Planet Power - Futuroscope · Le tour du monde à bord du Solar Impulse, c’est : 2 pilotes, 43 000 kilomètres parcourus, 500 heures de vol et 17 étapes sur une période de 15

questionnaire pédagogique

ÉLÈVES CYCLE 3

Planet Power

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and

Film

s

« Imaginez un vol autour du monde, avec pour seul carburant, la

lumière du soleil... »

Le mardi 26 juillet 2016, l’avion solaire Solar Impulse 2 a bouclé le

premier tour du monde aérien – de près de 40 000 kilomètres –

sans avoir utilisé la moindre goutte de carburant !

Une aventure spectaculaire, menée par Bertrand Piccard et André

Borschberg, qui prouve que les énergies renouvelables peuvent

aider l’homme à accomplir de grandes choses.

Remémore-toi les images du film, les explications, et effectue

quelques recherches pour replonger dans cette aventure et

répondre au questionnaire !

On s’envole ?

Livret pédagogique réalisé par l’Atelier Canopé 86 - Poitiers / 2018

-2-FUTUROSCOPE ÉDUCATION - Planet Power - Décembre 2018


1 Q U E L L E É N E R G I E !

Toutes les activités humaines nécessitent de l’énergie(*).

Dans notre vie quotidienne, nous utilisons ainsi de l’électricité pour nous éclairer, pour

faire fonctionner toutes sortes d’appareils et pour nous chauffer. Nous consommons

aussi des matières combustibles (bois, charbon, gaz, fioul) pour nous chauffer, faire

tourner des machines et nous déplacer.

Coche ci-dessous en vert les objets qui fonctionnent à l’électricité et en rouge ceux

qui fonctionnent grâce au pétrole.

Certaines sources d’énergie sont inépuisables, ce sont les « énergies renouvelables ».

D’autres ne sont disponibles qu’en quantité limitée.

Ce sont les « énergies non-renouvelables ».

Relie chaque source d’énergie à la famille qui lui correspond :

Énergie renouvelable Énergie non-renouvelable

une lampe un vélo un téléviseur un voilier

un avion un radiateur une voiture

(*)Voir glossaire à la fin du document

le charbon le pétrole le gaz naturel le soleil

le vent la chaleur de la terre les chutes d’eau

2Difficle d’imaginer un monde sans électricité !

Cette énergie a changé le monde. Et nos besoins ne cessent d’augmenter...

Les pionniers de l’electricité

Chaque petite avancée a été réalisée grâce à l’imagination et les recherches de

scientifiques, inventeurs, savants...

Sauras-tu te souvenir de qui a trouvé quoi ?

Relie chaque inventeur à son invention !

L’ É L E C T R I C I T É Une grande aventure !


Benjamin Franklin

Thomas Edison

Alessandro Volta

Michael Faraday

Nikola Tesla

L’ampoule électrique

La pile électrique

Le paratonnerre

Le courant alternatif

Le moteur électrique

L’histoire de l’electricité

Au 19ème siècle, de nombreux savants mènent des expériences sur l’électricité.

Replace sur la frise chronologique les grandes étapes de l’aventure électrique !

a. Création du 1er fer à repasser électrique : en 1882.

b. Généralisation du courant alternatif* : en 1888.

c. Mise au point du moteur électrique : en 1821.

d. Arrivée de l’ampoule électrique : 1879.

e. Invention du paratonnerre: 1752.

f. Conception de la première pile électrique : 1800.

A quoi ça sert ?

Peux-tu expliquer à quoi servent les inventions suivantes ?

Le paratonnerre :

Inventé en 1752 par Benjamin Franklin, le paratonnerre est un principe technique

permettant d’éviter que la foudre ne tombe sur un bâtiment.

Il se compose d’une tige placée en hauteur qui est ensuite connectée à la terre par

différents éléments conducteurs. Il était conçu à l’origine afin d’« écouler à la terre le

fluide électrique contenu dans le nuage orageux et ainsi empêcher la foudre de

tomber ».

L’ampoule électrique :

Une ampoule électrique est constituée d’une enveloppe de verre protégeant un

filament porté à incandescence : c’est un système permettant de fabriquer de la

lumière à partir de l’électricité.

La pile électrique :

Une pile électrique est un dispositif qui transforme de l’énergie chimique en énergie


17521800

18211882

18881879

a bc de f

électrique grâce à des réactions chimiques. Une batterie de piles est constituée de

plusieurs éléments de piles électriques assemblés entre eux. Une pile n’est utilisable

qu’une seule fois, elle n’est pas rechargeable car elle ne permet pas de transformer

l’énergie électrique en énergie chimique. Le dispositif qui se décharge puis se recharge

est appelé accumulateur électrique, ou plus souvent batterie.

