{"id":8277,"date":"2021-03-29T13:30:08","date_gmt":"2021-03-29T11:30:08","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/?p=8277"},"modified":"2021-04-29T09:10:09","modified_gmt":"2021-04-29T07:10:09","slug":"une-eolienne-comment-ca-marche","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/une-eolienne-comment-ca-marche\/","title":{"rendered":"Une \u00e9olienne : comment \u00e7a marche ? (CM1)"},"content":{"rendered":"<p>&nbsp;<\/p>\n<h1 style=\"text-align: center\"><span style=\"color: #333399\">Une \u00e9olienne, comment \u00e7a marche ?<\/span><\/h1>\n<p>Nous les voyons se dresser dans les champs, au bord des grands axes routiers, ou en pleine mer, les \u00e9oliennes font aujourd&rsquo;hui parti de notre paysage. L&rsquo;\u00e9nergie \u00e9olienne, g\u00e9n\u00e9r\u00e9e \u00e0 partir de la force du vent appartient aux \u00e9nergies renouvelables, vers lesquelles il nous faut nous tourner pour tenter de r\u00e9duire les \u00e9missions de gaz \u00e0 effet de serre, qui participent au r\u00e9chauffement climatique, et pour pr\u00e9server les ressources de notre plan\u00e8te, qui s&rsquo;amenuisent de plus en plus.<\/p>\n<p>Mais au fait, une \u00e9olienne, comment \u00e7a marche ? Afin de mieux comprendre le fonctionnement de ces\u00a0 moulins g\u00e9ants, nous avons choisi de fabriquer une \u00e9olienne miniature. Vous ne pourrez pas \u00e9clairer toute l&rsquo;\u00e9cole avec, mais vous pourrez comprendre comment un mouvement, cr\u00e9e par le vent, se transforme en \u00e9lectricit\u00e9 !<\/p>\n<h4 style=\"text-align: center\"><span style=\"color: #333399\">Pr\u00e9sentation de notre objet<\/span><\/h4>\n<p>L&rsquo;objet technique que nous avons r\u00e9alis\u00e9 est une \u00e9olienne miniature, reli\u00e9e \u00e0 une ampoule, provenant d&rsquo;un v\u00e9lo. Le mouvement des pales (ou h\u00e9lices) de l&rsquo;\u00e9olienne, entrain\u00e9es par le vent, va cr\u00e9er de l&rsquo;\u00e9nergie, \u00e9nergie qui sera transform\u00e9e en courant \u00e9lectrique gr\u00e2ce \u00e0 une dynamo de v\u00e9lo.<\/p>\n<p>Pour fabriquer cette \u00e9olienne, nous avons utilis\u00e9 des mat\u00e9riaux que nous avions \u00e0 disposition\u00a0 :<\/p>\n<ul>\n<li>une planche en bois pour faire le socle<\/li>\n<li>un tuyau en PVC (type tuyau de plomberie), avec un coude, pour le corps de l&rsquo;\u00e9olienne<\/li>\n<li>une dynamo de v\u00e9lo<\/li>\n<li>des pales en m\u00e9tal, provenant de la ventilation d&rsquo;un ancien chauffage<\/li>\n<li>du plastique provenant d&rsquo;un vieux bidon, qui a servi \u00e0 agrandir les pales<\/li>\n<li>des fils \u00e9lectriques<\/li>\n<li>une ampoule provenant d&rsquo;un v\u00e9lo<\/li>\n<\/ul>\n<p>Voici en images les sch\u00e9mas de fabrication, puis notre \u00e9olienne :<\/p>\n<p><code><div class=\"h5p-iframe-wrapper\"><iframe id=\"h5p-iframe-89\" class=\"h5p-iframe\" data-content-id=\"89\" style=\"height:1px\" src=\"about:blank\" frameBorder=\"0\" scrolling=\"no\" title=\"construction de l&#039;\u00e9olienne\"><\/iframe><\/div><\/code><\/p>\n<p>et maintenant notre \u00e9olienne en fonctionnement :<\/p>\n<div style=\"width: 640px;\" class=\"wp-video\"><video class=\"wp-video-shortcode\" id=\"video-8277-1\" width=\"640\" height=\"360\" preload=\"metadata\" controls=\"controls\"><source type=\"video\/mp4\" src=\"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/V_20210330_145144_N0.mp4?