Sources d'énergie non renouvelables

Les énergies non renouvelables sont abstraites pour les élèves : invisibles, lointaines dans le temps et l’espace. Les rendre tangibles par des activités actives permet de transformer des concepts complexes en expériences mémorables. Les manipulations, débats et investigations collaboratives transforment l’abstraction géologique et chimique en savoirs concrets et durables.

• CM1
• Explorations Scientifiques : Matière, Vivant et Objets
• 4 activités
• 25 min–50 min

Objectifs d’apprentissage

1. Expliquer la formation des combustibles fossiles à partir de matière organique ancienne sur des millions d'années.
2. Comparer les avantages et les inconvénients de l'utilisation de l'énergie nucléaire par rapport aux énergies fossiles.
3. Identifier les principales conséquences environnementales de l'extraction et de la combustion des énergies non renouvelables.
4. Classer les sources d'énergie non renouvelables selon leur origine (fossile ou nucléaire).
5. Évaluer l'impact de la dépendance aux énergies non renouvelables sur les ressources futures de la planète.

Penser-Partager-Présenter

⏱ 25 min·Binômes

Penser-Partager-Présenter: D'où vient l'essence de la voiture ?

L'enseignant pose la question et laisse les élèves formuler individuellement leur réponse. En paires, ils comparent leurs idées et tentent de remonter la chaîne (station-service, raffinerie, plateforme pétrolière, formation géologique). La mise en commun révèle souvent des lacunes sur l'origine géologique du pétrole.

Préparation et détails

Expliquez la formation des combustibles fossiles sur des millions d'années.

Conseil de facilitation: Pendant l’activité Think-Pair-Share, donnez aux élèves une image de réservoir souterrain à annoter pour corriger l’idée fausse des « rivières de pétrole ».

Setup: Disposition de classe standard ; les élèves se tournent vers leur voisin

Materials: Consigne de discussion (projetée ou distribuée), Optionnel : fiche de prise de notes pour les binômes

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

Étude de cas

⏱ 45 min·Petits groupes

Investigation collaborative : La formation du charbon en accéléré

Les groupes empilent des couches de feuilles mortes humides entre des couches de sable dans des bocaux transparents, puis compriment le tout avec des poids. Ils observent sur plusieurs jours la décomposition et font le parallèle avec les millions d'années nécessaires à la formation réelle du charbon.

Préparation et détails

Évaluez les risques et les bénéfices de l'énergie nucléaire.

Conseil de facilitation: Pour la formation du charbon en accéléré, prévoyez des coupes de roches sédimentaires à observer et des éponges imbibées d’eau colorée pour modéliser la migration du pétrole.

Setup: Groupes de travail en îlots avec dossiers documentaires

Materials: Dossier d'étude de cas (3 à 5 pages), Grille d'analyse méthodologique, Support de présentation des conclusions

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Prise de décision
• Autogestion

Étude de cas

⏱ 50 min·Petits groupes

Débat structuré : Faut-il fermer les centrales nucléaires ?

Chaque groupe prépare des arguments pour ou contre à partir de fiches documentaires. Ils doivent utiliser au moins deux données chiffrées (production d'électricité, quantité de déchets, émissions de CO2) pour étayer leur position. Un rapporteur présente la synthèse du groupe.

Préparation et détails

Prédisez les conséquences à long terme de la dépendance aux énergies non renouvelables.

Conseil de facilitation: Lors du débat structuré, attribuez des rôles clairs (modérateur, scientifique, écologiste) pour garantir l’équité des prises de parole.

Setup: Groupes de travail en îlots avec dossiers documentaires

Materials: Dossier d'étude de cas (3 à 5 pages), Grille d'analyse méthodologique, Support de présentation des conclusions

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Prise de décision
• Autogestion

Galerie marchande

⏱ 30 min·Classe entière

Galerie marchande: Les énergies dans notre quotidien

Des objets ou images du quotidien sont exposés (voiture, radiateur, smartphone, avion). Les élèves circulent et identifient pour chaque objet la source d'énergie utilisée, en distinguant renouvelable et non renouvelable. Ils proposent une alternative moins polluante quand c'est possible.

Préparation et détails

Expliquez la formation des combustibles fossiles sur des millions d'années.

Conseil de facilitation: Pendant le Gallery Walk, affichez des photos d’objets du quotidien (voiture, lampe, centrale) avec des étiquettes à compléter par les élèves pour ancrer les exemples concrets.