Le moteur électrique :

Un moteur électrique est une machine électromécanique capable de transformer

l’énergie électrique en mouvement mécanique, de créer du mouvement, une rotation, à

partir d’électricité. Les petits moteurs électriques fonctionnent avec des piles, mais il

existe de gros moteurs électriques qui permettent de faire tourner des machines dans

les usines ou qui propulsent les trains.

L’électricité joue un rôle considérable de nos jours ! Facile à transporter et à distribuer,

elle a révolutionné les moyens de production et la vie de l’homme, représentant environ

le tiers de l’énergie consommée !

Peux-tu citer différentes actions où l’électricité est indispensable ?

Les objets techniques de la vie quotidienne utilisent de l’énergie pour fonctionner et

satisfaire à nos besoins (se déplacer, se chauffer, s’éclairer, communiquer, etc).

L’énergie électrique est très utilisée. Elle est à l’origine du fonctionnement de nombreux

appareils dans lesquels elle est transformée afin de produire des images, des sons, de

la lumière, de la chaleur, etc.

À la maison

Laver le linge,

regarder la télevision,

écouter de la musique,

se servir d’eau chaude,

se chauffer,

s’éclairer,

jouer aux jeux vidéo,

passer l’aspirateur

...

À l’école

Utiliser l’ordinateur ou la tablette,

projeter une image au tableau,

s’éclairer,

imprimer des documents

...

Dans la ville

Éclairer les rues,

éclairer les enseignes,

faire fonctionner les

feux de signalisation,

faire rouler les

tramways

...


Fabriquer de l’electricité !

Relie à chaque système de production d’électricité, l’énergie primaire qui est utilisée.

Ensuite, coche ceux qui utilisent des énergies renouvelables.

Des éoliennes

Une centrale thermique

Des panneaux solaires

Une centrale nucléaire

Toute centrale de production électrique, qu’elle soit solaire, nucléaire, hydroélectrique,

utilise une source d’énergie primaire « naturelle » pour produire de l’énergie électrique.

Parmi les ressources en énergie primaire, certaines sont dites renouvelables (ou

inépuisables à l’échelle humaine). D’autres sont épuisables, elles ne se renouvellent

pas.

Une ressource en énergie est dite renouvelable lorsqu’elle se renouvelle assez

rapidement pour être considérée comme inépuisable à l’échelle de temps humaine.

Puisque la nature renouvelle sans cesse ces ressources, elles sont donc naturellement

illimitées : le vent, l’eau en mouvement des cours d’eau et des océans, les matières

organiques. Le Soleil est une ressource d’énergie non renouvelée mais inépuisable à

l’échelle du temps humain. Ces ressources représentent cinq grandes familles

d’énergie : l’énergie solaire, l’énergie éolienne, l’énergie hydraulique, l’énergie chimique

de la biomasse, l’énergie géothermique.

Une ressource en énergie est dite non renouvelable lorsqu’elle se renouvelle trop

lentement pour être considérée comme inépuisable à l’échelle de temps humaine.

L’uranium (ressource d’énergie nucléaire), le pétrole, le gaz naturel et le charbon

(ressources dites fossiles car issues de la fossilisation des végétaux et animaux) sont

des ressources épuisables.


L’uranium

Le charbon

Le vent

Le soleil

3 S O L A R I M P U L S Ela nature pour seul carburant


Cette formidable aventure électrique et la somme de toutes ces inventions, ont permi en

2015 à Bertrand Piccard et André Broschberg de mettre au point un avion permettant de

voler sans carburant : le Solar Impulse 2.

Pour réaliser son rêve du vol perpétuel, Bertrand Piccard aura attendu 16 ans et effectué

des calculs pendant 1 an.

Quel constructeur d’avion était son partenaire ?

Le constructeur américain Boeing

Le constructeur européen Airbus

Aucun : Solar Impulse a été construit dans un chantier naval

Une machine extraordinnaire

Texte à trous !

Complète ce texte qui explique le fonctionnement du Solar Impulse.

Le Solar Impulse transforme la du soleil en

grâce aux 17 248 qui tapissent sa structure.

L’énergie ainsi produite est stockée dans des ce qui lui permet

de voler la quand le soleil est couché.