_=1\" \/><a href=\"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/V_20210330_145144_N0.mp4\">http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/V_20210330_145144_N0.mp4<\/a><\/video><\/div>\n<p>Ici l&rsquo;ampoule n&rsquo;\u00e9claire pas intens\u00e9ment car le vent ne souffle pas fort et les p\u00e2les ne tournent donc pas assez vite pour illuminer compl\u00e9tement l&rsquo;ampoule.<\/p>\n<h4 style=\"text-align: center\"><span style=\"color: #333399\">Concepts scientifiques<\/span><\/h4>\n<p>L\u2019int\u00e9r\u00eat de la construction d\u2019une telle maquette est de faire comprendre aux \u00e9l\u00e8ves comment on peut produire de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 \u00e0 partir d\u2019une \u00e9nergie renouvelable qui ne produit donc pas de gaz \u00e0 effet de serre.<\/p>\n<p>Les concepts scientifiques \u00e9tudi\u00e9s dans le cadre de ce projet sont :<\/p>\n<p><strong><em>*La notion de mouvement, et d&rsquo;\u00e9nergie cin\u00e9tique<\/em><\/strong> : L&rsquo;\u00e9olienne est \u00e9quip\u00e9e de pales, qui effectuent un mouvement de rotation, impuls\u00e9 par le vent, autour d&rsquo;un axe, appel\u00e9 rotor, semblable \u00e0 l&rsquo;h\u00e9lice d&rsquo;un avion. Ce mouvement de rotation des pales se fait gr\u00e2ce \u00e0 l&rsquo;\u00e9nergie cin\u00e9tique du vent, autrement dit l&rsquo;\u00e9nergie produite par le mouvement et la vitesse du vent. C&rsquo;est cette \u00e9nergie qui va \u00eatre transform\u00e9e en \u00e9nergie m\u00e9canique, puis \u00e9lectrique.<\/p>\n<p>La notion relative au mouvement est ici la transmission du mouvement, puisque l&rsquo;ensemble du m\u00e9canisme de l&rsquo;\u00e9olienne effectue un mouvement de rotation, identique \u00e0 l&rsquo;entr\u00e9e et\u00a0 la sortie, seule la vitesse de ce mouvement est modifi\u00e9e.<\/p>\n<p><strong><em>*La transformation de l&rsquo;\u00e9nergie cin\u00e9tique en \u00e9nergie m\u00e9canique :\u00a0<\/em> <\/strong>Le mouvement de rotation des pales, gr\u00e2ce \u00e0 l&rsquo;\u00e9nergie du vent, est reproduit sur un axe situ\u00e9 dans la nacelle de l&rsquo;\u00e9olienne , produisant une \u00e9nergie m\u00e9canique (le vent fait tourner les pales et l&rsquo;axe). Cet axe est lui-m\u00eame reli\u00e9 \u00e0 un d\u00e9multiplicateur de vitesse, qui va, comme son nom l&rsquo;indique, multiplier la vitesse de rotation de l&rsquo;axe,\u00a0 et ainsi permettre au g\u00e9n\u00e9rateur de produire plus d&rsquo;\u00e9lectricit\u00e9, plus rapidement.<\/p>\n<p><strong><em>*La transformation de l&rsquo;\u00e9nergie m\u00e9canique en \u00e9nergie \u00e9lectrique :\u00a0<\/em><\/strong> cette transformation est observ\u00e9e au moyen de l&rsquo;\u00e9tude du fonctionnement d&rsquo;une dynamo, dont le m\u00e9canisme est semblable au g\u00e9n\u00e9rateur d&rsquo;une \u00e9olienne. L&rsquo;\u00e9nergie m\u00e9canique engendr\u00e9e par la rotation des pales va activer un aimant situ\u00e9 \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur d&rsquo;une bobine de fils de cuivre. En tournant dans cette bobine, l&rsquo;aimant va g\u00e9n\u00e9rer de l&rsquo;\u00e9lectricit\u00e9. C&rsquo;est ce m\u00eame principe qui sera appliqu\u00e9, \u00e0 plus grande \u00e9chelle, sur l&rsquo;\u00e9olienne.