Pour cette année 2021/2022, la classe des CM1/CM2 est inscrite à un programme pédagogique sur le thème des "énergies renouvelables". Ce programme est proposé et financé par le SIEDS. Il s’inscrit dans la programmation de sciences de la classe.
A ce titre, les élèves ont déjà pu bénéficier de deux interventions de l’association Bêta-Pi.

La troisième (et dernière) a eu lieu ce vendredi 8 avril après-midi, aux côtés de Timon Griffault.

Au cours de cette séance, les CM ont rappelé les 5 expressions de l’énergie travaillées précédemment en classe.

Puis les élèves se sont intéressés à un type d’énergie renouvelable : l’énergie solaire, utilisée notamment par les panneaux photovoltaïques ou les capteurs solaires thermiques.

Ils ont commencé par parler du Soleil avec Timon.
Le Soleil est une étoile. C’est une naine jaune. Sa température au centre est de 15 millions de degrés contre 6 000 degrés à sa surface.
Le Soleil émet de la lumière que l’on voit mais aussi de la lumière que l’on ne voit pas (ultraviolets et infrarouges).
Le spectre visible correspond à de la lumière blanche, composée d’un mélange de couleurs.

Puis les CM ont réalisé une série d’expériences mettant en avant plusieurs principes et phénomènes :

• Ils ont commencé par réaliser que le Soleil émet de la chaleur.
  A l’aide de plaques exposées sous un projecteur (faute de soleil ce jour-là !), ils ont observé que les plaques noires étaient beaucoup plus chaudes que les plaques blanches. Cela s’explique par le fait que le noir absorbe la lumière et la transforme en chaleur alors que le blanc la renvoie.

• Puis ils ont fait une seconde expérience pour comprendre le principe d’accumulation, observable notamment à l’intérieur des serres.
  Pour cela, ils ont fait plusieurs relevés de températures. Ils ont remarqué que la température est plus élevée à l’intérieur de bouteilles qu’à l’extérieur de ces dernières. Et une fois de plus, ils ont réalisé que la couleur noire permet d’accumuler d’autant plus de chaleur. Pour cela, ils ont comparé la température dans une bouteille vide de Soda à celle relevée dans une bouteille de Soda contenant un morceau de papier noir.

• Ensuite, ils ont découvert le principe de concentration.
  Ils ont pour cela utiliser des loupes. Ces dernières permettent de concentrer les rayons de la lumière en un point précis. Timon leur a même montré qu’on pouvait faire du feu à l’aide d’une loupe et des rayons du soleil !

• Les CM ont par la suite manipulé des CD qui permettent de voir toutes les couleurs de la lumière. En effet, ils décomposent les couleurs de la lumière (grâce aux sillons à leur surface), comme le font aussi les prismes d’ailleurs. La lumière blanche est donc composée de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel.

• Timon a distribué à chaque groupe d’enfants des petites plaques fonctionnant comme des panneaux photovoltaïques. Le mot "photovoltaïque" vient d’ailleurs du grec "photo" qui signifie "lumière", et du nom du physicien italien "Alessandro Volta", inventeur de la pile électrique. Les panneaux photovoltaïques captent la lumière du Soleil et la transforment en électricité.
  Les élèves ont dû compléter un tableau à partir des observations faites lors de manipulations de matériel. Ils devaient faire fonctionner une lampe puis un moteur, à l’aide d’une pile, puis d’une génératrice, et enfin, d’une plaque (type panneau photovoltaïque).
  Ils ont alors remarqué que les lampes ne fournissent pas beaucoup de lumière et que les moteurs tournent moins vite avec les plaques qu’avec les piles. Cela s’explique par le fait qu’une plaque ne fournit que 0,45 V d’électricité contre 4,5 V avec une pile (soit 10 fois plus !).
  Ils en ont déduit les inconvénients des panneaux photovoltaïques : pour que la production d’électricité soit suffisante avec des panneaux photovoltaïques, il faut de grandes surfaces et une présence assez forte de Soleil.

Pour finir la séance, Timon a vidéoprojeté des photos. Les élèves devaient dire s’il s’agissait de panneaux photovoltaïques (reconnaissables par le fait qu’ils sont peu épais, qu’ils présentent des rainures et sont installés au minimum par 4), ou bien de panneaux solaires (plus épais, installés seul ou par 2, et où on peut voir des sortes de tubes à l’intérieur). Ils peuvent servir à chauffer de l’eau par exemple.
Et ils devaient indiquer quel principe était en jeu (accumulation / concentration).

Nous remercions vivement Timon pour cet après-midi passé à ses côtés, ainsi que le SIEDS qui a financé ces interventions et qui a offert à chaque enfant des fascicules sur les énergies. Une boîte contenant du petit matériel électrique sera prochainement remise à la classe pour pouvoir continuer de faire des expériences sur l’électricité en Sciences !