Utiliser la force de l’eau pour produire de l’électricité

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Produire de l’électricité avec la force de l'eau

Objectifs des programmes officiels – cycle 3
- Montrer qu’une source d’énergie renouvelable (eau) peut être utilisée pour produire de l’électricité.
- Prendre conscience que la force de l’eau peut aider à limiter l’utilisation d’énergies épuisables.
- Réaliser des objets techniques répondant à une fonction.
- Connaître des dispositifs de transformation du mouvement.

Lieu et déroulement de l’activité
Activité en salle laboratoire en demi-journée. Les élèves sont répartis en petit groupe de 3 ou 4.
Entrée dans l’activité avec le constat de l’expérimentation éolienne : il est possible de fabriquer de l’électricité grâce à un dispositif actionné par un mouvement mécanique rotatif. Les enfants doivent donc répondre à la question : comment concevoir un objet qui tourne avec la force de l’eau?
Chaque groupe dispose du même matériel pour construire son dispositif : un axe, de la pâte à modeler et 4 pales en bois.
Les enfants émettent leurs hypothèses, construisent leurs montages, les testent sous les robinets. Une première mise en commun permet de valider les paramètres qui ont permis d’obtenir les meilleurs résultats pour la fabrication d’une roue à eau (orientation, écartement des pales, débit de l’eau...).
Les enfants dessinent le schéma de leur montage.
Ils doivent ensuite réfléchir à l’amélioration de leur roue à eau afin d’utiliser le mieux possible la force de l’eau et obtenir une vitesse de rotation maximale (lien avec l’expérimentation sur l’énergie éolienne).
Ils émettent leurs hypothèses, construisent leurs nouveaux montages, les testent sous les robinets. D’autres mises en commun permettent de valider les nouveaux paramètres qui ont permis d’obtenir de meilleurs résultats et la construction d’une mini turbine (orientation, nombre et forme creuse des pales, hauteur de chute de l’eau). Les enfants dessinent le dispositif final de la mini turbine.
Pour compléter ces expériences, nous utilisons une maquette de centrale hydraulique reliée à un indicateur du niveau de puissance (le nombre de diodes allumées permet la visualisation) qui valide la production d’électricité à partir d’un mouvement mécanique rotatif.
Pour concrétiser vos contenus pédagogiques sur l’hydroélectricité, la visite de la centrale de Beaudéan est possible. Elle est réalisée par les animateurs du Centre Permanent d’Initiation à l’Environnement.

Compétences travaillées dans l’activité
- Pratiquer une démarche d’investigation.
- Manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter.

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