Energie dans les systèmes, énergie et développement durable : LAMPE ECO-CITOYENNE Durée :   3 séances
4e

Cycle4

SEQ 4

DIC/MSOST

Objets techniques : Energies,

éclairage éco-geste

et développement durable

Compétences

  Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques

  Concevoir, créer, réaliser

  S’approprier des outils et des méthodes

  Pratiquer des langages

  Mobiliser des outils numériques

  Adopter un comportement éthique et responsable

  Se situer dans l’espace et dans le temps

Compétences à acquérir : Identifier les énergies dans les systèmes, économie d’énergie et dev. durable

Niveau 1 : « Je sais » (information) Niveau 2 : « Je sais en parler » (communication) Niveau 3 : « Je sais faire » (réalisation)

En complément : CT 1.2 Mesurer des grandeurs (MSOSTC.1.6) calculs d’énergies.

I) Les différentes formes de l’énergie :

II) Les sources d’énergie

quelques exemples :

Rappel du programme de 6/5e : La lampe convertit l’énergie électrique en énergie rayonnante/lumineuse.

REFLEXION : Pourquoi la domotique permet une gestion plus efficace de l’énergie?

Compétences associés :. Imaginer des solutions en réponse aux besoins, matérialiser une idée en intégrant une dimension design. Exprimer sa pensée à l’aide d’outils de description adaptés. Identifier des solutions qui permettent de réduire les pertes énergétiques. Caractériser l’impact environnemental de ces économies.

Les économies d’énergie sont au centre de tous les débats. Aussi bien à l’échelle du monde, de l’Europe ou du pays, qu’à l’échelle du foyer. Nous vivons dans une période de prise de conscience, après avoir gaspillé les ressources pendant des années, l’homme commence à se soucier des énergies renouvelables. Les habitudes changent, lentement, mais sûrement. Eco taxe, crédits d’impôts, tout est sujet aux économies.

A la maison cela se joue à une plus petite échelle bien sûr mais, c’est pourtant un chaînon important du système économique. En effet, au-delà du fait d’agir pour notre planète, optimiser sa dépense énergétique entraîne fatalement une réduction des coûts. Et là même si on n’a pas forcement la fibre écologique sensible! La fibre économique quant à elle est un axe important pour tous.

Chaque année, nous subissons les augmentations. Gaz, eau, électricité, tout y passe. Il est temps d’agir. De mettre en place des solutions pour préserver la planète mais aussi et surtout, notre portefeuille.

La domotique est un outil puissant qui contribue à notre sécurité, notre confort mais aussi à réaliser des économies. Là où elle tire toute sa puissance, c’est qu’elle arrive à nous faire conserver un niveau de confort plus que correcte tout en nous permettant de réaliser des économies parfois considérables. Sans bien oublier de garder une attitude éco-responsable, éco-geste de tous les jours !

Mais alors comment ? En France, selon les études, environ 30% de notre facture d’électricité relève du gaspillage. Parmi ces dépenses inutiles, une part non négligeable est liée à nos ampoules et autres lumières. Pour aider à régler cette situation, l’éclairage domotique propose une solution intéressante. Régulation de la consommation, arrêt automatique… .

Nous allons revoir des activités orientées “Sciences Physiques” dont l’objectif est d’approcher la notion d’énergie consommée et de la mesurer. On aborde aussi les différentes unités de mesure de l’énergie ainsi que les ordres de grandeur.

POUR INFORMATION : https://www.objetconnecte.net/eclairage-domotique-solution-2802/

  • ACT CALCUL ENERGIE
Problématique /Situation problème : De quoi dépend l’énergie

consommée par un appareil ?

Activité sur la fiche : vous avez dû traiter cette partie en physique.

Cours en vidéo : https://youtu.be/Ff5XT4fAV24

Consolidation sur les objets techniques courants.

Faire ACTIVITE calcul d’énergie E=PxT 

Activité Energie électrique

La domotique intervient clairement dans le confort et les économies d’énergie, c’est un fait. Mais elle peut aussi très simplement jouer un rôle dans la décoration de la maison.

