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Énergie éolienne en Suisse
Où se trouvent les zones convenant à la construction d’installations
éoliennes ? Pourquoi toutes les zones ne conviennent-elles pas, même
s’il y a assez de vent ? Quels sont les arguments en faveur ou en défaveur de la construction
d’installations éoliennes ?
Sur la base de ces questions thématiques spécifiques, les élèves
découvrent le visualiseur de cartes map.geo.admin.ch. Des
données diverses et détaillées peuvent être observées sur le visualiseur de
cartes.
Cette unité didactique a été mise au point par Reto Hugenberg de l’école de Bremgarten (AG) et testée en classe.
Intégration au thème
La première installation éolienne a été construite en 1986 en Suisse. Depuis lors, la construction de nouvelles installations éoliennes n’a jamais cessé. En 2018, l’ensemble du parc éolien produisait un modeste 0,2 % de l’énergie électrique nécessaire à notre Pays. Dans la stratégie énergétique 2050 de la Confédération, l’énergie éolienne devrait représenter 7 % de la production électrique suisse. Pour ce faire, il faut trouver des sites d’implantation appropriés qui ne sont pas liés uniquement aux conditions de vent.
Cette unité didactique permet aux élèves de découvrir le principe de fonctionnement d’une installation éolienne, les zones adaptées à la construction d’installations éoliennes et les conditions préalables à remplir pour leur implantation. En outre, cela leur permet de distinguer les avantages et les inconvénients des installations éoliennes et de réfléchir aux sources d’information sur internet. Ainsi, les thèmes des modules RZG, NT, éducation en vue d’un développement durable (EDD) ainsi que médias et informatique sont liés.
Description de l’unité didactique
Prérequis / Connaissances préalables / Préconcepts
Pour l’exécution des activités, on sait quelles formes d’énergie sont respectueuses de l’environnement pour la production d’électricité et quel est le lien entre la mise en œuvre des objectifs énergétiques et la réalisation des objectifs climatiques.
En outre, une connaissance générale des navigateurs Internet peut présenter un avantage. L’initiation à l’utilisation du visualiseur de cartes peut se faire en situation pendant le cours.
Type d’activité
L’activité est un bon complément aux thèmes « construction selon les règles », « matières premières et sources d’énergie » (NMG et RZG/GGS) « formes d’énergie et transformation d’énergie » (NMG et NT) ou « environnement naturel et ressources » (EDD). L’unité didactique offre d’excellents points d’ancrage pour traiter et approfondir d’autres questions concernant les thèmes susmentionnés et ceux de l’EDD.
Méthode
Les élèves réfléchissent d’abord au meilleur emplacement pour une installation éolienne et formulent une hypothèse à ce sujet.
Exercice 1
Une installation éolienne transforme l’énergie éolienne en énergie électrique. Où vaut-il mieux construire des installations éoliennes ? Écris une hypothèse.
Les élèves donnent ensuite une vue d’ensemble du montage et de la fonction principale d’une installation éolienne et de l’emplacement actuel des installations en Suisse. Dans l’exercice 2, la classe découvre l’unité de mesure GWh et se fait une idée générale du nombre d’installations éoliennes qui seront construites jusqu’en 2050 et du nombre de foyers qui seront alimentés. Les élèves ont ainsi une idée de la part d’énergie électrique qui proviendra raisonnablement des installations éoliennes d’ici 2050 en Suisse.
L’hélice (1) d’une installation éolienne est composée de pales (2) et d’un moyeu (3). Le vent fait tourner l’hélice. En tournant, celle-ci actionne le générateur (4), qui lui-même produit de l’énergie électrique.
La première installation éolienne suisse a été construite en 1986 près de la ferme Soolhof (Langenbruck). L’énergie produite alimentait environ 20 foyers. En 2018, la Suisse comptait 37 installations qui produisaient au total 122 GWh (GWh = Gigawatt-heure) d’énergie électrique.
Le plus grand parc éolien est situé sur le Mont-Crosin dans le Jura bernois près de Saint-Imier. 16 éoliennes y produisent environ 80 GWh d’énergie au total par an. D’autres grandes installations ont été construites dans la Vallée du Rhône (Valais), à Entlebuch (Lucerne) et à Gütsch (Uri).
