouchoirs fixé au bout d’un bâton que l’on promène devant soi, en bas et en haut des murs, aux coins des pièces, le long des fenêtres, des prises électriques, etc.

Les bulles de savon sont très efficace pour détecter les grands mouvements d’air.

 

 

 

 

 

 

 

 

Le bâton d’encens qui brûle très lentement. La fumée visible permet de voir les courants d’air.

Le document propose aussi deux instruments scientifiques, l’anémomètre portable et la caméra thermique.

L’intérêt de ce document est qu’il présente une liste de l’origine des courants d’air et des remèdes à y apporter. Par exemple, si l’air froid entre par des fenêtres qui ferment mal, on peut poser des joints auto- collant pour les calfeutrer.

 

 

Cinq astuces pour garder votre maison au chaud en hiver est un article de Roland Ennos, publié sur The Conversation. Quelques exemples :

  • Isoler la porte d’entrée par un rideau ;
  • Placer les meubles au centre de la pièce, loin des murs extérieurs, aide à se sentir plus au chaud ;
  • Placer des feuilles de carton au bas des murs extérieurs.

Poser des rideaux aux fenêtres, ouverts le jour pour laisser entre la lumière et fermés lorsque le Soleil descend pour emprisonner la chaleur. Pourquoi pas lancer un projet où les élèves questionnent les anciens sur leurs façons de conserver la chaleur en hiver.

Insister pour que les élèves adoptent une véritable approche scientifique. Qu’ils vérifient l’exactitude de ces conseils. Armez-vous de thermomètres. Faites des mesures.

Ah ! Oui, porter des bas chauds, des pulls et des foulards sont de bonnes façons de conserver sa chaleur corporelle. Quant aux câlins, ce sont des choix personnels !

Une attitude citoyenne

Inviter les élèves à partager les résultats de leurs études, soit en discutant avec d’autres élèves, leurs parents ou encore de sympathiques voisins croisés dans leur édifice. Fabriquer et exposer des affiches qui illustrent les actions à prendre pour limiter les pertes de chaleur et pourquoi pas générer une démarche citoyenne et faire la promotion de la conservation de l’énergie.

Le processus de Design thinking ainsi que que le mouvement Transition peuvent très bien servir à cette démarche.

« … dans les années 60, le premier programme inter-départemental est créé à l’université de Stanford. Un programme centré sur l’humain dont l’objectif est de faire réfléchir ses membres à différents enjeux. » Klap.io 

« … La Transition est un mouvement de citoyens qui se réunissent pour réimaginer et reconstruire notre monde … Les Initiatives de Transition naissent par la volonté de quelques citoyens motivés … qui se mettent à travailler ensemble … pour lancer des actions et projets concrets qui engendrent un changement positif dans leur lieu de vie… » Réseau Transition

Nos élèves, quelque soit leur âge, sont des citoyens. Sous votre directive, ils peuvent démarrer une initiative Transition. Ces démarches sont facilement réalisables à l’école. Si certains élèves plus enthousiastes aimeraient initier de telles activités dans leur édifice. Voici quelques conseils qu’on peut leur prodiguer :

  • Il y a-t-il des lieux dans leur édifice pour placer des affiches ?
  • Discuter de leurs découvertes scolaires quant à conservation de l’énergie avec des voisins sympathiques lorsque l’occasion se présente et graduellement proposer à ces derniers l’idée de participer à un mouvement Transition pour informer sur la conservation de l’énergie dans l’édifice.

Préparer avec les élèves qu’une telle démarche intéresse, un scénario qui les guidera dans leur démarche de citoyen actif au sein de leur communauté. Voici quelques références pour vous y aider :

Bonne chance !

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Article rédigé par Ninon Louise LePage
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