Séance 1/2

Activité 1/2 : Situation Déclenchante : vidéo kiagi et rech. internetSupports / documents ressources : internet eclairage_ademe  et https://www.recylum.com/particuliers/recyclage-des-lampes/ressources cycle 3 : eco-emballage  et ecogeste–mutualisation
Problématique /Situation problème : GESTION DE L’ÉCLAIRAGE : Quelles lampes choisir ? Quelles contraintes pour un éclairage éco-responsable ?
ressources : ressource-guide-pratique-choisir-son-eclairage
Qu’est ce que l’impact environnemental ?
Fabriquer, transporter ou utiliser un produit cause des dommages sur l’environnement. C’est ce qu’on appelle l’impact environnemental.

vidéo pour comparer les ampoules

La lampe à incandescence

C’est la source de lumière la plus ingénieuse découverte depuis le feu. Aujourd’hui remplacée par les lampes à LED, la lampe à incandescence a éclairé l’Homme tout au long du 20ème siècle. Comment fonctionne-t-elle ?

Avantage Et Inconvénient De La Lampe A Incandescence : https://designdemaison.ideasnice.com/avantage-et-inconvenient-de-la-lampe-a-incandescence/

Comment la lumière est-elle produite ?

Fonctionnement d'une lampe à incandescence
Fonctionnement d’une lampe à incandescence

Le courant électrique (e) circule dans le fil conducteur et traverse le filament en tungstène. Le tungstène est un matériau capable de résister à une température de 3 400°C. Ce filament résiste donc au passage des électrons et chauffe jusqu’à devenir incandescent. Il produit ainsi de la lumière.

Pourquoi il y a du gaz ?

Les premières lampes à incandescence n’avaient pas de gaz mais simplement un vide d’air. S’il y avait du dioxygène dans l’ampoule, le filament brûlerait instantanément. Le gaz contenu dans l’ampoule sert à préserver le filament de l’évaporation. On retrouve souvent le krypton ou l’argon.

Pourquoi a-t-on abandonné la lampe à incandescence ?

Une grande partie de l’énergie électrique se transforme en chaleur. C’est l’effet Joule.
Seulement 5 % de l’énergie électrique sert à produire de la lumière. Il existe maintenant de nouvelles technologies permettant de fabriquer des lampes plus efficaces et donc plus économes en énergie. Une lampe à LED est environ 9 fois plus efficace qu’une lampe à incandescence. Autrement dit : une lampe LED de 10 Watts suffit pour remplacer une lampe à incandescence de 100 Watts.

En résumé :

  • Thomas Edison et Joseph Swan ont inventé la lampe à incandescence fonctionnelle et ont été les premiers à la produire de manière industrielle.
  • La lampe à incandescence produit de la lumière grâce à l’échauffement d’un filament en tungstène traversé par un courant électrique.
  • Le gaz contenu dans l’ampoule sert à préserver le filament de l’évaporation.
  • Les lampes à incandescence sont abandonnées car une trop grande partie de l’énergie consommée est transformée en chaleur. Son efficacité énergétique est trop faible.

comparatif : https://conseils-thermiques.org/

Faire activité « énergie des lampes » 

 recherche :

Recycler ses lampes, c’est avant tout en réutiliser les matières qui les composent et préserver ainsi les ressources naturelles. Mais c’est aussi isoler le mercure qu’elles contiennent pour ne pas polluer. La filière de recyclage des lampes représente des emplois locaux, des investissements dans la recherche et le développement pour toujours mieux recycler, et dans l’éco-conception pour optimiser la recyclabilité des produits.

Pour aller plus loin : que faire des lampes usagées ?  Que faire de ces nouvelles lampes lorsqu’elles ne fonctionnent plus ? Pourquoi ?

https://www.recylum.com/particuliers/recyclage-des-lampes/

(Kiagi L’éclairage) comment faire des économies ?

https://www.youtube.com/watch?v=4rUJj-nSPtI

LIVRET le-guide-du-recyclage-ooreka.pdf  sur https://recyclage.ooreka.fr/

https://youtu.be/4rUJj-nSPtI

Synthèse : Nous avons vu que pour économiser de l’énergie électrique, nous pouvons adopter des éco-gestes
plus ou moins simples à appliquer et notamment l’utilisation de lampes économes en énergie.

autres ressources :

https://www.futura-sciences.com/sciences/dossiers/physique-energie-sous-toutes-formes-1876/page/4/

autres ressources : guide-pratique-reduire-facture-electricite

TP Étiquette énergie des lampes

ressources prof : Apporter en classe des ampoules led pour efficacité énergétique.

