Éducation relative à l’environnement Conception et construction d’un panneau solaire à air chauffant Alain Comeau Sylvain Dumas Julien Savoie Rémi St-Coeur

Table des matières  Partie 1 – Les résultats d’apprentissage visés.

 Partie 2 – Situation problématique  Partie 3 -- Solution technologique  Partie 4 – Contraintes et exigences de la conception et de la fabrication du modèle.  Partie 5 – Conception, fabrication, essais et évaluation de la solution technologique.

Partie 1 Résultats d’apprentissage visées (RAG et RAS).

• RAG 1 – L’élève doit pouvoir comprendre la nature et l’évolution de la technologie. Comprendre la technologie associée à la construction d’un système solaire à air chauffant; (RAS 1.2)

Résultats d’apprentissage visées (RAG et RAS). • RAG 2 – L’élève doit pouvoir résoudre des problèmes faisant appel à la conception de solutions technologiques appropriées.  Rechercher et suggérer différentes idées et solutions technologiques appropriées; (RAS 2.5)  Évaluer et choisir les solutions technologiques les plus adéquates; (RAS 2.6)  Choisir différentes ressources nécessaires à la conception de la solution; (RAS 2.7)  Respecter les contraintes et les exigences du problème; (RAS 2.4)

Résultats d’apprentissage visées (RAG et RAS). • RAG 2 – L’élève doit pouvoir résoudre des problèmes faisant appel à la conception de solutions technologiques appropriées.  Coopérer et collaborer avec différentes personnes afin de résoudre le problème (système solaire); (RAS 2.9)  Planifier la création et faire le plan de la solution (système solaire); (RAS 2.10)  Suivre son plan de construction; (RAS 2.11)  Expérimenter et évaluer sa solution technologique (système solaire) et le processus utilisé; (RAS 2.12)  Résoudre le problème; (RAS 2.14, 2.15)

Résultats d’apprentissage visées (RAG et RAS). • RAG 3 – L’élève doit pouvoir démontrer un esprit critique et un sens des responsabilités face aux effets et aux répercussions des technologies sur la société et l’environnement.  Utiliser de façon judicieuse et efficace les ressources matérielles; (RAS 3.1, 3.10)  Respecter les mesures de SÉCURITÉ et les habitudes de travail sécuritaire; (RAS 3.5)  Prendre des décisions éclairées en tenant compte des répercussions anticipées sur la société et l’environnement; (RAS 3.2, 3.3, 3.4)

Résultats d’apprentissage visées (RAG et RAS). • RAG 4 – L’élève doit pouvoir comprendre, utiliser, contrôler et évaluer différents systèmes technologiques.  Développer ses compétences en conception et en construction d’une solution technologique; (RAS 4.6, 4.7)

Résultats d’apprentissage visées (RAG et RAS). • RAG 5 – L’élève doit pouvoir connaître des carrières liées aux technologies et comprendre l’influence de la technologie sur les carrières.  Découvrir des carrières en technologie associées à la conception, à la construction et à l’utilisation des panneaux solaires à air chauffant. (RAS 5.2)

Partie 2 Situation problématique: • En devenant propriétaire d’une maison, le coût en électricité relié au chauffage de l’air est une principale dépense sur le revenu. Donc, le propriétaire cherche une solution afin de diminuer le coût du chauffage de la maison.

Situation problématique (suite) • De plus, le propriétaire est soucieux de l’environnement et décide alors d’utiliser une source d’énergie propre et peu coûteuse pour alimenter sa maison. Il sollicite alors des experts conseils qui étudieront les besoins du propriétaire.

Partie 2 – Questions: Vérification des connaissances 1. Pourquoi devons-nous chauffer une maison?

2. Donne une courte description du problème.

3. Quelle sont les sources d’énergie disponibles pour la solution technologique?

Partie 2 – Questions: Vérification des connaissances (suite) 4. Effectue une recherche d’information afin d’identifier différentes options de systèmes de production d’électricité et indique les mots clefs utilisés.

