ELABORATION ET EXPLOITATION DU DIDACTICIEL

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CONCLUSION

Ce travail que nous avons réalisé a permis d’étudier l’énergie solaire thermique. Il s’inscrit dans la volonté de développer les notions de bases nécessaires pour exploiter l’énergie solaire. Grâce au logiciel Macromedia Flash Professional 8, nous avons la possibilité d’analyser, évaluer et surtout simuler le phénomène de conversion thermique de l’énergie solaire. La première partie présente une étude théorique du phénomène. La deuxième partie est consacrée à la présentation et à l’exploitation du didacticiel.
Plusieurs outils peuvent être utilisés par l’enseignant moderne afin d’atteindre ses objectifs. Mais il y a d’autres politiques éducatives à mettre sur pieds. Par exemple, l’utilisation des supports numériques ou des laboratoires virtuels qui semble être une voie possible pour promouvoir à tous les niveaux une éducation de qualité, gage de réussite. En effet, la pédagogie est la manière de transmettre des connaissances aux apprenants, une méthode employée dans l’enseignement. De manière permanente, le pédagogue doit mettre à jour ses méthodes et techniques de transmission de savoirs.
Ainsi, ce mémoire constitue une modeste contribution pour le développement et l’utilisation de la nouvelle technologie de l’information et de la communication (NTIC) dans l’apprentissage des sciences physiques.
Nous avons remarqué que l’utilisation des technologies modernes de l’information est une bonne façon d’encourager les étudiants à une participation active pour l’amélioration de leurs connaissances en sciences physique. Alors, nous pensons qu’il est important de faire bénéficier les apprenants malgaches des possibilités pédagogiques et didactiques offertes par l’informatique. Notre principale préoccupation est qu’ils apprennent à travailler indépendamment, de façon créative et inventive.
Nous avons constaté aussi qu’actuellement, le problème d’énergie concerne tous les pays du monde entier mais surtout les pays en voie de développement. Ce problème oblige l’humanité à essayer d’exploiter de l’énergie quasi-gratuite telle que l’énergie solaire. A ne pas oublier aussi que Madagascar présente de fortes potentialités en matière d’énergies exploitables tout au long de l’année. C’est aussi une raison pour laquelle, nous souhaitons développer ce domaine dans l’enseignement général, et que nous proposons ce didacticiel.
Finalement, l’exploitation de l’énergie solaire est possible à Madagascar même si elle exige une énorme somme d’investissement. Son étude dans les classes secondaires est possible et peut attirer l’attention des élèves face aux changements climatiques actuels. Dans ce cas, une question se pose : le développement des ressources numériques peut-elle réellement combler les lacunes dans ce domaine ?

ANNEXES

Fusion thermonucléaire :

La réaction de fusion nucléaire a lieu dans le noyau. De l’énergie est libérée sous forme de photons gamma.
Noyau d’hydrogène (proton) → noyau d’hélium (2 protons + 2 neutrons)
4p → He + 2e+ + 2ν + 2γ
a) Bilan énergétique de la réaction de fusion : Masse molaire Hydrogène M (H) = 1,0073 g.mol-1 Masse molaire Hélium M (He) = 4,0026 g.mol-1
Perte de masse par mole : ∆M = (4 1,0073) – 4,0026 = 0,0266 g.mol-1 = 2,66.10-5 kg/mol-1 Or 1mol comprend atomes, avec = 6.1023 (Nombre d’Avogadro)
Et équivalence masse – énergie : E = mc2
Ainsi, l’énergie libérée par la fusion de 4 protons est :
∆E = 3,8.10-12 J 2,5.107 eV 25 MeV
Sachant que, l’énergie rayonnée, par le Soleil, par seconde vaut environ : ∆W = 3,87.1026 J On peut dire alors qu’il se produit dans le Soleil, chaque seconde environ,
réactions élémentaires de fusion.
b) Perte de masse solaire par seconde :
∆mS = = 4,3.109 kg 4.300.000 t
Pour ∆M = 0,0266 g.mol-1, la masse d’hydrogène brûlé par seconde est :
4 M (H) = 4 1,0073 g.mol-1
Et pour ∆mS = 4,3.109 kg, alors la masse d’hydrogène brûlé par seconde vaut :
∆mH = 4,3.109 kg
c) Durée de vie du Soleil :
Seule 10% de la masse solaire contribue aux réactions de fusions, d’où :
tS = 0,1 3.1017 10 milliards d’années
d) Différence entre réaction de fusion et réaction de fission :
A remarquer c’est que, la quantité d’énergie libérée dans une réaction de fusion est
plus petite comparée à celle libérée dans une réaction de fission. Cette dernière est une réaction nucléaire dans laquelle un noyau lourd se divise en deux noyaux légers, de masses
comparables, lors d’un choc avec un neutron lent et en libérant une quantité d’énergie considérable environ 200Mev.
Le principal avantage de la fusion sur la fission est le dégagement énergétique produit. En effet, la fusion apparaît comme une réaction libérant 5 fois plus d’énergie que la fission. Le processus de la fusion est moins dangereux que celui de la fission. En plus, cette dernière produit beaucoup de déchet hautement radioactif.

