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Les principales sources d'énergie du Canada comprennent notamment :
Cette unité porte sur l’énergie tirée du vent et des cours d’eau.
L’énergie et la force sont des notions de physique passablement complexes. Il s’agit de poser les fondations d’une compréhension plus approfondie de l’énergie et de la force sans fausser les idées des élèves en utilisant des idées populaires mais fausses sur l’énergie et la force.
L'énergie est la propriété d’un objet ou d’une substance qui lui permet de faire un travail. L’énergie est mesurée en joules (J). Dans cette leçon, il importe d’insister sur le fait que l’énergie n’est pas « consommée » dans le sens de destruction, mais plutôt qu’elle est absorbée (exploitée pour faire un travail, emmagasinée ou diffusée en chaleur), puis au bout du compte relâchée dans l’environnement sous forme de chaleur.
Notions principales : l’énergie cinétique (1/2mv2) et la conservation de l’énergie.
De nombreuses notions subtiles sont liées à la conversion d’énergie d’une forme à une autre.
De même, les parcours de l’énergie du Soleil (le plus souvent) à l’exécution de travail utile (pomper l’eau, moudre la farine, par exemple) est rarement évident. Les activités de ce module servent à illustrer un segment du parcours de l’énergie, c’est-à-dire la conversion de l’énergie cinétique en énergie mécanique à l’aide des turbines éoliennes et des roues à aubes.
Et même dans ces exemples, la conversion de l’énergie est une notion subtile, car, dans un sens très concret, l’énergie mécanique est une autre forme d’énergie cinétique (des pièces mobiles d’une machine).
Tous les objets qui bougent comprennent une certaine quantité d’énergie simplement parce qu’ils bougent. Ils ont acquis cette énergie lorsqu’ils ont commencé à bouger. En d’autres termes, il faut transférer de l’énergie à un objet pour qu’il se déplace; la plupart du temps, plus grande la quantité d’énergie ainsi transférée, plus l’objet se déplace rapidement.
Mais où va cette énergie lorsque l’objet s’arrête ou ralentit?
Eh bien, vous pouvez récupérez cette énergie! De l’énergie est libérée lorsque vous ralentissez ou arrêtez n'importe quel objet en mouvement. Cette énergie est souvent libérée sous forme de chaleur.
Pour arrêter une automobile en mouvement, par exemple, on utilise ses freins. De même, pour arrêter votre vélo s’il est en mouvement, vous utilisez ses freins (plutôt que vos souliers). Pour arrêter un train en mouvement, le conducteur utilise aussi les freins. Un frein est simplement un dispositif qui convertit l’énergie du mouvement en chaleur. Malheureusement, cette énergie est habituellement gaspillée, et elle ne sert qu’à chauffer l’air entourant les freins.
Mais des gens ont inventé des machines qui peuvent utiliser l’énergie libérée par l’arrêt ou le ralentissement de choses en mouvement pour produire un travail utile.
En voici deux bons exemples :
Ces deux machines tirent de l’énergie de fluides en mouvement (respectivement l’air et l’eau) en les ralentissant. Une éolienne ou une roue à aubes parfaite entraînerait l’arrêt complet du vent ou du courant.
Impressionnez votre famille ou vos amis en leur disant que vous construisez (ou que vous avez construit) un incroyable « capteur d’énergie moléculaire atmosphérique ».
Les roues à aubes et les turbines éoliennes retirent de l’énergie par le ralentissement de l’eau ou de l’air qui les actionne.
La turbine éolienne des Prairies
La turbine éolienne constitue un très bon exemple de l’utilisation des sources naturelles d’énergie pour faire un travail utile. Elle est bien adaptée aux Prairies, car un bon vent souffle tous les jours sur ces vastes étendues planes.
Il existe une grande variété de roues à aubes, de plusieurs tailles et de plusieurs formes, mais on les divise généralement en deux grands types : comme l’illustre la figure ci-dessous, on peut les alimenter en eau par le bas ou par le haut.
Certains moulins à eau étaient munis d’une conduite d’eau qu’on pouvait déplacer, afin d’alimenter la roue à aubes par le haut ou par le bas. Pourquoi les concepteurs de ces moulins ont-ils fait cela? Pourquoi n’ont-ils pas choisi d’alimenter la roue à aubes d’une façon et de construire le moulin en conséquence?
La navette spatiale, lorsqu’elle est en orbite, file à une vitesse de sept kilomètres par seconde environ. Pour atterrir, elle doit ralentir à une vitesse de 0,05 kilomètre par seconde environ. Or, ralentir ainsi libère une énorme quantité d’énergie, en fait, plus que si la navette et son contenu au grand complet étaient faits de puissants explosifs.
La navette spatiale doit libérer cette énergie lentement. Comment cela se passe-t-il?