5. Quels sont les contenus pertinents des sites web qui ont piqué votre curiosité, tout en vous rappelant du défi à relever et indique les adresses des sites web visité?

6. Présente la solution que tu suggères au propriétaire de la maison ainsi que tes raisons aux autres élèves de la classe.

Partie 3 Solution technologique (système technologique proposé) • Parmi les différentes options de systèmes technologiques qui pourraient répondre aux besoins énergétique du couple, on propose de concevoir et de construire un panneau solaire à air chauffant. L’énergie produite par un panneau solaire à air chauffant est peu nuisible à l’environnement, alors il est donc une excellente solution technologique.

Solution technologique • On sollicite alors ton entreprise qui fera la conception et la fabrication du panneau solaire à air chauffant. En t’inspirant des différents types de panneau solaire à air chauffant, tu devras en concevoir et en construire un. • Tu devras présenter ton modèle, format réduit au propriétaire et lui démontrer que ta solution technologique est la meilleure.

Partie 3 – Questions: Nom:

Date:

Classe:

1. La construction de panneaux solaires à air chauffant peut-elle avoir des conséquences sur l’environnement? Explique. 2. Nomme des carrières qui peuvent être liées aux panneaux solaires à air chauffant.

3. Selon toi, pourquoi le propriétaire est-il soucieux de l’environnement?

4. Nomme des sources d’énergie propres et peu couteuses

Partie 4 Contraintes et exigences de la conception et de la fabrication du modèle • Le système solaire devra être capable d’augmenter la température de l’air à la sortie du système. • La source d’énergie doit venir du soleil. • La structure doit être solide. • Ton système devra avoir une dimension de un pied par quatre pieds et d’une hauteur de six pouces.

Contraintes et exigences de la conception et de la fabrication du modèle (suite). • Pour fabriquer ton modèle, tu utiliseras les matériaux suivants: • • • • • • • • • •

- Des cannettes, drains de gouttière, tuyau , etc. - 2 morceaux de plywood - Peinture noir mat - Des vises 1 pouce et 1/4 - Isolant 3/4 de pouce avec un bord en aluminium - Du scellant à la silicone résistant à l’eau et à la chaleur pour bois, verre et plastique - Du ruban aluminium - 1 vitre, « plexiglass » ou « lexxan » - Du ruban coupe-froid renforcé en mousse - Des angles de fer à 90 degré

Contraintes et exigences de la conception et de la fabrication du modèle (suite). • Tu es autorisé à utiliser les outils de l’atelier et le matériel nécessaire à ton projet en respectant les RÈGLES DE SÉCURITÉ.

Les panneaux solaires à air chauffant • Voici différents types de panneaux solaire à air chauffant. C’est l’intérieur où l’air circule qui est souvent différent (tuyau de sécheuse aluminium, cannette aluminium, gouttière aluminium, feuille d’aluminium). On peut changer l’isolant (l’épaisseur et la composition). On peut aussi changer la composition (du verre, plexiglass, lexxan) et la forme de la vitre (droite ou concave).

Les panneaux solaires • L’énergie solaire n’occupe aujourd’hui qu’une petite place comparativement aux principales sources d’énergie, mais puisque les principaux combustibles s’épuisent, polluent et coûtent de plus en plus cher, l’énergie solaire sera de plus en plus utilisée dans les décennies à venir.

Partie 4 – Questions : Nom:

Date:

Classe:

• Questions: • 1 . Quels sont les différents matériaux qui peuvent varier concernant la construction de panneaux solaires à air chauffant?

• 2. Pourquoi l’énergie solaire va devenir de plus en plus populaire dans l’avenir?

• 3. Où retrouve-t-on généralement des regroupements de panneaux solaires?

• 4. Nomme trois avantages de l’énergie solaire.

Partie 5

CONCEPTION, FABRICATION, ESSAIS ET ÉVALUATION DE LA SOLUTION TECHNOLOGIQUE