Les centrales hydrauliques

Discipline
Sciences et technologie
Niveaux
CM1.
Auteur
A. DADI
Objectif
- Identifier des sources et des formes d'énergie.
- Savoir que l'énergie existe sous différentes formes (énergie associée à un objet en mouvement, énergie thermique, électrique...).
- Connaître des exemples de sources d'énergie utilisées par  les êtres humains : charbon, pétrole, bois, uranium, aliments, vent, Soleil, eau et barrage, pile...
- Appréhender la notion d'énergie renouvelable.
Relation avec les programmes

Cycle 3 - Programme 2020-2024

  • Identifier différentes formes d’énergie : énergie de pesanteur (dépendant de l’altitude sur Terre), énergie cinétique (liée au mouvement) et énergie électrique, par exemple dans le contexte de la production d’électricité par une centrale hydro-électrique ou une éolienne.
  • Décrire à l’aide d’un schéma le fonctionnement d’un objet technique.
  • Associer les solutions technologiques aux fonctions techniques.
  • Rechercher des idées de solutions à l’aide de schémas ou de croquis pour résoudre un problème technique donné.
  • Réaliser des maquettes simples pour matérialiser une solution.
Dates
Créée le 08 septembre 2018
Modifiée le 10 septembre 2018
Statistiques
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Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Réaliser un projet d'école en rapport avec l'eau

Déroulement des séances

1

l'électricité en France

Dernière mise à jour le 10 septembre 2018
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Connaître les différentes formes de production d'énergie
- Être capable de s’engager dans une démarche progressive pour accéder au sens.
- Être capable de mettre en relation différentes informations.
Durée
45 minutes (2 phases)
Matériel
affiche
cahier de recherche
docs sur l'élec

1. comprendre un documentaire

individuel | 30 min. | découverte

Je distri un doc "l'électricité en France"

les élèves répondent indiv aux questions.

auto-correction

 

2. recherche d'info pour dégager les problèmatiques

groupes de 5 | 15 min. | recherche

échange

Quel moyen vous semble le plus efficace pour l'élec?

réponses attendues : le nucléaire.

ma réponse : lourd investissement (epr), déchets nucléaires

 

Discussion sur l'utilité de l'élec, son coût ;

réponses attendues ; c'est cher, ça sert pour la maison.

ma réponse : pas cher en France car nucléaire pas cher, ça sert pour les lieux publics, les entreprises...

 

Discussion sur l'environnement ;

réponses attendues : nucléaire top, charbon trop polluant, éolienne bien, solaire bien

ma réponse : attention nucléaire dangereux, charbon en fin de vie, éolienne bruyante et défigure le paysage, solaire cher

 

2

dégager les problématiques

Dernière mise à jour le 10 septembre 2018
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif

- Être capable de s’engager dans une démarche progressive pour accéder au sens.
- Être capable de mettre en relation différentes informations.
Durée
30 minutes (2 phases)
Matériel
affiche
cahier de recherches
doc sur l'environnement

1. découverte sur les centrales

individuel | 15 min. | découverte

Eval formative

Question aux élèves ;

Que savez-vous sur les centrales hydrauliques?

Individuellement les élèves réfléchissent à la question sur les cahiers de recherche.

 

 

 

2. échange

groupes de 5 | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

 

En groupe de  5, ils fabriquent une affiche en inscrivant leurs représentations initiales.

échange au tableau

problématiques dégagées:  - Comment fonctionnent les centrales hydrauliques?

                                                 - En quoi les centrales impactent l'environnement?

 

 

3

réponse à la problématique 1

Dernière mise à jour le 10 septembre 2018
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Savoir que l'énergie existe sous différentes formes (énergie associée à un objet en mouvement, énergie thermique, électrique...).

- Reconnaitre les situations où l'énergie est stockée, transformée, utilisée.


- Appréhender la notion d'énergie renouvelable.
Durée
35 minutes (2 phases)
Matériel
affiches
doc sur les barrages hydro

1. recherche sur des docs

individuel | 10 min. | découverte

Les élèves étudient individuellement des documents et prennent des notes sur le cahier de recherche.

En groupe ils construisent une affiche avec les documents.

2. échange sur les affiches

collectif | 25 min. | mise en commun / institutionnalisation

Les élèves présentent les affiches au tableau.

Je note les réponses au tableau.

échange

 

trace écrite

L'usage de la force hydraulique remonte au début de notre ère. Jusqu'au moyen-âge, de nombreux moulins permettaient de fournir de l'énergie mécanique. 

En France, les grandes installations hydroélectriques ont été développées au cours du XXème siècle.

 Il existe nombreux moyens d'exploiter l'énergie hydraulique, ceux-ci varient en fonction du type de la ressource (courants marins, chutes d'eau, fleuves, marées...).

focus sur les barrages hydrauliques qui sont les plus répandus.

(image d'un barrage)

description :

- Le barrage: il retient l'écoulement naturel d'un court d'eau dans le lac de retenu, plus il est élevé, plus le débit d'eau délivré sera important, et plus la production d'électricité sera importante,

- les vannes: elles s'ouvrent et se referment automatiquement (elles sont programmées),

- les conduites forcées: c'est par ces "tuyaux" que l'eau est dirigée vers la centrale,

- la turbine: elle est activée par le mouvement de l'eau et actionne à son tour un alternateur,

- l'alternateur: il est le responsable direct de la création d'électricité, il crée un courant électrique alternatif (qui change de sens par cycles réguliers),

- le transformateur: il élève la tension reçue puis l'envoie dans les lignes à hautes tensions (réseaux électriques).

