CENTRE D’INTERET: 2 séquences Comment agir sur la consommation d’énergie dans l’habitat ?

Contexte : Les élèves ont travaillé lors de la séquence x sur la chaîne d’énergie, chaine d’information. Il est possible de mettre les élèves en recherche de systèmes techniques pour mieux gérer les consommations d’énergie dans l’habitat. On se limitera aux systèmes de chauffage et d’éclairage, l’objectif principal est de mettre en évidence les apports de la programmation et de l’automatisation sur la consommation d’énergie dans l’habitat.

Comparer les quantités d’énergies consommées par deux objets techniques.

Efficacité énergétique

Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l’objet technique.

Efficacité énergétique

Rechercher et décrire plusieurs solutions techniques pour répondre à une fonction donnée.

Solutions techniques.

Identifier dans la chaîne de l’énergie les composants qui participent à la gestion de l’énergie et du confort. (1)

Gestion de l’énergie, régulation

Identifier les étapes d’un programme de commande représenté sous forme graphique. (1)

Traitement du signal .

Identifier les éléments qui déterminent le coût d’un objet technique. (1)

Contraintes économiques

Modifier la représentation du programme de commande d’un système pour répondre à un besoin particulier et valider le résultat obtenu (2)

Traitement du signal .

But recherché : Identifier des éléments de commande qui permettent d’engager une gestion de l’énergie dans une maison individuelle, automatiser un système d’éclairage et de chauffage.

Socle commun Pilier 3 :L’élève vérifie qu’un paramètre influe ou pas sur le phénomène étudié.L'élève exprime correctement des résultats et justifie leur pertinence par rapport à la question.À partir d’une observation, d’une série de mesures, d’un tableau, l’élève donne le sens de variation de la grandeur étudiée.

CENTRE D’INTERET: 2 séquences Structuration

Comment agir sur la consommation d’énergie dans l’habitat ?

Le thermostat d’ambiance régule la température ambiante à une valeur choisie en agissant sur l’installation de chauffage. Il évite les variations brutales de température et améliore ainsi le confort thermique.

Le programmateur est utilisé pour ajuster la température dans plusieurs zones en fonction du moment de la journée et de l’occupation des lieux. L’utilisateur choisit la température de consigne en fonction de l’heure et de la zone

La sonde mesure la température de l’air extérieur. Elle est reliée à la centrale de régulation et permet d’anticiper les variations météorologiques

1) la régulation : elle permet de maintenir la température ambiante à une valeur choisie qu’on appelle température de consigne.2) la programmation : elle permet de faire varier la température de consigne en fonction : Du moment de la journée (jour/nuit).Du jour de la semaine.De l’occupation des lieux.Des différentes pièces (chambres/salon/cuisine

Evaluation

Comment agir sur la consommation d’énergie dans l’habitat ?Pilier 3 :I1 L’élève vérifie qu’un paramètre influe ou pas sur le phénomène étudié.I2 L'élève exprime correctement des résultats et justifie leur pertinence par rapport à la question.I3 À partir d’une observation, d’une série de mesures, d’un tableau, l’élève donne le sens de variation de la grandeur étudiée.

Réinvestir dans la programmation d’un ensemble domotiqueDOMOTIQUE4 (logiciel à télécharger)Demander aux élèves de programmer, à partir d’un scénario donné, des actions en fonction d’évènements puis simuler sur la maquette électronique d’ une maison domotique Salle pupitre travail individuelLe déroulement du scénario est respecté

Les actions sont bien associées aux évènementsQ1 I1Q2 I2Q3 I3Soin

Activités des élèves : Séquence 1 Séance 1 Dans l’habitat quels sont les appareils consommateurs

d’énergie ?Support de départ : 1 Vidéo Chauffage Eclairage cuisson lavage….Recentrer sur les 2 postes : Chauffage et Eclairage Mettre en évidence que pour les autres postes il est difficile

d’intervenir sans changer l’appareil (machine à laver, four, réfrigérateur)

Activités de groupes 1-Décrivez vos systèmes de chauffage….• Chauffage central• Chauffage pièce par pièce

2-Décrivez vos modes d’éclairage

Chauffage et Régulation.pdf site « Confort et domotique »ou à mettre à disposition sur le réseau

Synthèse de la séance : ThermostatProgrammateurChaudière Gaz, fioul, charbon, bois…Radiateur électrique, eau chaudeType d’ampoules, législation, Cf. documentsDéveloppement durable

Catalogue Leroy merlin, Bricoman….

