Histoire-géographie · 5ème · Ressources limitées, à gérer et à ménager · 3e Trimestre

Les énergies renouvelables : Vers une transition énergétique

Les élèves découvrent les différentes sources d'énergies renouvelables et les défis de leur développement pour une transition énergétique.

• Programmes Officiels
• MEN: Cycle 4 - Des ressources limitées, à gérer et à ménager

À propos de ce thème

La transition énergétique est l'un des grands défis du XXIe siècle. Le programme de géographie de 5ème aborde les énergies renouvelables dans le cadre de la gestion des ressources limitées. Les élèves découvrent les principales sources (solaire, éolien, hydraulique, géothermie, biomasse), leur fonctionnement, leur potentiel et leurs limites. L'objectif est de comprendre pourquoi le passage des énergies fossiles aux renouvelables est nécessaire mais complexe.

Les enjeux sont à la fois techniques (intermittence du solaire et de l'éolien, stockage de l'énergie), économiques (coûts d'investissement, création d'emplois), géographiques (tous les territoires n'ont pas le même potentiel) et politiques (accords internationaux, subventions, choix nationaux). La France, avec son mix énergétique dominé par le nucléaire, présente un cas particulier à comparer avec d'autres pays européens.

L'apprentissage actif est naturellement adapté à ce sujet : les élèves peuvent analyser des données de production énergétique, comparer les stratégies nationales, débattre des choix possibles et concevoir des propositions à l'échelle locale. Ces activités développent simultanément les compétences géographiques et la réflexion citoyenne.

Questions clés

1. Décrivez les principales sources d'énergies renouvelables et leur fonctionnement.
2. Analysez les avantages et les limites du développement des énergies renouvelables.
3. Proposez des stratégies pour accélérer la transition énergétique à l'échelle locale et mondiale.

Objectifs d'apprentissage

• Identifier les principales sources d'énergies renouvelables (solaire, éolien, hydraulique, géothermie, biomasse) et décrire leur mode de production d'énergie.
• Comparer les avantages et les limites de chaque source d'énergie renouvelable en termes de disponibilité, de coût et d'impact environnemental.
• Analyser les défis techniques et économiques liés au développement des énergies renouvelables pour une transition énergétique.
• Proposer des stratégies concrètes pour favoriser la transition énergétique à l'échelle d'une commune ou d'une région.

Avant de commencer

Les ressources de la Terre

Pourquoi : Les élèves doivent avoir une compréhension des différentes ressources naturelles disponibles pour pouvoir aborder la notion de ressources limitées et renouvelables.

La production d'électricité

Pourquoi : Une connaissance de base des principes de production d'électricité est nécessaire pour comprendre comment les différentes sources d'énergies renouvelables fonctionnent.

Vocabulaire clé

Énergie solaire	Énergie produite à partir du rayonnement du soleil, captée par des panneaux photovoltaïques ou thermiques.
Énergie éolienne	Énergie produite par la force du vent, transformée en électricité par des éoliennes.
Énergie hydraulique	Énergie produite par la force de l'eau en mouvement, souvent utilisée dans les barrages hydroélectriques.
Géothermie	Énergie issue de la chaleur interne de la Terre, exploitée pour le chauffage ou la production d'électricité.
Biomasse	Matière organique d'origine végétale ou animale utilisable comme source d'énergie (bois, déchets agricoles, etc.).
Transition énergétique	Changement global des systèmes de production et de consommation d'énergie, visant à passer des énergies fossiles aux énergies renouvelables.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Les énergies renouvelables peuvent remplacer immédiatement les fossiles.

Ce qu'il faut enseigner à la place

La transition est un processus long et complexe. L'intermittence (pas de soleil la nuit, pas de vent en permanence) impose de développer le stockage et de maintenir des sources pilotables. Le Penser-Partager-Présenter sur les données de production rend ces contraintes techniques concrètes.

Idée reçue courante

Le nucléaire est une énergie renouvelable.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Le nucléaire est une énergie décarbonée (peu d'émissions de CO2) mais pas renouvelable : l'uranium est une ressource finie. Cette distinction est essentielle. L'atelier comparatif entre pays permet de situer le nucléaire dans le débat énergétique.

Idée reçue courante

Les éoliennes et les panneaux solaires n'ont aucun impact environnemental.

Ce qu'il faut enseigner à la place

La fabrication nécessite des métaux rares, l'installation peut affecter les paysages et la biodiversité, et le recyclage en fin de vie pose des défis. Le gallery walk avec grille multicritère pousse les élèves à considérer le cycle de vie complet.