Les seules limites de cet avion sont un espace restreint, et le besoin du pilote de se

reposer.

lumière électricité

cellules solaires

batteries

nuit

Te souviens-tu combien de batteries sont nécessaires au fonctionnement de l’avion ?

4 1 8 10

Et de moteurs ?

10 8 4 2

Sais-tu combien de voyageurs peut acceuillir le Solar Impulse ?

2

10

aucun !

Pour être le plus léger possible, la structure principale est composée de feuilles de

carbone, qui sont plus fines que des feuilles de papier !

Te rappelles-tu avec quel drôle d’outil elles sont appliquées ?

un marteau

un fer à repasser

un sèche-cheveux

S’il mesure 22 mètres de long, l’envergure du Solar impulse est, elle, très

impressionnante !

Te rappelles-tu combien elle fait ? mètres

Cette envergure équivaut à la taille de deux moyens de locomotion mis côte à côte.

Lesquels ?

2 A320 !

Dessine ces deux engins côte à côte sur le schéma qui suit :


72

Airbus

Par cette grande envergure, et sa légèreté, l’avion est très difficile à manœuvrer !

Entoure l’inclinaison maximale qu’il peut atteindre sans «partir en vrille»!

Comme il est expliqué dans le film, contrairement à un avion de ligne classique qui peut

se permettre de s’incliner de 30° dans les virages, le Solar Impulse, en raison de son

faible poids par rapport à sa grande envergure, risque un décrochage avec perte de

contrôle dès qu’il dépasse 10° d’inclinaison. Le pilote doit donc rester vigilant en

permanence

Cet avion ne pèse que 1600 kg ! Te rapelles-tu à quoi cela correspond ?

Solar Impulse a le poids d’une grosse voiture, soit 1,8 tonnes.

Et sa puissance, elle, correspond à celle :

Ses 4 moteurs ont une puissance de 17,5 chevaux chacun, soit 70 chevaux au total, la

puissance d’un scooter.


le poids d’un vélo

le poids d’une moto

le poidsd’une voiture

d’un bus d’un scooterd’une voiture

Peux-tu replacer sur le schéma qui suit les parties du Solar Impulse ?

les capteurs solaires

le cockpit

le fuselage

les nacelles ( comprenant chacune un moteur et une batterie )

Le tour du monde avec Solar impulse : une grande aventure !

Pendant près d’un an et demi, Bertrand Piccard et André Borschberg se sont relayés aux

commandes de ce géant du ciel pour boucler le tout premier tour du monde réalisé sans

carburant, à la seule énergie solaire.

Replace les chiffres au bon endroit dans le texte !

500 43 000 17 2 15


le fuselage

le cockpit

les capteurs solaires

les nacelles

Le tour du monde à bord du Solar Impulse, c’est :

2 pilotes, 43 000 kilomètres parcourus, 500 heures de vol et 17 étapes sur une

période de 15 mois !

Pourquoi Solar Impulse a-t-il dû, à plusieurs reprises, attendre au sol avant de

reprendre la route ?

À cause des conditions météorologiques.

L’avion n’a subi aucun incident majeur qui aurait contraint à un atterrissage forcé ou un

déroutement pour cause technique. Un déroutement a tout de même eu lieu durant le

périple. Parti de Nankin, en Chine, à destination de Hawaï, André Borschberg, face à de

mauvaises conditions météorologiques, a dû se dérouter sur Nagoya, au Japon.

Quelle a été la durée du plus long vol accompli durant ce tour du monde ?

5 jours et 5 nuits 2 jours et 3 nuits 7 jours et 7 nuits

Combien de kilomètres ont été parcourus pendant ce vol entre le Japon et Hawaï ?

10 000 5000 15 000 9000

Lequel des deux pilotes a effectué ce vol ?

André Broschberg Bertrand Piccard

Lors des très longs vols, Les pilotes devaient réussir à se reposer physiquement et

mentalement. Quelle technique, en plus des petites siestes, utilisent-ils ?

Écouter de la musique

Pratiquer l’auto-hypnose et la relaxation

Boire des boissons énergisantes


Le film, Planet Power, comme l’aventure entière qu’ont mené Bertrand Piccard et

André Broschberg, se divise en 5 grandes étapes.

Peux-tu relier chaque étape au moment qui lui correspond ?

L’âge des rêves

L’âge de la réflexion

L’âge de l’action

L’âge des ajustements

L’âge de la réussite


Des études de faisabilité son menées :

quelles technologies innovantes pourrait-on

utiliser pour rendre cet avion performant ?