De nouvelles installations éoliennes doivent être construites en Suisse. En 2018, l’ensemble des installations éoliennes produisaient environ 122 GWh d’énergie électrique, soit 0,2 % à peine de l’énergie électrique nécessaire en Suisse. Cette production alimentait environ 26 000 foyers. La production d’énergie électrique devrait atteindre 4000 GWh en 2050.
Bon à savoir : tous les foyers suisses consomment près de 27 % de toute l’énergie électrique. Le secteur des services a besoin de 16 % d’électricité, l’industrie de 18 % et les transports de 38 %.
Exercice 2
Calcule en utilisant les informations contenues dans les textes ci-dessus :
a. Combien de nouvelles installations éoliennes faut-il construire par rapport à 2018 ?
b. Toutes les installations éoliennes couvriront en 2050 une part plus élevée des besoins électriques de toute la Suisse. De quel pourcentage parle-t-on ?
c. Combien de foyers pourront être alimentés en énergie éolienne en 2050 ?
Dans l’exercice 3, les élèves donnent une vue d’ensemble des différentes sources d’énergie qui sont utilisées en Suisse. En outre, la classe se fait une idée des sources d’énergie qui sont les plus utilisées et pourquoi il est raisonnable d’investir dans des sources d’énergie renouvelables à l’avenir.
Exercice 3
En Suisse, on n’utilise pas que l’énergie électrique. Informe-toi auprès de la statistique globale suisse de l’énergie de 2018 sur les sources d’énergie qui sont aussi utilisées.
a. Le graphique à la page 3 de la statistique globale de l’énergie montre les sources d’énergie les plus souvent utilisées, réparties dans 9 groupes. Classe les groupes de sources d’énergie selon leur fréquence en commençant par les plus utilisées.
b. Note au moins un exemple d’utilisation pour les cinq premières sources d’énergie.
c. Décris l’évolution entre 1910 et 2018.
Exemple : « L’utilisation du bois a
légèrement augmenté depuis 1910. »
d. En Suisse, les émissions de gaz d’échappement doivent être réduites d’ici à 2050. Cet objectif peut être atteint en utilisant plus de voitures électriques. Pour ce faire, il nous faut plus d’énergie électrique. D’ici à 2050, l’énergie électrique devra être issue autant que possible de sources renouvelables. Le vent est une source d’énergie renouvelable.
Discute avec quelqu’un de ta classe :
quelles autres sources d’énergie renouvelables y a-t-il et pourquoi sont-elles
importantes pour l’avenir ?
Terminer idéalement cette séquence par une discussion en classe. La discussion pourrait se poursuivre par les raisons de l’abandon du nucléaire (nouvelles centrales nucléaires pour produire plus d’énergie électrique ?), celles expliquant pourquoi les sources d’énergie renouvelables comme l’énergie éolienne mènent à plus d’indépendance vis-à-vis de l’étranger et la manière de stocker l’énergie des installations éoliennes.
Cette discussion vise surtout à faire comprendre aux élèves la contribution des installations éoliennes dans le but de rendre la Suisse plus respectueuse de l’environnement à l’avenir.
En outre, les élèves découvrent les 5 points centraux lors de la construction d’installations éoliennes.
Tous les sites ne conviennent pas à une installation éolienne. Les sites appropriés se trouvent sur les hauteurs du Jura, dans les Alpes et Préalpes et sur le Plateau suisse occidental. La Confédération a rédigé en 2010 des recommandations sur la planification des installations éoliennes. Les 5 points suivants sont importants :
- concentrer les éoliennes sur des sites appropriés
- suffisamment de vent
- bon aménagement
- pas trop près des habitations
- compatibilité avec la nature et le paysage
Exercice 4
Décris le concept des cinq points. Recherche sur internet, par ex. sur :
- https://www.ostwind.de/info/infos-und-presse/faqs/ Link geht ins leere
- https://www.suisse-eole.ch habe ich auf die Startseite verlinkt
Le vrai travail avec map.geo.admin.ch commence maintenant. Les élèves apprennent les jeux de données qui peuvent servir à trouver un site approprié pour la construction d’installations éoliennes.
Les installations éoliennes mesurent entre
50 et 150 mètres de haut, du sol au moyeu. Les vitesses du vent sont plus
intéressantes à une hauteur de 50 à 150 mètres du sol pour la construction
d’installations éoliennes.
