Ressources en énergie et conversions d’énergie

Différentes formes d’énergie (de pesanteur, cinétique, chimique, thermique, électrique, nucléaire et lumineuse) sont introduites de façon progressive par le biais de leurs conversions et de leurs transferts dans des contextes concrets : moyens de transport, production d’électricité, applications domestiques, etc.

Afin de préparer les apprentissages ultérieurs, au cycle 4 et au-delà, le professeur veille à distinguer les énergies qui peuvent être stockées (énergies de pesanteur, cinétique, chimique, nucléaire et thermique) de celles qui correspondent à des transferts énergétiques (énergies électrique et lumineuse).

La réalisation de maquettes simples permet de modéliser des dispositifs où interviennent des conversions ou des transferts d’énergie : conversion d’énergie potentielle en énergie cinétique dans un dispositif mécanique (moulin à eau, par exemple), conversion d’énergie chimique en énergie cinétique dans un dispositif constitué d’un moteur alimenté par une pile électrique, transfert d’énergie électrique vers une lampe ou un autre appareil électrique alimenté par une pile électrique, etc. On veille à la rigueur du langage utilisé pour rendre compte des conversions et des transferts d’énergie : « au cours de la chute d’un objet, son énergie de pesanteur est convertie en énergie cinétique », « dans un véhicule équipé d’un moteur à essence, de l’énergie chimique est convertie en énergie cinétique », « la Terre reçoit de l’énergie du Soleil par la lumière qu’il émet ». Si la dépendance des énergies de pesanteur et cinétique vis-à-vis de la masse peut être évoquée en cas de besoin à l’occasion des activités proposées, elle ne constitue pas pour autant une connaissance exigible des élèves en fin de cycle 3.

Les élèves sont sensibilisés au caractère renouvelable ou non, à l’échelle temporelle de la vie humaine, des ressources en énergie. L’importance de l’énergie reçue du Soleil pour la vie sur Terre et pour les activités humaines est mentionnée. La recherche d’informations relatives à différentes ressources en énergie et aux conséquences sur l’environnement de leur utilisation (chauffage, moyens de transport, production d’électricité, etc.) s’inscrit dans l’éducation au développement durable. Elle a également pour but d’enrichir la culture scientifique et technique des élèves, de les sensibiliser à la problématique de la fiabilité des sources d’informations et de contribuer à développer leur esprit critique.

Attendus de fin de cycle

Identifier les formes d’énergie mises en jeu dans un dispositif de conversion d’énergie.

Rechercher et exploiter des informations relatives aux ressources en énergie et à leur utilisation en exerçant son esprit critique.

Conversions d’énergie

Identifier différentes formes d’énergie (énergies de pesanteur, cinétique, chimique, thermique, électrique, nucléaire et lumineuse) dans des situations variées.

Réaliser expérimentalement un dispositif de conversion d’énergie et en rendre compte par la représentation d’une chaîne énergétique.

Rechercher des informations relatives à différentes ressources en énergie (Soleil, eau, vent, pétrole, bois, charbon, dihydrogène, combustible nucléaire (uranium), etc.) et les différencier selon leur caractère renouvelable ou non à l’échelle temporelle de la vie humaine.

Rechercher des informations relatives à l’utilisation de différentes ressources en énergie pour caractériser leurs conséquences sur l’environnement (émission de gaz à effet de serre, production de déchets, etc.).