<\/p>\n<p>Dans le m\u00e2t descendent les fils \u00e9lectriques qui relient le g\u00e9n\u00e9rateur au transformateur situ\u00e9 au pied du m\u00e2t. Ce transformateur va d\u00e9cupler la tension du courant \u00e9lectrique jusqu\u2019\u00e0 20000 volts pour qu\u2019il circule plus facilement dans le r\u00e9seau de distribution, contr\u00f4l\u00e9 par les grands fournisseurs d&rsquo;\u00e9nergie, comme EDF.<\/p>\n<p><strong><em>*Les outils de mesure et de s\u00e9curit\u00e9 de l&rsquo;\u00e9olienne :<\/em><\/strong> Entre le d\u00e9multiplicateur de vitesse et le g\u00e9n\u00e9rateur se trouve un frein qui permet d\u2019arr\u00eater les pales de tourner si le vent souffle trop fort. La force et la vitesse du vent sont mesur\u00e9es par un an\u00e9mom\u00e8tre, capteur de vitesse, situ\u00e9 \u00e0 l\u2019ext\u00e9rieur de la nacelle.\u00a0 En cas de vents trop forts, et gr\u00e2ce \u00e0 la pr\u00e9sence de ce capteur, le frein se mettra en marche. Cet an\u00e9mom\u00e8tre permet \u00e9galement de calculer la direction du vent pour que, lorsque le vent tourne, la nacelle pivote pour faire face au vent. En effet, le rotor ne fonctionne que losqu&rsquo;il est face au vent.<\/p>\n<p>Bien que le fonctionnement d&rsquo;une \u00e9olienne, telles celles que l&rsquo;on voit au bord des routes, soit plus complexe,\u00a0 sa mod\u00e9lisation permet de simplifier la compr\u00e9hension du m\u00e9canisme de production d&rsquo;\u00e9nergie.<\/p>\n<h4 style=\"text-align: center\"><span style=\"color: #333399\">Transposition en classe<\/span><\/h4>\n<p>Nous nous pla\u00e7ons dans le domaine de la mati\u00e8re, du mouvement et de l&rsquo;\u00e9nergie. Le but est de faire d\u00e9couvrir aux \u00e9l\u00e8ves le fonctionnement d&rsquo;une \u00e9olienne, \u00e0 travers la conception d&rsquo;un objet technique reproduisant son fonctionnement. Au sein des programmes, cette s\u00e9quence d&rsquo;apprentissage entre dans les domaines suivants : observer et d\u00e9crire diff\u00e9rents types de mouvements, identifier des formes d&rsquo;\u00e9nergie et des ressources d&rsquo;\u00e9nergie, reconna\u00eetre des situations o\u00f9 l&rsquo;\u00e9nergie est stock\u00e9e, transform\u00e9e, utilis\u00e9e, et fabriquer un objet technique n\u00e9cessitant de l&rsquo;\u00e9lectricit\u00e9, parmi lesquels figure l&rsquo;\u00e9olienne.<\/p>\n<p>Cette s\u00e9quence s&rsquo;inscrit \u00e9galement dans l&rsquo;\u00e9ducation au d\u00e9veloppement durable, et dans la construction d&rsquo;une attitude \u00e9thique et responsable, puisqu&rsquo;il sera question d&rsquo;\u00e9nergies renouvelables, et de l&rsquo;importance croissante du recours \u00e0 ce type d&rsquo;\u00e9nergies\u00a0 dans le cadre de la lutte contre le r\u00e9chauffement climatique, et pour la pr\u00e9servation de notre environnement et de nos ressources.<\/p>\n<p>Comme il est indiqu\u00e9 dans les programmes, ces notions rel\u00e8vent du cycle 3, et peuvent \u00eatre abord\u00e9es en CM1-CM2, nous avons donc choisi de placer notre s\u00e9quence en CM1.<\/p>\n<figure id=\"attachment_8408\" aria-describedby=\"caption-attachment-8408\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"thumb-of-pdf wp-image-8408 size-medium\" src=\"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/tableau-sequence-realisation-eolienne-pdf-300x212.jpg\" alt=\"thumbnail of tableau s\u00e9quence r\u00e9alisation \u00e9olienne\" width=\"300\" height=\"212\" srcset=\"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/tableau-sequence-realisation-eolienne-pdf-300x212.jpg 