Site  CONFORT ET DOMOTIQUE »

Séance 2

Constater des consommations d’énergie

Site « Confort et domotique » Parcours défini par l’enseignant

Chauffage sans programmation /constat consommation

Gestion des plages horaires / constat consommation

Gestion des plages horaires et température / constat consommation

Synthèse :Cas

Consommation Coût/jour Coût/annuel(6mois)

1

2

3

Site 

 CONFORT ET DOMOTIQUE »

Séquence 1 Séance 2Activités des élèves : Travail à effectuer :Puissance de chauffage et régulationAllez directement au N° 41.Choisir la puissance2.Maintenir une température3.Constater l’influence de paramètres extérieurs4- Programmer la température et observer la consommation.

Programmer la température et observer la consommationRéaliser les 3 activités suivantes :1.Chauffage sans programmation /constat consommation2.Gestion des plages horaires / constat consommation3.Gestion des plages horaires et température / constat consommationSur feuille compléter le tableau :

Séance 3Comment rendre automatique les manipulations que vous avez faites ?Activités de groupesEcrire la suite logique des actions à partir d’un texte « Vie de famille »Reporter sur la grille « chronogramme » Le thermostat programmable Manipulation sur l’objetEntrer les données dans le programmateurSimulation (avec une lampe 12volts) Synthèse :Présentation des travaux vidéo-proj + caméra

Rythme de vie d’une famille de 4 personnes composées de Mr et Mme Dupont et de leurs 2 enfants. Mr Dupont travaille du lundi au vendredi de 8h00 à 17h00; Il part à 7h30 et conduit les enfants à l’école et rentre à 17h30. Ils se lèvent 1h avant de partir.Mme Dupont travaille lundi, mardi, jeudi et vendredi de 8h00 à 16h30, elle part à 7h45 et rentre à 16h45 après avoir récupérer les enfants à l’école. Elle travaille le mercredi matin, elle part à 7h45 et rentre à 12h15.Les samedi et dimanche, la famille se lève à 8h00 et se couche à 23h00.Tous les jours de la semaine, la famille se couche à 22h30.Sachant que pour avoir la température de 20°C dans la maison ( lorsque la température est de 17°C), il faut 1h30, faire le chronogramme de la programmation du chauffage pour une semaine.Rappel: l’objectif est de faire des économies de chauffage: on baisse la température à 17°C la nuit ou lorsque l’on est pas là la journée. 

Séquence 2 Séance 1

A partir des documents mis à disposition, Site « Confort et domotique » Parcours défini par l’enseignantEclairage du couloir d’une habitationFiche technique du détecteur de mouvementFiche de câblage de l’ensemble « détecteur-système d’éclairageExpliquer comment vous procédez pour automatiser l’éclairage du couloir d’une maisonComment intervenez-vous sur le détecteur pour augmenter le temps d’éclairage ?Le système ne fonctionne pas en cas de pénombre (pas d’obscurité complète) comment intervenez-vous sur le détecteur ?Synthèse :Présentation des travaux vidéo-proj + caméra

Réinvestir dans la programmation d’un ensemble domotiqueDOMOTIQUE4 (logiciel à télécharger)Demander aux élèves de programmer, à partir d’un scénario donné, des actions en fonction d’évènements puis simuler sur la maquette électronique d’ une maison domotique Salle pupitre travail individuel

Séance 2

Evaluation :

Exemple n°1 :Simuler une présence pendant les vacances :Les propriétaires de la maison vont partir en vacances et ils désirent programmer la maison pour laisser croire à une activité normale dans la maison.- Ouvrir les volets des fenêtres à 8h- Si il y a du soleil ouvrir le parasol à 12h et le fermer à 14h- Allumer la lumière dans le séjour, pendant une heure, à 20h- Puis allumer la lumière dans la chambre, pendant une heure, à 22h et fermer les volets des fenêtres- Quel que soit le moment de la journée, si une fenêtre est cassée, enclencher la sirène d'alarme et envoyer un SMS

CENTRE D’INTERET: 2 séquences Synthèse

Comment agir sur la consommation d’énergie dans l’habitat ?

Pour agir sur la consommation d’énergie d’un système d’éclairage1) il sera possible de commander la mise sous la mise sous tension des lampes pendant une durée limitée uniquement en cas de présence d’un usager et si la luminosité d’un lieu est insuffisante2) Il sera également possible de choisir des ampoules qui consomment moins