Physique-chimie · 5ème

Idées d’apprentissage actif

Énergies renouvelables

Les énergies renouvelables permettent aux élèves de comprendre des concepts scientifiques concrets et ancrés dans leur quotidien. Travailler par l'action renforce leur capacité à relier les notions théoriques de conversion d'énergie aux solutions technologiques réelles, ce qui solidifie leur engagement et leur maîtrise.

• Programmes Officiels
• MEN: Cycle 4 - Énergies renouvelables
• MEN: Cycle 4 - Développement durable

• 20–40 min
• Binômes → Classe entière
• 4 activités

Activité 01

• Puzzle
• 35 min · Petits groupes

Puzzle: Les filières renouvelables

Chaque groupe devient expert d'une source d'énergie renouvelable (solaire, éolien, hydraulique, biomasse). Après avoir étudié leur filière, les élèves se regroupent en équipes mixtes pour comparer avantages, limites et potentiel en France.

Décrivez le fonctionnement d'une éolienne ou d'un panneau solaire photovoltaïque.

Conseil de facilitation

Pour le Jigsaw, formez des groupes experts avant de les dispatcher afin que chaque élève maîtrise un sujet avant d'échanger avec les autres.

À observer

Distribuez une fiche avec deux schémas simplifiés : une éolienne et un panneau solaire. Demandez aux élèves d'écrire une phrase expliquant le principe de fonctionnement de chaque dispositif et d'identifier la principale source d'énergie utilisée.

• Comprendre
• Analyser
• Évaluer
• Compétences relationnelles
• Autogestion

Activité 02

• Galerie marchande
• 40 min · Petits groupes

Maquette : Mini-éolienne fonctionnelle

Les élèves construisent une éolienne miniature avec un petit moteur, des pales en carton et une LED. Ils testent différentes formes de pales et mesurent la tension produite pour identifier le design le plus efficace.

Comparez les avantages et les inconvénients des différentes sources d'énergies renouvelables.

À observer

Posez la question : 'Si nous voulions couvrir 80% de nos besoins énergétiques avec des énergies renouvelables en France, quels seraient les principaux défis à relever et quelles solutions pourriez-vous proposer ?' Encouragez les élèves à argumenter en s'appuyant sur les avantages et les inconvénients des différentes filières.

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Compétences relationnelles
• Conscience sociale

Activité 03

• Galerie marchande
• 30 min · Petits groupes

Débat structuré : Le mix énergétique de 2050

Les élèves incarnent différents acteurs (élus, industriels, associations environnementales, citoyens). Chaque groupe prépare ses arguments puis défend sa vision du mix énergétique français idéal pour 2050.

Analysez le potentiel des énergies renouvelables pour répondre aux besoins énergétiques mondiaux.

À observer

Présentez une courte vidéo montrant une centrale hydroélectrique. Demandez aux élèves d'identifier la ressource naturelle utilisée, la chaîne de conversion énergétique et un avantage de cette source d'énergie.

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Compétences relationnelles
• Conscience sociale

Activité 04

• Penser-Partager-Présenter
• 20 min · Binômes

Penser-Partager-Présenter: L'énergie dans mon quartier

Chaque élève recense les installations énergétiques visibles autour du collège ou chez lui. En binôme, ils comparent leurs observations, puis la classe cartographie collectivement les sources d'énergie locales.

Décrivez le fonctionnement d'une éolienne ou d'un panneau solaire photovoltaïque.

À observer

Distribuez une fiche avec deux schémas simplifiés : une éolienne et un panneau solaire. Demandez aux élèves d'écrire une phrase expliquant le principe de fonctionnement de chaque dispositif et d'identifier la principale source d'énergie utilisée.

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Quelques notes pour enseigner cette unité

Commencez par des activités manipulatoires pour ancrer les concepts, comme la maquette de mini-éolienne, avant d'aborder les aspects plus abstraits comme le cycle de vie des panneaux solaires. Évitez de présenter les énergies renouvelables comme parfaites : utilisez les données chiffrées pour développer l'esprit critique.

Les élèves expliquent clairement les chaînes de conversion énergétique de chaque filière et identifient les avantages et limites de chacune. Ils utilisent des données pour nuancer les idées reçues et proposent des solutions argumentées lors des débats.

---

Attention à ces idées reçues

• During Jigsaw : Les énergies renouvelables ne polluent pas du tout.

  Pendant le Jigsaw, distribuez une fiche avec des données sur le cycle de vie des panneaux solaires et des éoliennes. Demandez aux élèves de comparer les émissions de CO₂ par kWh produit et de présenter leurs conclusions en groupe.

• During Maquette : L'énergie solaire ne fonctionne pas quand il fait nuageux.

  Pendant la construction de la maquette, utilisez une cellule solaire et un multimètre pour mesurer la production d'électricité sous différents éclairages (soleil direct, lumière diffuse, obscurité). Les élèves constateront la réduction du rendement mais la production résiduelle.

• During Débat structuré : Les éoliennes sont dangereuses pour les oiseaux et très bruyantes.

  Pendant la préparation du débat, fournissez aux élèves des études chiffrées sur l'impact des éoliennes sur la faune et des données sur le niveau sonore des nouvelles générations. Demandez-leur d'analyser ces sources pour préparer des arguments équilibrés.

---

Méthodes utilisées dans ce dossier

• Puzzle
• Galerie marchande
• Penser-Partager-Présenter