300w, http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/tableau-sequence-realisation-eolienne-pdf-768x543.jpg 768w, http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/tableau-sequence-realisation-eolienne-pdf-120x85.jpg 120w, http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/tableau-sequence-realisation-eolienne-pdf.jpg 1024w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-8408\" class=\"wp-caption-text\"><em>tableau s\u00e9quence r\u00e9alisation de l&rsquo;\u00e9olienne<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<h4 style=\"text-align: center\"><span style=\"color: #333399\">Trucs et astuces<br \/>\n<\/span><\/h4>\n<ul>\n<li>les pales de l&rsquo;\u00e9olienne doivent \u00eatre suffisamment larges pour permettre \u00e0 l&rsquo;\u00e9olienne de tourner, m\u00eame s&rsquo;il y a peu de vent. N&rsquo;h\u00e9sitez donc pas \u00e0 les pr\u00e9voir assez grandes, ou \u00e0 les agrandir si besoin (c&rsquo;est ce que nous avons fait).<\/li>\n<li>pour le g\u00e9n\u00e9rateur d&rsquo;\u00e9lectricit\u00e9, nous avons commenc\u00e9 par utiliser le moteur d&rsquo;une voiture t\u00e9l\u00e9command\u00e9e. Les pales tournaient mais le moteur ne se mettait pas en route, ce qui ne g\u00e9n\u00e9rait donc pas d&rsquo;\u00e9lectricit\u00e9. Apr\u00e8s avoir essay\u00e9 sans succ\u00e8s avec une autre ampoule, nous avons remplac\u00e9 le moteur par une dynamo de v\u00e9lo, et cela a fonctionn\u00e9 !<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Lien vers notre dossier \u00ab\u00a0Faire des sciences\u00a0\u00bb (S8) : <a href=\"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Eolienne-FAIRE-DES-SCIENCES-S8-Rolland-Chevrel-Esselin-1.pdf\">Eolienne FAIRE DES SCIENCES S8 Rolland-Chevrel-Esselin<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>&nbsp; Une \u00e9olienne, comment \u00e7a marche ? Nous les voyons se dresser dans les champs, au bord des grands axes routiers, ou en pleine mer, les \u00e9oliennes font aujourd&rsquo;hui parti de notre paysage. L&rsquo;\u00e9nergie \u00e9olienne, g\u00e9n\u00e9r\u00e9e \u00e0 partir de la force du vent appartient aux \u00e9nergies renouvelables, vers lesquelles il nous faut nous tourner pour [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":26,"featured_media":8333,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[231],"tags":[],"coauthors":[63],"class_list":["post-8277","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-sciences"],"jetpack_featured_media_url":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/image-eolienne.jpg","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8277","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-json\/wp\/v2\/users\/26"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8277"}],"version-history":[{"count":18,"href":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8277\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":8970,"href":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8277\/revisions\/8970"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8333"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8277"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8277"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8277"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"http:\/\/blog.espe-bretagne.fr\/prodm1vannes\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=8277"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}