Série STL - Classe terminale Enseignement de sciences physiques & chimiques en laboratoire Systèmes & Procédés P

1. Série STL - Classe terminale Enseignement de sciences physiques & chimiques en laboratoire Systèmes & Procédés Proposition d'une étude de cas autour de la production autonome d'électricité Présentation du système

2. Sommaire * Présentation générale du système : - ''Situation Problème'' & Cahier des Charges - Intérêts pédagogiques * Présentation des activités possibles : - Autour du photovoltaïque - Autour de la pile à combustible

3. D'une situation problème à un projet de recherche et développement Entreprises EDF Franche-Comté EIfER Laboratoires de recherche UFC-UTBM L2ES Belfort Université de Karlsruhe ''Situation problème'' : L'alimentation en électricité de bâtiments en site isolé (dans le Haut-Doubs) Partenaires Région ADEME Système local → Visites et rencontres

4. Le cahier des charges Photovoltaïque + Groupe électrogène Essence / Diesel Photovoltaïque + Pile à combustible Méthanol / Ethanol / Propane Améliorer un système existant Gaz d'échappement (SOx,NOx,COx, particules) Bruit Entretien Couplage AC / DC avec les batteries Faible rejet (Pas de SOx, - 30 % de CO2 pas de particules) Silencieux Pas d'entretien Couplage direct / batteries Moins encombrant Diminution de la consommation de combustible (jusqu'à 30 %) du coût de l'installation

5. Descriptif du procédé et perspectives pédagogiques Document EDF / Dossier de presse 2005

6. Système de production autonome d'électricité Approche fonctionnelle Soleil Charge électrique Energie lumineuse Transformer l'énergie Energie électrique Energie chimique Puissance absorbée Energie perdue : Chaleur Matière Combustible * Les différents ''types'' d'énergies et leurs conversions * Lien énergie / puissance * Notion de rendement

7. Approche fonctionnelle 2 sous-systèmes : - Conversion énergie solaire / électrique - Conversion énergie chimique / électrique Stocker L'énergie électrique Convertir le signal Continu → Alternatif Convertir Elumineuse → Eélectrique Pélec Adapter la puissance Pélec ELumineuse Pélec Utilisable Pélec Flux lumineux (W) Convertir Echimique → Eélectrique Pélec Adapter la puissance Pélec 48 V = EChimique 220 V 50 Hz

8. Intérêts pédagogiques généraux Un thème d'actualité et en plein développement Visites de sites possibles : - Installations - Laboratoires de recherches Etudes expérimentales possibles au Lycée Peut servir à initier des sujets de projets ....

9. Formation du citoyen & Sensibilisation aux enjeux socio-économiques (EEDD) De l'électricité pour quoi faire ? Vers un retour à la production décentralisée ? ''... montrer l'évolution historique des solutions adoptées ...'' ''... interroger la pérennité des solutions actuelles ...'' ''... le rôle des sciences physiques & chimiques ... ... face aux grands défis de société ...''

10. De l'électricité pour quoi faire ? Les unités de l'énergie 300 TW.h 2500 kW.h / ménage / an 57 TW.h Activités de recherche documentaire sur les statistiques Enquêtes à réaliser ''au domicile'' Evaluation de consommation ... Répartition de la consommation d'électricité pour un ménage fonctionnant au tout-électrique - Source Ademe

11. Vers un retour à la production décentralisée d'électricité ? Historiquement : De 50 % en 1889 à 59 % en 1907 Les enjeux * La valorisation des ressources énergétiques locales (éolien, biomasse, solaire,hydraulique, géothermie, déchets et biogaz, …) * L’efficacité énergétique (cogénération) * La maîtrise de la demande d’énergie Source : Ministère de l'industrie Approches ''décentralisées'' aujourd'hui possible : * Progrès technologiques : rendement, gestion * Prises de consciences des contraintes environnementales * Ouverture à la concurrence des marchés de l'énergie* Décentralisation des pouvoirs