4

réponse à la seconde problématique

Dernière mise à jour le 10 septembre 2018
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Identifier quelques éléments d'une chaine d'énergie domestique simple.

- Reconnaitre les situations où l'énergie est stockée, transformée, utilisée.
Durée
45 minutes (3 phases)
Matériel
affiches
docs sur l'environnement et les centrales hydrau
cahier de chercheur

1. recherche indiv

individuel | 10 min. | recherche

Etude de docs individuellement sur les centrales hydrau et l'environnement.

Ils écrivent sur leur cahier de recherche

 

2. recherche en groupe

groupes de 5 | 15 min. | recherche

Les élèves travaillent sur une affiche.

 

 

3. échange

collectif | 20 min. | mise en commun / institutionnalisation

Présentation des affiches au tableau.

Echange en groupe classe.

réponses attendues;

réponses des E : c'est pas nocif pour l'environnement 

ma réponse : attention destruction de la nature

 

réponse des élèves: c'est plus nocif que le nucléaire 

ma réponse : enfouissement  des déchets

 

trace écrite:

L'hydroélectricité est la seule énergie renouvelable et modulable et présente donc plusieurs atouts.

Elle n'utilise pas la combustion de matière comme le nucléaire ou les hydrocarbures, donc ce n'est pas dangereux et pas d'impact sur le climat. On peut commander l'énergie dont on a besoin.

En revanche, les barrages hydroélectriques ou non, constitue un obstacle pour la circulation des espèces et des sédiments (sable, vase...).

Pour la biodiversité, et plus particulièrement pour les espèces migratrices (saumons, anguilles, etc.), ces barrages bloquent les accès aux zones de reproduction et provoquent la mort de nombreuses espèces, même lorsqu'il y a des passes à poissons.

Par ailleurs, les projets de grandes ampleurs  sont souvent menés sans véritable concertation, entraînent la destruction des pêcheries des riverains et l'inondation de terres agricoles fertiles. Par conséquent, les autochtones sont obligés de se déplacer, alimentant notamment les bidonvilles des villes surpeuplées.

Les barrages sont donc des pièces à deux faces, avec un côté positif (énergie, climat) et un revers négatif (écologie, sédiments).

 

5

préparation de la maquette

Dernière mise à jour le 10 septembre 2018
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Rechercher des idées (schémas, croquis ...).

- Modéliser le réel (maquette, modèles géométrique et numérique), représenter en conception assistée par ordinateur.

- Fabriquer une maquette, un prototype.
Durée
25 minutes (2 phases)
Matériel
doc sur les schémas et croquis
Affiches

1. amener les E a faire une maquette

groupes de 5 | 10 min. | recherche

Comment représenter au mieux le barrage?

les élèves réfléchissent ensemble et collectivement sur une affiche

 

 

 

2. Phase 2

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Les élèves présentent les affichent au tableau

On échange 

réponse des E : avec un dessin

Ma réponse : oui mais pas assez détaillé sur les formes

On décide de faire une maquette

Echange et distribution sur le process pour réaliser une maquette : schéma, cahier des charges....

 

 

6

les schémas

Dernière mise à jour le 10 septembre 2018
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Rechercher des idées (schémas, croquis ...).
Durée
45 minutes (3 phases)
Matériel
crayon
docs sur les schémas et croquis
affiche

1. réalisation schéma indiv

individuel | 10 min. | recherche

J'affiche au TN le doc concernant la réalisation d'un schéma ou croquis

Les élèves réfléchissent individuellement sur le schéma sur leur cahier de chercheur.

 

2. réalisation schéma par groupe

groupes de 5 | 15 min. | recherche

Les élèves travaillent sur une affiche.

Ils doivent réaliser une schéma de la maquette.

 

3. réalisation de la maquette au tableau

collectif | 20 min. | mise en commun / institutionnalisation

Les élèvent présentent leur affiche au tableau.

On échange et on réalise le schéma de notre maquette ensemble sur le tableau.

 

7

construction de la maquette

Dernière mise à jour le 10 septembre 2018
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Fabriquer une maquette, un prototype.
- Relier les besoins de l'être humain, l'exploitation des ressources naturelles et les impacts à prévoir et gérer (risques, rejets, valorisations, épuisement des stocks).
- Appréhender la notion de longueur : cas particulier du périmètre.
- Connaître la formule de la longueur d’un cercle.
- Comprendre la différence entre images à caractère artistique et images scientifiques ou documentaires.

- Découvrir et expérimenter le travail en volume (modelage, assemblage, construction, installation...).
Durée
60 minutes (1 phase)
Matériel
carton
colle
peinture
ciseaux
boîtes en carton
Remarques
chaque groupe construit un objet

1. construction de la maquette

collectif | 60 min. | découverte

chaque groupe de 5 construit un objet:

le fleuve

Le barrage

La turbine

l'alternateur

la centrale électrique

le poteau électrique

le tout posé sur un carton.