SITUATION DE DÉPART⚓
Montrer aux élèves une image d'un moulin à eau et d'une centrale hydroélectrique (affiche «des fleuves à tout faire» de l'exposition «Le développement durable, pourquoi? 4- L'eau»)
Observe l'affiche ci-contre.
Quelle est l'énergie utilisée?
À quoi sert-elle?
Définir avec le groupe classe l'énergie comme étant ce qu'il faut dépenser pour produire un changement (déplacement, chaleur, lumière...).
Demander aux élèves d'où vient l'énergie hydraulique.
D'où vient l'énergie hydraulique ?
Recueillir les représentations initiales.
SITUATION PROBLÈME ET ÉLABORATION D'HYPOTHÈSES⚓
Montrer aux élèves une turbine constituée d'ailettes collées sur un axe, constitué d'une tige en bois (cure-dent) ou d'une paille, posé sur un gobelet.
Demander aux groupes d'élèves de faire tourner la turbine avec de l'eau.
Que faut-il faire pour faire tourner la turbine avec de l'eau ?
Ils répondent qu'il suffit de verser l'eau sur les ailettes pour la faire tourner.
Si l'eau se trouve dans une coupelle sous le gobelet, comment peut-elle faire tourner la turbine ?
Bricolez votre turbine pour confirmer votre hypothèse.
Leur demander alors comment la faire tourner si l'eau se trouve dans une coupelle sous le gobelet. Noter et discuter les hypothèses de chaque groupe.
Les hypothèses faisant appel à un système externe (pompe électrique...) seront donc écartées. Pour que l'eau se retrouve au-dessus de la turbine et puisse la faire tourner en y tombant dessus, il faut qu'elle s'évapore et se condense au-dessus des ailettes (hypothèse retenue).
Les élèves doivent utiliser la turbine posée sur le gobelet lesté, un bocal avec son couvercle, de la pâte à fixer et de l'eau.
Pour aller plus loin...⚓
Définition :
L'énergie hydraulique est l'énergie fournie par le mouvement de l'eau. La force de l'eau qui tombe (chute d'eau, torrent, rivière...) peut être utilisée pour faire tourner des turbines, des meules, des pompes... Il y a alors transformation de l'énergie hydraulique en énergie mécanique ou électrique.
L'énergie hydraulique est une énergie renouvelable grâce au cycle de l'eau dans la nature. L'énergie hydraulique est donc une énergie solaire, au même titre que les énergies solaires proprement dites (photovoltaïque et chauffe-eau), mais aussi que l'énergie de la biomasse, l'énergie éolienne et les énergies fossiles (gaz, charbon, pétrole).
Complément :
Il existe d'autres sources d'énergie:
la Lune et le Soleil sont à l'origine de l'énergie des marées (mouvement de l'eau utilisé dans les usines marémotrices);
la Terre est à l'origine de l'énergie nucléaire (dégagement de chaleur lors de la fission d'atomes instables) et de la géothermie (chaleur du sous-sol).