À retenir

  • Tous les produits ont un impact environnemental car ils nécessitent de l’énergie et des matériaux.
  • Les principaux indicateurs environnementaux sont le changement climatique, l’épuisement des ressources naturelles et la pollution de l’environnement.
  • L’empreinte carbone est la somme des émissions et des captations de gaz à effet de serre d’un produit, exprimée en équivalent CO2 et fondée sur une analyse du cycle de vie.
  • L’affichage environnemental a pour but de communiquer aux consommateurs, des informations sur les principaux impacts environnementaux, calculés sur l’ensemble du cycle de vie d’un produit.

Pour limiter la consommation d’énergie, on recherche des solutions techniques permettant d’obtenir la meilleure efficacité énergétique. Dans le cas de l’éclairage, il existe différentes technologies de lampes. Aujourd’hui, les lampes à LED sont les plus efficaces : elles consomment peu d’électricité et durent longtemps, ce qui compense leur prix d’achat plus élevé. D’autres solutions techniques existent au niveau de la commande de l’éclairage.
Toutefois, le choix d’une solution technique s’accompagne de l’adoption de comportements responsables : éteindre en quittant une pièce, favoriser l’éclairage naturel, privilégier des luminaires adaptés, etc.

A voir absolument pour être une personne éco-responsable

http://multimedia.ademe.fr/infographies/infographie-poids-carbone/

Séance 3

Activité 3 : Situation Déclenchante : objet compteur électromécanique/ doc linky

Supports / documents ressources : feuille ressources compteurs et compteur edf

Problématique /Situation problème : De quoi dépend l’énergie consommée par un appareil ?
Faire ACTIVITE calcul d’énergie E=PxT rappel

Activité Energie électrique

Consolidation : rappel des conversions d’unités

Qu’est-ce qu’un compteur Linky ?

https://espace-client-particuliers.enedis.fr/web/espace-particuliers/accueil

dst sur les energies calcul et énergie des lampes

Rappel : Stockage de l’énergie

 F.Connaissance :

FC_4.3.CI8-Energie-Energie_et_developpement_durable

ressources : FC__materiaux_developpement_durable

activité noté

eclairage_public_eleve_4e

Visionner la vidéo « LUMIERES DE LA VILLE : Les sorciers nous éclairent – C’est Pas Sorcier »

https://www.youtube.com/watch?v=GRwOsXCW2jM

et répondre aux questions du devoir, activité en fichier joint.

Ce travail est noté !

c’est pas sorcier pour mieux visualiser l’éclairage

Résumé : Jusqu’au XIXème siècle, c’est l’éclairage au gaz qui domine, même s’il est parfois remplacé par les lampes à pétrole. En 1881 c’est la révolution : Thomas Edison présente au monde la lampe à incandescence. Cet éclairage électrique, plus puissant et moins dangereux que le gaz, prend vite le pas sur les autres. En quelques dizaines d’années, Paris et toute la France succombent aux charmes de la fée électricité. Fred et Jamy reviennent sur les origines de cette invention qui a totalement révolutionné notre environnement urbain et notre vie.

Act éclairage                       

  visionner la vidéo « LUMIERES DE LA VILLE : Les sorciers nous éclairent – C’est Pas Sorcier » (https://www.youtube.com/watch?v=GRwOsXCW2jM)

1) Me faire une synthèse de 5/8 lignes sur le sujet « lumières de la ville »

2) PROBLEMATIQUE ?

 Expliquer pourquoi peut-on faire des économies d’énergie grâce à l’éclairage public?

Proposer des solutions permettant de faire des économies d’énergie et d’argent public aux municipalités en modifiant leur éclairage public tout en assurant la sécurité de leurs habitants.

Ressources éclairages historique :

Ressources éclairages

quelques solutions

https://www.actu-environnement.com/ae/news/etde_solutions_eclairage_public_poullution_lumineuse_energie_8182.php4

https://www.edf.fr/collectivites/le-mag/le-mag-collectivites/territoires-realisations/renovation-d-eclairage-public-et-economies-d-energie-le-duo-gagnant

animation les energivores https://www.energivores.tv/videos/les-allumes/

ACHETER LA BONNE AMPOULE

DÉBRANCHEZ…

RÉGLER SON THERMOSTAT

ÉCLAIRER LE SOL PLUTÔT QUE LE CIEL…

Eco habitat

regarder les vidéos et réaliser un résumé de 4/5 lignes.

C’est pas sorcier -LA MAISON SE MET AU VERT

C’est pas sorcier -NOUVELLES ENERGIES : LA PLANETE CARBURE AU VERT

ACTIVITE option 

Activité sur les masques de protection : quel matériau choisir ?

