Questions to the experts
Matière et matériaux
Eolienne
Je réalise un projet pédagogique en Ce1-Ce2, centré sur la fabrication d'une maquette d'éolienne pour en comprendre le fonctionnement (problématique soulevée par les élèves).
Lors du questionnement initial, mes élèves m'ont demandé pourquoi certaines éoliennes avaient 2 pales, d'autres 3 pales ?
Pour répondre à cette question, nous allons mettre en place lexpérience suivante :
- les élèves disposent de plaques de polystyrène, sur lesquelles lélève place des voiles en papier.
- Toutes les voiles ont la même surface (lélève peut compter les carreaux imprimés sur le papier).
1er expérience : 2 voiles sont plantées en parallèle sur les plaques de polystyrène. Lélève envoie de lair à laide dun sèche-cheveux. Les plaques sont guidées par des règles, et glissent sur la table. Lélève mesure le déplacement.
2ème expérience : idem avec 3 voiles. Les plaques de polystyrène vont se déplacer davantage.
Lélève va donc constater que lobjet qui a le plus de voile sest déplacé plus loin (plus la surface est importante, plus laction du vent est grande).
Conclusion : une éolienne à 3 pales est plus efficace quune éolienne à 2 pales.
Mes questions sont les suivantes :
- dans le cadre dune démarche expérimentale, lexpérience doit-elle être proposée par la maîtresse ou est-ce les enfants qui doivent la trouver
- est-ce gênant de fournir les bateaux tout prêts ?
- la conclusion nest-elle pas trop simplifiée ? ( une éolienne à 2 pales pourrait être plus efficace si sa surface de prise au vent était augmentée).
Vous souhaitez aborder ce sujet avec vos élèves ?
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Bonjour,
Dans le cadre d'une démarche expérimentale il est préférable que les élèves soient au moins associés à la conception d'un protocole expérimental. Le maître va les guider, bien sùr, à l'aide de questions qui les conduisent à réfléchir et à prendre en charge les problèmes qui sont à résoudre.
Ils peuvent avoir bien en vue la question du nombre de pales mais pas obligatoirement celle de la surface balayée par les hélices. Ce qui fait que ce n'est pas strictement le nombre de pales qui est déterminant pour l'efficacité de l'éolienne. D'où nécessité de les guider sur ce point, ne serait-ce qu'en leur faisant remarquer que les pales tournent et qu'elles brassent une surface d'air plus grande que leur surface propre.
Maintenant, pour passer aux maquettes de bateau, il y a aussi le problème d'évaluer l'efficacité du dispositif. Là encore vos élèves peuvent avoir des propositions à faire. Ne passez pas non plus trop vite sur le choix de la source de vent. La question peut être "Pourquoi, si on veut faire des comparaisons, avoir toujours le "même" vent?"
En fait, même si vous constatez que vos élèves ne proposent pas grand chose d'intéressant, et si vous êtes conduite à apporter votre solution, pensez à les interroger sur l'intéret de la solution avancée.
Pour les bateaux tout prêts, ce n'est pas gênant puisque le but ici n'est pas de fabriquer des bateaux. Mais ne les sortez pas tout de suite et, éventuellement, laissez-les s'occuper des voiles. A ce sujet, vous savez que la position des voiles par rapport à la direction du vent a une importance.
Votre conclusion est évidemment un peu courte dans la mesure où d'autres considérations telles que la hauteur de l'éolienne, la position des pales face au vent,l'inclinaison des pales sont aussi importantes. Mais vous ne pourrez pas faire un tour complet de la question. L'essentiel, pour vous, est bien de faire en sorte que vos élèves acquièrent progressivement une démarche scientifique et non pas de les former pour être en mesure de fabriquer des éoliennes commercialisables.