Objectif 3- Analyser l’utilisation des ressources énergétiques
dans une perspective de durabilité
La demande en ressources énergétiques est croissante dans le monde actuel. Fort de ce constat, la recherche de solutions écologiquement acceptables à court, moyen et long terme paraît indispensable. La compréhension des échanges énergétiques permet d’appréhender et de raisonner la gestion des ressources dans une perspective durable. Pour étudier ces échanges, l’utilisation du principe de conservation de l’énergie d’un système isolé est un préalable. L’introduction de ce principe permet le réinvestissement des notions de puissance, énergie et rendement rencontrées au collège. La modélisation des échanges à l’aide de chaînes énergétiques permet une première compréhension des phénomènes sans développement mathématique. L’utilisation de cet outil doit être continue tout au long de cet objectif 3. La distinction entre source énergétique et transfert énergétique est essentielle d’un point de vue scientifique et constitue un objectif d’apprentissage important. La démarche mobilisée est scientifique. Elle permet à l’élève de s’approprier des informations, d’analyser et de raisonner, de réaliser et de communiquer afin de rendre compte de sa démarche et de ses résultats, à l’oral comme à l’écrit.
Le concept d’énergie étant difficile à appréhender, le professeur est invité à :
- privilégier la mise en activité des apprenants ;
- permettre et encadrer l'expression des conceptions initiales ;
- valoriser l’approche expérimentale ;
- contextualiser les apprentissages pour leur donner du sens ;
- procéder régulièrement à des synthèses pour expliciter et structurer les savoirs et savoir-faire et les appliquer dans des contextes différents ;
- favoriser l'acquisition d'automatismes et développer l'autonomie des élèves en proposant des temps de travail personnel ou en groupe, dans et hors la classe.
Dans la continuité de la classe de seconde, l’utilisation de microcontrôleurs peut être envisagée dans les activités expérimentales notamment lors de la mise en oeuvre de capteurs, du traitement de données, ou encore pour faciliter l’affichage de résultats expérimentaux
Objectif 3.1- Appréhender la gestion des ressources énergétiques dans les locaux professionnels
Cet objectif vise à sensibiliser les apprenants à la gestion de l’énergie dans les locaux professionnels à travers l’énergie interne, l’énergie électrique et l’énergie transférée par la lumière. Le terme « locaux professionnels » a été retenu afin que cet enseignement puisse être adapté selon la spécificité technologique présente dans l’établissement.
Chapitre 1 : Généralités sur l'énergie
3.1.1- Analyser les problématiques liées à l’isolation thermique
Mots clés : énergie interne, température, capacité thermique massique, transferts thermiques, conduction, convection, rayonnement, flux thermique, conductivité thermique, résistance thermique, conducteur, isolant, bilan énergétique d’un local
Chapitre 2 : L'énergie thermique
3.1.2- Raisonner les consommations électriques
Mots clés : énergie et puissance électriques, dipôles passifs et dipôles actifs, effet joule, régime continu, régime sinusoïdal, transport et distribution, protection contre les risques
Chapitre 4 : L'énergie électrique
3.1.3- Caractériser le rôle de la lumière
Mots clés : sources lumineuses, longueur d’onde, fréquence, célérité, couleur et spectre, flux lumineux, modèle corpusculaire de la lumière, photon, énergie d’un photon, énergie solaire, conversion photovoltaïque et thermique.
Chapitre 3 : L'énergie rayonnante
Objectif 3.2- Analyser la gestion des ressources énergétiques dans les transports
Cet objectif vise à sensibiliser les apprenants à la gestion de l’énergie dans les transports à travers l’énergie mécanique, l’énergie électrique et l’énergie chimique. Le terme « transport » a été retenu afin que cet enseignement puisse être adapté selon la spécificité technologique présente dans l’établissement. La mise en perspective avec une gestion raisonnée des ressources est nécessaire.
3.2.1- Caractériser le mouvement des véhicules
Mots clés : référentiel, repère, trajectoire, vitesse, accélération, énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur, énergie mécanique, forces, transfert d’énergie par travail mécanique, conservation et non conservation de l’énergie mécanique.
Chapitre 4 : Mouvement et vitesse
Chapitre 5 : Les lois de la mécanique
Chapitre 6 : L'énergie mécanique
3.2.2- Raisonner la consommation des carburants
Mots clés : transformation chimique et effets thermiques associés, combustion, combustible, comburant, hydrocarbure, agrocarburant, pouvoir calorifique d’un combustible, protection contre les risques de combustion.
Chapitre 7 : Consommation des carburants
3.2.3- Appréhender le rôle de l’électricité comme source d’énergie
Mots clés : oxydant, réducteur, réaction d’oxydo-réduction, potentiel standard, pile, accumulateur, pile à combustible, transfert d’énergie sous forme électrique, stockage.
Chapitre 8 : Stosckage et transport de l'énergie électrique