1590385908648_La-place-des-masques-en-tissus-dans-la-prévention-du-coronavirus-COVID-19 (3)

Correction :

Les-materiaux-et-les-masques-_-Correction(1)

jeux serieux energie ;

http://www.education-developpement-durable.fr/gestes-responsables/lecons/gestes_responsables/html/PAGE_TUTORIEL.html

Maintenant place au jeu : INTRODUCTION

https://youtu.be/kM7Va8tCSLc

Objectifs :

Ce jeu permet d’appréhender la chaîne de l’énergie dans sa globalité (production, transport/distribution, consommation, développement durable)

Découvrez « J’apprends l’Énergie », un dispositif pédagogique innovant, créatif et motivant pour animer vos cours et activités, du primaire au lycée. Ce site pédagogique a pour vocation de sensibiliser à l’énergie, ses enjeux et ses opportunités, dans un contexte de transition énergétique.

https://www.japprends-lenergie.fr/jeux/enjeux/index.html

Attention, technologie flash, tester avec mozilla firefox de préférence !

a tester à la maison

Place au Design

Séance 5/6 : projet de réalisation MAQUETTE « LAMPE ECO-CITOYENNE design avec des matériaux recyclés type cartons.. .

qu’est ce que l’eco conception ?
vidéo :
120 secondes pour comprendre… l’éco-conception :
https://youtu.be/hFtn-7pjf1Q
résumer en 2/3 lignes.

INTRODUCTION :
L’Art nouveau et le Bauhaus
consigne : Dans un premier temps, Réaliser un croquis de votre support de lampe DESIGN

Pour la réalisation : soit croquis/graphisme sur ordinateur, soit avec outils sketchup, soit objet réel maquette matériaux recyclés.
Ne rien acheter.
tuto_sketchup :
https://drive.google.com/file/d/1ohBzVI3idNnfyDzuHQXnGUJlWwgDzuks/view?usp=sharing

projet lampe éco-citoyenne

en fin d’année tu feras une maquette : ton objectif n’est pas seulement de faire une lampe, mais de créer un bel objet, une lampe qui fera envie !

Extrait du Cahier des charges :
Attention, pour les matériaux recyclés, le verre est exclus (risque de casse, fragile)
Seuls les matériaux facilement utilisables (découpe cutter, ciseaux, pinces, et colle pour la fixation et le montage)
en classe sont à prendre en compte. Je vous conseille le carton, tutos sur internet. Vous pouvez trouver
inspiration sur internet mais citer la source consultée.

ne rien acheter. Chercher à la maison tous matériaux, susceptibles
de vous inspirer. Vous pouvez utiliser et détourner une partie d’un objet recyclé. Attention, pas de simple
collage ! Vous devez être créatif !
Priorité aux formes géométriques actuelles de designer.
Vous devez avoir tout ce qui est nécessaire pour réaliser votre maquette.

Vous devez expliquer sur Feuille votre méthode de construction et citez les matériaux, faire un 1er croquis, puis photo/photomontage, et/ou maquette 3d SketchUp.

FICHE-METHODE_PRATIQUER-LA-DEMARCHE-DINVESTIGATION-SCIENTIFIQUE

REALISER UN CROQUIS PAPIER explicatif puis MAQUETTE 3D sur SKETCHUP / photomontage

Technologie : compétences
·             Imaginer des solutions pour produire des objets et des éléments de programmes informatiques en réponse au besoin. (design, innovation et créativité, veille, représentation de solutions).
·             Exprimer sa pensée à l’aide d’outils de description adaptés : croquis à main levée, schémas, graphes, diagrammes, tableaux.

Au cours de cette séquence, tu vas construire une lampe éco-citoyenne. Pour cela, tu vas l’élaborer avec des matériaux de récupération, mais tu vas aussi chercher à faire des économies d’énergie. Comment respecter l’environnement tout en s’éclairant confortablement ?

De nombreux artistes se sont intéressés aux objets de la vie quotidienne, pour chercher à combiner fonctionnalité et esthétique. C’est le but du design.

Exemples Lampes design et créateur sur youtube

Design Patron luminaire en carton

taper sur google : lampes en cartons, ou lampes design…. pour faciliter la recherche de lampes.

un exemple de lampe design

Lampe en carton

https://www.pinterest.fr/pin/225180050099318838/

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