Solar Impulse se pose à Abou Dhabi le 27

juillet 2016, et boucle ainsi son tour du

monde. Bertrand Piccard et André

Borschberg ont prouvé que le changement

est possible.

Pendant des années, l’équipe du projet

construit un prototype d’avion solaire : 13 ans

de recherche, de conception, de calculs

complexes, de simulations, de construction,

de tests et de vols d’entraînement.

Bertrand Piccard a une idée folle à la suite de

son tour du monde en ballon : et si on faisait

voler un avion jour et nuit sans aucun

carburant ?

Solar Impulse II est réalisé : une envergure

plus grande, des cellules solaires plus

efficaces, plus nombreuses et plus fines, des

moteurs plus puissants et un espace intérieur

plus grand. On est prêt ?


4 U N M E S S A G E P O U R L A P L A N È T E

Bertrand Piccard et André Borschberg ont voulu montrer avec Solar Impulse que l’être

humain est plein de ressources et qu’il peut, avec ses connaissances scientifiques,

humanistes et altruistes(*) changer ses habitudes de consommation, sa manière de

penser et d’être, pour vivre mieux et plus longtemps sur notre planète.

Depuis la fin du 20ème siècle, le climat change rapidement en se réchauffant.

Pourquoi ? Choisis la meilleure réponse.

Parce-que nous polluons l’atmosphère avec des gaz qui retiennent la chaleur.

L’atmosphère de la terre joue le rôle d’une couverture isolante qui conserve la chaleur

qu’elle reçoit su soleil. Sans cela notre planète serait une boule de glace dépourvue de

vie ! La surface de notre planète est chauffée par le soleil et émet de la chaleur sous la

forme de radiations infrarouges. Certains gaz, naturellement présent dans l’air, comme

la vapeur d’eau, le CO2 ou le méthane, absorbent particulièrement bien ces radiations.

La chaleur est piégée dans l’atmosphère au lieu d’être renvoyée dans l’espace. Ces gaz

sont appelés « gaz à effet de serre » car ils agissent un peu comme le verre d’une serre

de jardin et réchauffent l’atmosphère.

L’effet de serre est un phénomène naturel mais il est accentué par les activités

humaines ! En effet, la combustion du charbon, du gaz et du pétrole provoque le rejet

dans l’atmosphère d’énormes quantités de CO2 : les quantités de gaz à effet de serre

augment alors ce qui entraine une élévation de la température de l’atmosphère.

L’augmentation de l’effet de serre a des conséquences sur l’environnement telles que :

le réchauffement climatique, la fonte des glaciers et de la banquise, la hausse du

niveau de la mer.

Quelle énergie fossile est habituellement utilisée pour faire voler un avion ?

Le pétrole

Qu’appelle-t-on des énergies fossiles ? Essaye de l’expliquer.

Le pétrole, le gaz naturel et le charbon sont des combustibles « fossiles » qui se sont

formés il y a très longtemps. Le charbon provient de débris végétaux enfouis sous terre

et qui ont été chauffés et comprimés pendant des centaines de million d’annés. Le gaz

et le pétrole se sont formés comme le charbon mais à partir du plancton marin.

De quelle famille ces énergies font-elles partie ?

Les énergies renouvelables

Les énergies non-renouvelables

Quels sont les 2 principaux inconvénients de ce type d’énergie ?

1. Elles s’épuiseront dans quelques dizaines d’années

2. Elles polluent énormément

Quelles sont les conséquences de l’utilisation de ce type d’énergie pour notre

planète ?

La combustion des énergies fossiles rejette du dioxyde de carbone en très grande

quantité dans l’atmosphère. Cela augmente l’effet de serre et entraîne le réchauffement

de la Terre.

Le réchauffement climatique provoque des catastrophes naturelles, comme des

cyclones, par exemple, en Floride. De plus, cela peut entraîner des pluies de plus en

plus abondantes, créant de nombreuses inondations, dans l’Europe du Nord. Le

réchauffement climatique amplifie, en Afrique, les déserts, qui gagnent même la

savane. Le réchauffement climatique fait aussi fondre les banquises, ce qui crée la

montée des eaux, des océans et des mers. Si toutes les calottes glaciaires fondent,

alors le niveau de l’eau augmenterait de 70 voir 80 mètres, ce qui changerait la planète !


Remplis le tableau ci-dessous qui compare le pétrole et l’énergie solaire :

Quels sont alors, selon toi, les avantages à utiliser l’énergie solaire ?