Setup: Espace mural dégagé ou tables disposées en périphérie de la salle

Materials: Papier grand format ou panneaux d'affichage, Feutres et marqueurs, Post-it pour les retours critiques

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

Enseigner ce sujet

Commencez par des exemples familiers pour ancrer les apprentissages : l’essence de la voiture, le chauffage au gaz ou l’électricité d’origine nucléaire. Évitez les explications trop techniques sur la géologie ou la physique nucléaire en cycle 3. Privilégiez les comparaisons visuelles (graphiques, schémas) pour montrer que les énergies fossiles émettent du CO2 tandis que le nucléaire produit des déchets dangereux mais peu de gaz à effet de serre. Utilisez des analogies simples comme l’éponge pour expliquer la porosité des roches ou la cuisson lente pour illustrer la formation du charbon sur des millions d’années.

À quoi s’attendre

Les élèves distinguent clairement les énergies fossiles des énergies nucléaires, expliquent leur formation en quelques phrases simples et identifient au moins deux impacts environnementaux majeurs. Ils participent activement aux échanges en utilisant un vocabulaire précis : décomposition, pores rocheux, fission, déchets radioactifs.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

During l'activité Think-Pair-Share 'D'où vient l'essence de la voiture ?', watch for...

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant cette activité, distribuez aux élèves un schéma simplifié de la formation du pétrole incluant des légendes à compléter (roches mères, piège géologique, forage). Demandez-leur de repérer où se situe le pétrole et de corriger la phrase 'le pétrole est une rivière souterraine' en notant 'le pétrole est piégé dans les pores des roches comme l’eau dans une éponge'.

Idée reçue courante

During le débat structuré 'Faut-il fermer les centrales nucléaires ?', watch for...

Ce qu'il faut enseigner à la place

Lors de ce débat, affichez un graphique comparant les émissions de CO2 par kWh pour différentes énergies. Intervenez en demandant : 'Que montre ce graphique ? Que peut-on en déduire sur les centrales nucléaires ?' pour recentrer la discussion sur les déchets radioactifs plutôt que sur une pollution atmosphérique équivalente à celle du charbon.

Idées d'évaluation

Billet de sortie

After l'activité Think-Pair-Share 'D'où vient l'essence de la voiture ?', demandez aux élèves d’écrire sur un post-it le nom d’une source d’énergie non renouvelable, son origine (fossile ou nucléaire) et une conséquence de son utilisation pour vérifier que les distinctions sont comprises.

Question de discussion

During le débat structuré 'Faut-il fermer les centrales nucléaires ?', observez si les élèves citent des arguments techniques (déchets radioactifs, émissions de CO2) plutôt que des opinions non étayées. Prenez note des arguments précis utilisés pour évaluer leur compréhension des enjeux.

Vérification rapide

After le Gallery Walk 'Les énergies dans notre quotidien', présentez aux élèves une image de centrale nucléaire et une image de champ de pétrole. Demandez-leur d’écrire sous chaque image le type d’énergie non renouvelable concerné et un avantage ou un inconvénient lié à son utilisation pour vérifier leur capacité à mobiliser les connaissances acquises.

Extensions et étayage

• Challenge : Proposez aux élèves de créer une infographie comparant une énergie fossile et l’uranium en termes de formation, d’utilisation et d’impacts.
• Scaffolding : Pour les élèves en difficulté, fournissez une liste de mots-clés (fossile, décomposition, nucléaire, fission) à associer à chaque type d’énergie pendant le Gallery Walk.
• Deeper exploration : Invitez les élèves à interviewer un membre de leur famille sur les sources d’énergie utilisées à la maison et à présenter leurs résultats sous forme de schéma annoté.

Vocabulaire clé

Combustibles fossiles	Ressources énergétiques formées sur des millions d'années à partir de la décomposition de plantes et d'animaux morts, comme le charbon, le pétrole et le gaz naturel.
Énergie nucléaire	Énergie libérée lors de la fission (division) des noyaux d'atomes lourds, principalement l'uranium, utilisée dans les centrales nucléaires.
Gaz à effet de serre	Gaz présents dans l'atmosphère, comme le dioxyde de carbone, qui retiennent la chaleur du soleil et contribuent au réchauffement climatique lors de leur émission par la combustion d'énergies fossiles.
Déchets radioactifs	Matières rendues radioactives par l'exposition à des rayonnements, résultant notamment du fonctionnement des centrales nucléaires et nécessitant un stockage sécurisé sur de très longues périodes.
Épuisement des ressources	Diminution progressive des réserves de ressources naturelles non renouvelables due à une consommation plus rapide que leur formation.