R | Niveau 1 | Niveau 2 | Niveau 3 | Niveau 4 |
| nettement inférieur à la norme | proche de la norme | respecte la norme | dépasse les attentes | |
(moins de 50 %) | (50-59 %) | (60-69 %) | (70-79 %) | (80-100 %) |
Compréhension des notions de base | ||||
ne réussit pas à démontrer l’acquisition de connaissances véhicule beaucoup d’idées fausses a besoin de faire d’autres activités d’apprentissage et du rattrapage | démontre une compréhension limitée des lois du mouvement de Newton | démontre une certaine compréhension des lois du mouvement de Newton | démontre une compréhension générale des lois du mouvement de Newton | manifeste une compréhension approfondie des lois du mouvement de Newton |
| fournit des explications partielles sur la transformation, le stockage et la libération de l’énergie | fournit des explications partielles sur la transformation, le stockage et la libération de l’énergie | fournit des explications complètes sur la transformation, le stockage et la libération de l’énergie | fournit des explications complètes sur la transformation, le stockage et la libération de l’énergie | |
| véhicule beaucoup de fausses idées ou d’erreurs importantes | véhicule des fausses idées ou des erreurs mineures | ne véhicule aucune fausse idée ou erreur importante | ne véhicule aucune fausse idée ou erreur | |
Application d’aptitudes ou de processus de pensée critique et créative | ||||
ne réussit pas à démontrer l’acquisition de connaissances a besoin de faire d’autres activités d’apprentissage et du rattrapage | met en application très peu des habiletés et des stratégies requises pour : -construire une turbine éolienne élémentaire; -modifier la structure afin de créer une machine simple pouvant effectuer un travail | met en application quelques-unes des habiletés et des stratégies requises pour : -construire une turbine éolienne élémentaire; -modifier la structure afin de créer une machine simple pouvant effectuer un travail | met bien en application la plupart des habiletés et des stratégies requises pour : -construire une turbine éolienne élémentaire; -modifier la structure afin de créer une machine simple pouvant effectuer un travail | met bien en application toutes les habiletés et des stratégies requises pour : -construire une turbine éolienne élémentaire; -modifier la structure afin de créer une machine simple pouvant effectuer un travail |
Communication des connaissances requises | ||||
ne réussit pas à démontrer l’acquisition de connaissances a besoin de faire d’autres activités d’apprentissage et du rattrapage | communique avec peu de clarté et de précision | communique avec une certaine clarté et précision | communique généralement avec clarté et précision | communique avec clarté et précision |
| en utilisant rarement les conventions, la terminologie et le vocabulaire scientifiques | en utilisant parfois les conventions, la terminologie et le vocabulaire scientifiques | en utilisant habituellement les conventions, la terminologie et le vocabulaire scientifiques | en utilisant toujours les conventions, la terminologie et le vocabulaire scientifiques | |
Application des connaissances requises | ||||
ne réussit pas à démontrer l’acquisition de connaissances véhicule beaucoup d’idées fausses a besoin de faire d’autres activités d’apprentissage et du rattrapage | fait des liens simplistes entre les notions scientifiques entourant le transfert d’énergie et leur application concrète dans la vie courante | fait des liens simples entre les notions scientifiques entourant le transfert d’énergie et leur application concrète dans la vie courante | fait des liens modérément complexes entre les notions scientifiques entourant le transfert d’énergie et leur application concrète dans la vie courante | fait des liens complexes entre les notions scientifiques entourant le transfert d’énergie et leur application concrète dans la vie courante |
Le cours Science physique (milieu physique) est conçu pour aider l’élève à :
Objectifs d’apprentissage
Acquisition d’habiletés
Objectifs relatifs à la science, à la technologie, à la société et à l’environnement
La consommation d’énérgie
Venez examiner plusieurs graphiques qui montrent l’évolution de la consommation d’énergie au Canada au fil du temps. Venez lire au sujet des facteurs qui influent sur la statistique, le climat et le niveau de vie par exemple.
Environnement Canada
L'énergie au Canada
Venez vous renseigner sur le changement climatique, l’efficacité énergétique, les énergies renouvelables, la politique de l’énergie et les priorités internationales.
Ressources naturelles Canada
Énergie du sol et l'énergie géothermique
Venez voir quels sont les deux types d’énergie qui peuvent être obtenus de la Terre, soit l’énergie du sol et l’énergie géothermique.
Ressources naturelles Canada
L'énergie électrique : une spécialité canadienne
Venez voir comment l’électricité est devenue une pierre angulaire de l’économie canadienne et de la vie au Canada.
Gouvernement du Canada
Énergie hydroélectrique
Venez vous renseigner sur l’énergie hydroélectrique, une source d’énergie renouvelable qui depend du cycle hydrologique, soit l’évaporation, les précipitations et l’écoulement de l’eau sous l’effet de la gravité.
Ressources naturelles Canada
Promouvoir l'énergie renouvelable
Venez voir comment sont mises en valeur au Canada les sources d’énergie renouvelables, qui permettent de produire de l’électricité ou de la chaleur sans épuiser les ressources naturelles.
Ressources naturelles Canada
Réseau canadien des énergies renouvelables
Venez vous renseigner sur les énergies renouvelables. Venez découvrir des moyens de réduire les coûts de l’énergie à la maison et des technologies comme celle de l’hydroélectricité et de l’énergie solaire.
Ressources naturelles Canada
Preparé par l'équipe deYES I Can! Science
www.yesican-science.ca
Science.gc.ca
Les sciences et la technologie pour les Canadiens
