Séquence
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S 1
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L’énergie dans l’habitat
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Année
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Première STI2D
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Centres d’intérêt abordés
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CI 8
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formes et caractéristiques de l’énergie
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CI 10
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Amélioration de l’efficacité énergétique
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Thèmes des scénarios
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L’efficacité énergétique dans l’habitat : l’isolation thermique et l’inertie thermique
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Origine
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Lycée
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Auteurs
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Site
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Domaine
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Matière et Energie
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Support
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Enceintes thermiques équipées de différents isolants (origines et épaisseurs)
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Documents ressources associés
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Dossier technico commercial
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Oui
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Maquettes numériques
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Descriptions SysML
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Simulations muti physique
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Documentation commerciales
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Oui
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Documentation relative à la didactisation
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Oui
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Description des activités proposées
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Activité proposée 1
Enseignement transversal
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AI 1 : Pourquoi réaliser un diagnostic de performance énergétique ?
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Objectifs du programme visés
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1. Principes de conception des systèmes et développement durable
1.2 Éco-conception
1.2.3 Utilisation raisonnée des ressources
Efficacité énergétique d’un système
CO2.1. Identifier les flux et la forme de l’énergie, caractériser ses transformations et/ou modulations et estimer l’efficacité énergétique globale d’un système
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Intention
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Découvrir la portée d’un DPE
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Démarche
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Investigation
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Type d’activité
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Etude de résultats de DPE pour des biens immobiliers
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Durée
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1 fois 2h et 1 fois 1h pour la restitution
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Forme de travail
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Equipe (4 de 5 élèves)
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On donne
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On demande
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Les documents explicatifs du DPE, des RT…
La possibilité d’étudier plusieurs fiches de biens immobiliers en agence
Un espace numérique de travail
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De prendre connaissance du descriptif du bien immobilier,
De relever et de consigner les caractéristiques de quelques maisons individuelles dans les différentes agences,
De prendre connaissance des objectifs d’un DPE,
De connaître la définition des énergies : utile, finale et primaire,
De découvrir l’historique des réglementions thermiques et les grands principes de la RT 2012 ?
A la maison, de compléter en ligne une feuille de calcul disponible sur l’ENT,
De présenter au reste de la classe les résultats des relevés
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Domaine
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Matière et Energie
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Support
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Enceintes thermiques équipés de différents isolants et acquisitions de données
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Activité proposée 2
Enseignement transversal
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AP 2 : Influence de l’isolation thermique sur l’énergie consommée
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Objectifs du programme visés
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1. Principes de conception des systèmes et développement durable
1.2 Éco-conception
1.2.3 Utilisation raisonnée des ressources
Propriétés thermiques des matériaux
Efficacité énergétique d’un système
CO1.1. Justifier les choix des matériaux, des structures d’un système et les énergies mises en œuvre dans une approche de développement durable
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Intention
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Mesurer une température et une énergie et analyser
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Démarche
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Résolution de problème technique
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Type d’activité
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Activité pratique expérimentale sur du réel
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Durée
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1 fois 3h
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Forme de travail
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Binôme
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On donne
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On demande
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Une enceinte thermique équipée d’un isolant thermique végétal
Un système de chauffage
Un régulateur de la température ambiante
Des thermomètres numériques
Un multimètre (tension, intensité, puissance et consommation)
Un poste informatique avec un tableur grapheur
Les résultats des essais de l’enceinte thermique sans isolant
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D’identifier le but de l’expérimentation et de justifier le mode opératoire
De mettre en service et de commencer les acquisitions de données
De consigner toutes les informations (relevés) dans le tableur grapheur
De calculer l’énergie dépensée sur une période donnée à l’aide d’un tableur
De comparer les courbes de température et de consommation à celle de l’enceinte thermique non isolée
De conclure sur l’économie réalisée en plaçant ces 8 cm de laine de coton
De compléter une fiche de formalisation des connaissances abordées (température, notions de régulation, notions de consommation et économie réalisée)
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Domaine
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Matière et Energie
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Support
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Enceintes thermiques équipés de différents isolants et acquisitions de données
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Activité proposée 3
Enseignement transversal
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AP 3 : Mise en évidence de l’inertie thermique
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Objectifs du programme visés
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1. Principes de conception des systèmes et développement durable
1.2 Éco-conception
1.2.3 Utilisation raisonnée des ressources
Propriétés thermiques des matériaux
Efficacité énergétique d’un système
CO1.1. Justifier les choix des matériaux, des structures d’un système et les énergies mises en œuvre dans une approche de développement durable
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Intention
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Relever et analyse des températures ambiantes
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Démarche
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Résolution de problème technique
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Type d’activité
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Activité pratique expérimentale sur du réel
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Durée
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2 fois 2h
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Forme de travail
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Binôme
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On donne
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On demande
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Deux enceintes thermiques (laine et isolant mince thermoréflecteur)
Un système de chauffage
Un régulateur de la température ambiante
Des thermomètres numériques
Un poste informatique avec un tableur grapheur
Les résultats des essais de l’enceinte thermique sans isolant et d’enceintes avec des laines d’épaisseurs différentes
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D’identifier le but de l’expérimentation et de justifier le mode opératoire
De mettre en service et de commencer les acquisitions de données
De consigner toutes les informations (relevés) dans le tableur grapheur
De mettre en évidence la mise en température suivant la nature de l’isolant en utilisant le grapheur
Après une seconde série de mesures :
Mettre en évidence la coupure et la remise en marche du
chauffage des enceintes thermiques
De déterminer et de comparer les « temps de réponse » obtenus
De justifier le phénomène d’accumulation de chaleur et ainsi expliquer l’inertie thermique d’un matériau
De présenter les conséquences pratiques en hiver et en été sur le confort thermique et, les économies de chauffage et/ou de rafraîchissement pouvant être réalisées (les faire découvrir)
De comparer les résultats obtenues avec ceux d’enceintes isolée par l’extérieur et à isolation répartie.
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