- Elle est abondante, inépuisable et largement répandue sur la planète : chaque jour, le

soleil émet l’équivalent de 27 ans de la consommation électrique mondiale !

- Elle n’émet pas de gaz à effet de serre lors de son utilisation et ne participe donc pas

au réchauffement climatique.

L’invention de cet avion sans carburant est un véritable message pour la planète, une

innovation en faveur d’un futur plus propre !

Et toi, à ton échelle, que peux-tu faire au quotidien pour agir contre la pollution et le

gaspillage ?

La dégradation de l’environnement et de notre Terre et la pollution de l’air et de l’eau

concernent l’ensemble de la planète. Il faut agir tous ensemble pour trouver des

solutions. Nous pouvons tous agir, à notre échelle, en consommant moins d’énergie ou

en réduisant nos déchets.

À la maison :

- Utiliser des lampes à basse consommation.

- Eteindre la lumière quand on quitte une pièce.


Reno

uvel

able

?

Emis

sion

de

CO 2

?

Expl

oité

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Rése

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?

Pollu

ante

?

oui

non oui

très peu

oui

très peu

non

oui

oui

très peu

- Ne pas laisser les appareils électriques en veille (comme les téléviseurs).

- Eviter les sèche-linge.

- Baisser la température dans les pièces de la maison à19°.

- mettre un pull à la place du chauffage.

- Isoler son logement.

- Prendre une douche au lieu d’un bain.

- Fermer le robinet quand on se lave les dents.

En faisant les courses :

- Privilégier le bio quand cela est possible.

- Eviter les aliments avec beaucoup d’emballage.

- Acheter des produits de saison (pas de fraises en hiver !).

- Eviter les produits jetables.

- Prévoir un sac réutilisable pour faire les courses.

- Boire l’eau du robinet.

En te déplaçant :

- Réduire sa vitesse en voiture.

- Ne pas utiliser sa voiture pour de petits trajets.

- Préférer la marche à pied ou prendre son vélo plutôt que la voiture.

- Utiliser les transports en commun.

- Privilégier le co-voiturage.



On joue un peu ?

Retrouve les 7 mots croisés en t’aidant des définitions.


( * ) G L O S S A I R ERetrouve ici les termes compliqués de ce questionnaire !

Le courant alternatif : Un courant est dit alternatif lorsqu’il circule dans une direction

puis dans l’autre à intervalles réguliers appelés cycles. Il est produit par la rotation d’un

alternateur. C’est le cas par exemple dans les centrales électriques. L’électricité est

produite grâce à une turbine et un alternateur.

Ambre : C‘est résine sécrétée par des conifères, fossilisée, dure et transparente.

Astre : En astronomie, un astre désigne tout corps céleste et visible par lui-même

(comme le soleil) ou empruntant sa clarté à un autre corps (comme la lune).

Énergies primaires et secondaires : Une énergie primaire est une énergie naturelle

n’ayant pas subi de transformation, comme le vent, le Soleil, l’eau, le pétrole, etc.

On appelle « énergie secondaire » une énergie qui est obtenue par la transformation

d’une énergie primaire. Par exemple, l’électricité est une énergie secondaire qu’on

obtient à partir de plusieurs énergies primaires : il n’existe pas d’électricité à l’état

naturel.

Prototype : Un prototype est un objet technique créé pour la première fois pour tester

l’objet en question.

Altruisme : L’altruisme désigne une attitude qui consiste à vouloir faire le bien pour les

autres de manière totalement désintéressée, à adopter une attitude généreuse dans le

but d’aider.

Atmosphère : L’atmosphère est une couche gazeuse qui enveloppe certains astres. La

Terre ainsi que d’autres planètes ou les étoiles en sont pourvues. L’atmosphère terrestre

protège la vie sur Terre en absorbant le rayonnement solaire ultraviolet, en réchauffant

la surface par la rétention de chaleur (effet de serre) et en réduisant les écarts de

température entre le jour et la nuit.

Toutes les photos du questionnaire sont extraites du film

© Planet Power - N3D Land Films

Livret pédagogique réalisé par l’Atelier Canopé 86 - Poitiers / Décembre 2018

SA Parc du Futuroscope, capital 6 504 455€, Jaunay-Clan 86130 Jaunay-Marigny, RCS Poitiers B 444 030 902. SA Futuroscope Destination, capital 300 000€, Site du Futuroscope Jaunay-Clan 86130 Jaunay-Marigny RCS Poitiers B 400 857 090 - Immatriculation IM086100013

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