Sur map.geo.admin.ch , tu trouveras des cartes indiquant les vitesses du vent à différentes hauteurs :
Exercice 5
Ouvre la page internet map.geo.admin.ch.
a. Pour découvrir les fonctions les plus importantes de la page internet, regarde : ce film.
b. Recherche les cartes suivantes avec la fonction de recherche :
- vitesse du vent à 50 m de hauteur
- vitesse du vent à 100 m de hauteur
- vitesse du vent à 150 m de hauteur
c. Compare les trois cartes. Clique à la suite sur chacune des cartes et active l’infobox sur les différentes cartes (figure 2). Note les différences de vitesses du vent aux différentes hauteurs.
d. Réfléchis et décris le rapport entre
vitesse du vent et énergie éolienne.
e. Cherche la carte « Installations
éoliennes ».
Essaie d’avoir une vue d’ensemble de la
signification des différentes couleurs. Clique sur la roue crantée et active
l’infobox.
f. Zoome sur un parc éolien de la carte
afin de pouvoir voir les différentes installations.
g. Sélectionne une installation et clique
sur le symbole (figure 4).
h. Montre à une personne de ta classe où elle peut voir la vitesse et la fréquence du vent.
i. Regarde dans « Information suppl. » les informations de l’installation éolienne.
j. Sélectionne trois grandes installations individuelles. Décris les liens entre les installations.
k. Sélectionne trois petites installations individuelles. Décris les liens entre les installations.
l. Cherche le parc éolien sur le Mont-Crosin. Explique pourquoi on y trouve autant d’éoliennes.
m. Cherche l’installation éolienne de Gries. Explique pourquoi les quatre éoliennes y ont été construites.
Après s’être initiés aux fonctions du visualiseur de cartes et aux jeux de données importants, les élèves choisissent eux-mêmes des zones et évaluent leur compatibilité en s’appuyant sur la méthode des 5 points.
Exercice 6
Cherche toi-même des zones qui pourraient convenir à la construction d’installations éoliennes. Respecte les 5 points, notamment « On ne peut pas construire partout deux installations éoliennes ».
a. Sélectionne au moins trois zones avec la fonction « Dessiner & Mesurer sur la carte ». Utilise la fonction « Ligne » et suis les instructions. Regarde ce que cela donne dans la figure 5.
b. Tu peux ainsi voir si on peut construire des installations éoliennes dans une zone :
- cherche la carte « Éolien : intérêts de la Confédération ».
- Dans la zone que tu as dessinée, clique sur un point où tu penses qu’il serait possible d’installer une éolienne.
- Clique dans « Informations objet » sur « Information suppl. ». À l’aide des informations supplémentaires, détermine si la construction d’une installation éolienne est possible.
Vois pour chacune des zones dessinées si l’on pourrait construire ou non une installation éolienne. Justifie pour chaque zone de la manière suivante (exemple) :
La vitesse du vent est relativement élevée sur le Morgartenberg et le sommet est bien desservi. Toutefois, le Morgartenberg abrite une forêt qui est protégée. Voilà pourquoi il est probable qu’aucune installation éolienne n’y soit construite.
En conclusion, les élèves se forgent une opinion en faveur ou en défaveur de la construction d’éoliennes et élaborent un rapport avec leurs connaissances acquises.
Exercice 7
Es-tu pour ou contre la construction d’installations éoliennes ? Pour te forger une opinion, tu dois toujours connaître les arguments des partisans et des opposants. Tu trouveras des informations à ce sujet sur internet.
a. Cherche au moins cinq arguments en faveur de la construction d’une installation éolienne.
b. Cherche au moins cinq arguments contre la construction d’une installation éolienne.
c. Rends-toi sur le site http://www.windpark-lindenberg.ch et fais-toi une idée d’ensemble. Explique pourquoi tu penses que le site convient ou non pour te forger te propre opinion sur la construction d’installations éoliennes.
Exercice 8
Crée un rapport sur les trois thèmes suivants :
a. Décris les zones adaptées à la construction d’installations éoliennes. Explique pourquoi ces zones sont adaptées.
b. Réunis les arguments qui te semblent les plus importants pour ou contre la construction d’installations éoliennes. Explique pourquoi ces arguments ont su te convaincre.
c. Décris les raisons pour lesquelles tu es pour ou contre la construction d’installations éoliennes. Ton rapport peut se présenter sous la forme d’un texte avec des images/photos, d’une affiche ou d’une présentation, d’une vidéo explicative, d’un article Wikipédia ou sous une autre forme. Prends en compte dans ton rapport tous les faits que tu as appris dans cette unité didactique.