Pédagogie de l'énergie solaire 1/6 Généralités

L'énergie solaire est quasiment absente de notre culture de l'énergie. Avec la fin annoncée des énergies fossiles et de l'uranium, on sait déjà que la principale ressource énergétique sera, à l'avenir, constituée par l'énergie solaire en flux. Celle-ci arrive au quotidien, à notre porte et en quantités considérables. De plus, son utilisation ne produit pas de CO2
Pour faciliter cette transition énergétique du soleil en stock (hydrocarbures) au soleil en flux, il est essentiel d'avoir quelques éclairages sur l'énergie solaire et de les transmettre aux adultes actuels et futurs. C'est l'ojet de ces pages sur la pédagogie de l'énergie solaire

Cette fiche pratique sur l'énergie solaire est constituée de plusieurs parties :

1) Compétences du formateur
1.1) connaissance de l'aspect quantitatif de l'énergie solaire en France
• Durant une journée d’ensoleillement moyen (c.a.d. au printemps ou à l’automne), il arrive sur l'Hexagone une quantité d’énergie solaire équivalente à celle produite, en quatre ans, par le parc électronucléaire français sous forme d'électricité !
• En 1 an, la quantité d’énergie solaire qui arrive sur 1m² au sol à Lille est un peu plus de la moitié de ce qui arrive sur 1m² au sol à Marseille durant la même période.
>> ces 2 informations sont données juste pour avoir une idée de l'importance de l'énergie solaire qui arrive sur la France métropolitaine. Dans le Nord Pas de Calais, il y en a moins, mais ce n'est pas nul ! Plus d'informations sur le gisement solaire
• Connaître le contenu des chapitres 1, 2, 3 et 4 de la revue "Le Soleil, notre énergie"

1.2) pour les activités 4, 5 et 6:
Savoir lire un thermomètre et une horloge, créer un graphique et y reporter les heures et les températures. Savoir faire faire cela à des stagiaires de "niveau Collège". Savoir interpréter un graphique résultant d'une expérience.

Prise de température de l'eau dans la barquette en aluminium

1.3) pour les activités 2 et 3 :
Savoir, par le dialogue, faire découvrir des connaissances aux stagiaires à partir de la vie quotidienne.

2) Compétences des stagiaires :
• Globalement, le niveau souhaitable est "en cours d'études au Collège"
• Pour les activités 4 et 5, savoir manipuler des récipients ouverts et contenant de l'eau, lire un thermomètre et reporter des températures et des heures sur un graphique

3) Méthode pédagogique pour les activités 4, 5 et 6
C'est la méthode expérimentale simple : on dispose de plusieurs matériels identiques sauf sur 1 paramètre. On fait varier ce paramètre et on observe l'effet produit.

4) Matériel pédagogique pour les activités 4 et 5:
• des barquettes en aluminium de contenance 0,5 litre
• un (si possible plusieurs) thermomètre (s) permettant de lire la température à, au moins, 20 cm de l'endroit où l'on prend la température
• un seau avec de l'eau et un petit pot en verre (type bocal à confiture) de contenance 0,4 litre
• des boites carrées sans couvercle ayant toutes les mêmes dimensions
Exemple : J’avais des chutes de plaques isolantes de polyuréthane d’épaisseur 5cm. J’ai donc décidé de faire un « jeu de boites sans couvercle » où l’épaisseur des parois (fond et cotés) sera de 5cm. Pour pouvoir mettre et enlever la barquette d’aluminium dans la boite, j’ai choisi les dimensions suivantes :

La découpe du carré de la feuille supérieure a été faite à la scie sauteuse,
puis les 2 feuilles ont été collées(au map)
Avec ces dimensions, la barquette d’aluminium de 0,5 l tient dans la boite, sous le couvercle

Pour l'acticité 4, il faut que toutes les boites soient dans le même matériau :

Les 2 boites sans couvercle sont identiques. C'est du matériel d’expérience pour comparer
les performances d’un simple vitrage (à droite) et d’un double vitrage (à gauche) >> activité 4

Pour l'acticité 5, il faut que les boites soient dans des matériaux différents :

Les 2 boites, une en polyuréthane (à gauche) et une en carton d'emballage ont les mêmes dimensions
elles seront utilisées pour l'activité 5 avec des couvercles vitrés identiques

• des couvercles transparents (ou au moins translucides) pour recouvrir les boites
Ces couvercles peuvent être du simple ou double ou triple vitrage, une feuille de plastue transparente, ...

5) Pour échanger sur la pédagogie de l'énergie solaire :

Pour critiquer, demander des infos, donner des idées ... l'adresse du rédacteur de ces pages : alain.vaillant@laposte.net