Table des matières

Tables des matières
Listes des figures
Introduction
PREMIERE PARTIE : REPERE THEORIQUE
1 – Description du Soleil
1.1 – Histoire
1.2 – Présentation
2 – Nature du rayonnement
2.1 – Rayonnement électromagnétique
a – Spectre électromagnétique
b – Différents domaines du spectre électromagnétique
c – Propriétés du rayonnement électromagnétique
2.2 – Rayonnement solaire
a – Spectre solaire
b – Constante solaire
2.3 – Rayonnement thermique
3 – Paramètres énergétiques des sources de rayonnement
3.1 – Définition du terme « Energie »
Principales formes d’énergie
Unités de mesure de l’énergie
3.2 – Flux énergétique F
3.3 – Emittance énergétique M
3.4 – Luminance énergétique
3.5 – Luminance énergétique spectrale λ
4 – Le corps noir
4.1 – Définition
4.2 – Modèle d’un corps noir
4.3 – Différence entre corps noir et corps de couleur noire
4.4 – Comportement des surfaces par rapport au rayonnement thermique :
a – Emission et absorption
b – Réflexion et diffusion
c – Transparence et opacité
5 – Lois du corps noir
5.1 – Loi de Maxwell
5.2 – Loi de Kirchhoff
5.3 – Loi de Planck
5.4 – Loi de Wien
5.5 – Loi de Stefan
5.6 – Exemple de corps noir réel
6 – Application à l’énergie solaire
6.1 – Définition
Energies renouvelables
Energie solaire thermique
6.2 – Principe de fonctionnement
6.3 – Différents types de panneaux solaires thermiques
a – Capteurs non vitrés
b – Capteurs plans
6.4 – Autres utilisations de l’énergie solaire sous forme thermique
a – Fours solaires
b – Cuisinières solaires
6.5 – Avantages et inconvénients de l’énergie solaire thermique
a – Avantages
b – Inconvénients
DEUXIEME PARTIE : ELABORATION ET EXPLOITATION DU DIDACTICIEL
1 – Langage utilisé pour la conception du didacticiel
2 – Organigramme des séquences d’enseignement et apprentissage
3 – Aptitudes à développer chez l’apprenant(e) :
3.1 – Esprit scientifique
3.2 – Réalisation pratique
4 – Séquences d’apprentissage
5 – Modules d’apprentissage
CONCLUSION
ANNEXES
1 – Fusion thermonucléaire
a) Bilan énergétique de la réaction de fusion
b) Perte de masse solaire par seconde
c) Durée de vie du Soleil
d) Différence entre réaction de fusion et réaction de fission
2 – Différents modes de transfert de chaleur
a) Transfert par conduction
b) Transfert par convection
c) Transfert par rayonnement
Bibliographie
Webographie