Construction d'un chauffeau solaire

Objectifs des programmes officiels – cycle 3
- Montrer qu’une source d’énergie renouvelable (soleil) peut être utilisée pour chauffer de l’eau.
- Prendre conscience que l’énergie solaire peut aider à limiter l’utilisation d’énergies épuisables.
- Réaliser des objets techniques répondant à une fonction.
- Repérer différentes solutions techniques assurant une même fonction.

Lieu et déroulement de l’activité
Activité en salle sur la matinée. Les élèves sont répartis en petit groupe de 3 ou 4.
Une partie introductive présente des photos (maison aux murs blancs, serre, isolation d’une maison) et des objets (miroir, tissu noir, laine, polystyrène…). Les enfants doivent les analyser et réfléchir à leur utilité afin de trouver les paramètres importants à prendre en compte pour la fabrication de leur chauffe-eau.
Ensuite le matériel disponible* est présenté aux enfants. Ils discutent dans chaque groupe du matériel dont ils auront besoin afin d’établir une liste. Ils doivent être capables d’expliquer les raisons qui ont motivé leurs choix. Chaque groupe dessine également un schéma de son chauffe-eau solaire.
L’étape suivante est la construction du chauffe-eau solaire avec la mesure de la température initiale de l’eau.
La dernière étape se déroule à l’extérieur pour la phase d’expérimentation avec le test des chauffe-eau solaires. Chaque groupe choisit un emplacement en fonction de la trajectoire du soleil et y laisse son chauffe-eau le temps du test (1h30 -2h).  A la fin du test, chaque groupe note la durée de l’exposition, relève la température finale de l’eau et rentre son dispositif.
L’activité se termine par une mise en commun des différents résultats, leur comparaison et leur analyse pour comprendre l’efficacité du chauffe-eau solaire le plus performant et comprendre également les erreurs du dispositif le moins performant.
L’activité peut se poursuivre en classe avec la construction de chauffe-eau solaires plus performants à partir des observations réalisées après le premier test.

*Chaque classe peut amener son matériel en récupérant des boîtes en carton, des boîtes en plastique transparentes, des petites bouteilles d’eau, du tissu et/ou du papier noir, de la laine, du polystyrène, du papier d’aluminium, du film étirable transparent.

Compétences travaillées dans l’activité
- Pratiquer une démarche d’investigation.
- Manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter.
- Assurer le suivi d’une expérience et le relevé d’informations.