Sources d'énergie non renouvelables

Les énergies non renouvelables touchent directement la vie des élèves, qui entendent souvent parler de pétrole, de charbon ou de centrales nucléaires. Travailler par activités actives permet de transformer des concepts abstraits en connaissances tangibles, tout en ancrant les apprentissages dans des débats concrets et des manipulations.

• CM2
• Explorateurs du Monde et de la Matière
• 4 activités
• 25 min–40 min

Objectifs d’apprentissage

1. Comparer les inconvénients des énergies fossiles et nucléaires en listant leurs impacts environnementaux et sanitaires spécifiques.
2. Analyser les conséquences d'une dépendance excessive aux énergies non renouvelables sur l'environnement et la société.
3. Expliquer pourquoi le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont des énergies non renouvelables en se basant sur leur origine et leur rythme de formation.
4. Identifier les principales sources d'énergie non renouvelables utilisées en France et dans le monde.

Penser-Partager-Présenter

⏱ 25 min·Binômes

Penser-Partager-Présenter: Fossile ou non ?

L'enseignant présente des images de sources d'énergie (puits de pétrole, mine de charbon, centrale nucléaire, barrage). Les élèves classent individuellement chaque source, comparent avec un voisin et justifient pourquoi le nucléaire est non renouvelable sans être fossile.

Préparation et détails

Comparez les inconvénients des énergies fossiles et nucléaires.

Conseil de facilitation: Pendant le Think-Pair-Share, circulez pour écouter les échanges et relever les confusions entre 'fossile' et 'nucléaire' à corriger en grand groupe.

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

Cercle de recherche

⏱ 35 min·Petits groupes

Cercle de recherche: La formation du charbon

Les élèves empilent des couches de feuilles mortes et de terre dans un récipient transparent, puis compriment fortement. Ils visualisent le processus de fossilisation à travers cette maquette qui illustre les millions d'années de pression et de chaleur nécessaires.

Préparation et détails

Analysez les conséquences d'une dépendance excessive aux énergies non renouvelables.

Setup: Groupes en îlots avec accès aux ressources documentaires

Materials: Corpus de documents sources, Fiche de suivi du cycle de recherche, Protocole de formulation de questions, Canevas de présentation des résultats

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Autogestion
• Conscience de soi

Galerie marchande

⏱ 30 min·Binômes

Galerie marchande: Les impacts comparés

Des affiches présentent les avantages et inconvénients de chaque source non renouvelable (pétrole, charbon, gaz, uranium). Les élèves circulent, notent les points positifs et négatifs, puis établissent un classement argumenté du moins au plus polluant.

Préparation et détails

Expliquez pourquoi le charbon est une énergie non renouvelable.

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

Jeu de simulation

⏱ 40 min·Classe entière

Jeu de simulation: Le débat énergétique

Les élèves incarnent des défenseurs de différentes sources d'énergie et doivent convaincre un jury (le reste de la classe) que leur source est la meilleure pour la France. Chaque groupe doit aussi admettre honnêtement les limites de sa source.

Préparation et détails

Comparez les inconvénients des énergies fossiles et nucléaires.

Setup: Espace modulable avec différents îlots de travail

Materials: Fiches de rôle avec objectifs et ressources, Monnaie fictive ou jetons de jeu, Tableau de suivi des tours

• Appliquer
• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Conscience sociale
• Prise de décision

Enseigner ce sujet

Commencez par des activités qui suscitent la curiosité, comme la simulation du débat énergétique, pour ancrer les connaissances dans le réel. Utilisez des comparaisons visuelles (schémas, maquettes) pour rendre les processus géologiques ou industriels accessibles. Évitez de présenter ces énergies comme 'mauvaises' sans contexte : insistez sur leur rôle historique et leur remplacement progressif.

À quoi s’attendre

Les élèves distinguent clairement les énergies fossiles de l'énergie nucléaire, expliquent leur formation ou leur extraction, et identifient leurs impacts environnementaux respectifs. Ils justifient leurs réponses avec des exemples précis tirés des activités menées.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

During Think-Pair-Share : Fossile ou non ?, certains élèves pensent que le pétrole forme des 'lacs souterrains'.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l'activité, montrez aux élèves une coupe de sol ou un schéma géologique en coupe. Demandez-leur de repérer les couches de roches et les zones poreuses où le pétrole est emprisonné comme dans une éponge.

Idée reçue courante

During Simulation : Le débat énergétique, des élèves affirment que l'énergie nucléaire produit du CO₂ comme les centrales à charbon.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Lors de la simulation, placez au tableau les étapes de production d'énergie : combustion pour les fossiles, fission pour le nucléaire. Soulignez que seule la combustion libère du CO₂, et que l'extraction de l'uranium en émet très peu.

Idée reçue courante

During Collaborative Investigation : La formation du charbon, des élèves estiment que les réserves seront épuisées dans quelques années.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l'investigation, affichez les chiffres des réserves connues (pétrole : 50 ans, charbon : 150 ans). Demandez aux élèves de comparer ces durées avec la formation du charbon sur des millions d'années pour comprendre l'enjeu de l'épuisement.

Idées d'évaluation

Question de discussion

After Think-Pair-Share : Fossile ou non ?, posez la question : 'Si le charbon et le nucléaire sont tous deux des énergies non renouvelables, pourquoi leurs inconvénients sont-ils différents ?' Demandez aux élèves de citer au moins un inconvénient pour chaque type d'énergie et d'expliquer brièvement pourquoi c'est un problème.

Vérification rapide

During Gallery Walk : Les impacts comparés, distribuez une fiche avec deux colonnes : 'Énergies fossiles' et 'Énergie nucléaire'. Demandez aux élèves de lister sous chaque colonne au moins deux conséquences négatives associées à chaque type d'énergie. Ramassez les fiches pour vérifier l'exactitude des informations.

Billet de sortie

After Simulation : Le débat énergétique, distribuez un post-it à chaque élève. Sur celui-ci, demandez-leur d'écrire une phrase expliquant pourquoi le pétrole est considéré comme une énergie non renouvelable. Ensuite, demandez-leur de nommer une action concrète que leur famille pourrait faire pour réduire sa consommation d'énergie.

Extensions et étayage

• Challenge: Proposez aux élèves de calculer leur 'empreinte carbone' familiale simplifiée en identifiant trois sources d'énergie non renouvelable utilisées à la maison.
• Scaffolding: Pour les élèves en difficulté, fournissez des étiquettes illustrées (pétrole, charbon, gaz, uranium) à classer dans deux colonnes : 'fossile' et 'nucléaire'.
• Deeper: Invitez les élèves à comparer deux pays avec des mixes énergétiques contrastés (ex. France et Arabie Saoudite) et à présenter leurs conclusions sous forme de carte mentale.

Vocabulaire clé

Énergies fossiles	Sources d'énergie formées à partir de la décomposition de matières organiques sur des millions d'années (charbon, pétrole, gaz naturel).
Énergie nucléaire	Énergie produite par la fission d'atomes lourds, principalement l'uranium, dans des centrales.
Gaz à effet de serre	Gaz présents dans l'atmosphère qui piègent la chaleur, contribuant au réchauffement climatique. Les énergies fossiles en émettent beaucoup lors de leur combustion.
Déchets radioactifs	Matières rendues dangereuses par la radioactivité, issues principalement de l'énergie nucléaire, qui nécessitent un stockage très sécurisé sur de longues périodes.
Ressources épuisables	Ressources naturelles dont la quantité est limitée et qui ne se renouvellent pas à l'échelle humaine.