Idées d'apprentissage actif

Atelier comparatif : Le mix énergétique de quatre pays européens

Chaque groupe étudie le mix énergétique d'un pays (France, Allemagne, Danemark, Norvège) à partir de graphiques circulaires. Ils présentent les choix nationaux et la classe identifie les facteurs qui expliquent ces différences (géographie, histoire, ressources).

40 min·Petits groupes

Penser-Partager-Présenter: Le solaire et l'éolien peuvent-ils remplacer le nucléaire en France ?

Chaque élève examine des données sur la production et l'intermittence des renouvelables en France. En binôme, ils formulent un avis argumenté. La classe construit une réponse nuancée intégrant les contraintes techniques.

25 min·Binômes

Projet local : Un plan énergétique pour notre commune

Les élèves analysent le potentiel de leur commune (ensoleillement, vent, cours d'eau, biomasse agricole) et proposent un mix énergétique renouvelable adapté. Ils présentent leur plan avec une carte et des justifications.

50 min·Petits groupes

Galerie marchande: Les énergies renouvelables en images

Des affiches présentent chaque source d'énergie renouvelable (fonctionnement, avantages, limites, exemples concrets). Les élèves circulent, prennent des notes et classent les sources selon différents critères (fiabilité, coût, impact environnemental).

30 min·Individuel

Liens avec le monde réel

• Les ingénieurs en énergies renouvelables travaillent sur la conception de nouvelles générations de panneaux solaires plus performants ou de turbines éoliennes plus silencieuses, comme celles développées par des entreprises basées à Nantes.
• Les collectivités locales, comme la ville de Strasbourg, mettent en place des plans de mobilité durable incluant le développement de pistes cyclables et l'installation de bornes de recharge pour véhicules électriques, favorisant ainsi la transition énergétique.
• Les agriculteurs peuvent diversifier leurs revenus en installant des unités de méthanisation pour transformer leurs déchets organiques en biogaz, une énergie renouvelable locale.

Idées d'évaluation

Billet de sortie

Distribuez une fiche avec deux colonnes : 'Avantages' et 'Limites'. Demandez aux élèves de remplir chaque colonne pour deux sources d'énergies renouvelables différentes (par exemple, solaire et éolien) en une phrase par point.

Question de discussion

Posez la question : 'Si vous étiez maire de votre ville, quelles trois actions concrètes mettriez-vous en place pour encourager l'utilisation des énergies renouvelables ?' Laissez les élèves débattre de leurs propositions pendant 5 minutes.

Vérification rapide

Présentez une courte vidéo sur le fonctionnement d'une centrale hydroélectrique. Demandez aux élèves d'écrire sur leur cahier le principe de base de la production d'électricité et un avantage de cette énergie.

Questions fréquentes

Quelles sont les principales sources d'énergies renouvelables ?

Les cinq grandes sources sont : le solaire (photovoltaïque et thermique), l'éolien (terrestre et en mer), l'hydraulique (barrages et hydroliennes), la géothermie (chaleur du sous-sol) et la biomasse (bois, déchets organiques, biocarburants). Chacune a ses avantages et ses limites selon la géographie et le climat du territoire.

Pourquoi la France dépend-elle autant du nucléaire ?

La France a fait le choix du nucléaire dans les années 1970, après le choc pétrolier, pour assurer son indépendance énergétique. Aujourd'hui, le nucléaire fournit environ 70% de son électricité. Ce choix historique explique le retard relatif de la France dans le développement des renouvelables par rapport à l'Allemagne ou au Danemark.

Qu'est-ce que l'intermittence des énergies renouvelables ?

L'intermittence désigne le fait que certaines sources (solaire, éolien) ne produisent pas en continu. Un panneau solaire ne fonctionne pas la nuit, une éolienne est à l'arrêt sans vent. Le stockage de l'énergie (batteries, hydrogène, STEP) et l'interconnexion des réseaux sont les principales solutions étudiées.

Comment enseigner la transition énergétique par l'apprentissage actif en 5ème ?

La comparaison de mix énergétiques nationaux développe le raisonnement géographique comparé. Le projet local ancre la réflexion dans le territoire vécu des élèves. Le gallery walk structure les connaissances sur chaque source. Le Penser-Partager-Présenter sur le débat nucléaire/renouvelables forme à l'argumentation citoyenne.