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1. Contexte du développement durable
Le réchauffement climatique est un constat partagé par la communauté internationale. C’est le résultat des émissions des gaz à effet de serre. Parmi ces gaz, le dioxyde de carbone CO2 représente 76%. D’un point de vue social et économique, l’augmentation des prix des énergies fossiles perturbe le niveau de vie et peut générer des crises humanitaires (guerre, immigration).
Pour protéger notre planète, l'État français a organisé la conférence internationale COP21[1] (Paris 2015). Il a pris des mesures législatives, réglementaires et économiques.
Parmi ces mesures réglementaires, je cite la loi ALUR [2] qui oblige les copropriétés, à partir du 1er janvier 2017, de réaliser un diagnostic technique global de leur bâtiment.
D’après l’ADEME[3] (document : Le chauffage et l’eau chaude solaires - février 2018), le CESI[4] peut fournir 50 à 80% des besoins moyens annuels d’eau chaude sanitaire. L’énergie solaire thermique peut couvrir 40 à 60% des besoins de chauffage du logement.
Pour sensibiliser les élèves au réchauffement climatique, j’ai choisi d’étudier l’amélioration de la performance énergétique d’une maison individuelle.
D’après la carte ci-dessous, le rayonnement global moyen journalier en Ile-de-France est de 3.2 à 3.4 kWh/m2.j. L’énergie solaire disponible est :
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| Fig. 1 : Rayonnement moyen journalier en France (Source : http://www.tecsol.fr/) |
2. But de l’enseignement de la technologie
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| Fig. 2 : objectif de l’enseignement de la technologie |
(Sources :
- pour STI2D : Bulletin officiel spécial n°1 du 22 janvier 2019, annule et remplace BO n°3 du 17 mars 2011,
- pour S SI : BO spécial n° 9 du 30 septembre 2010,
- pour le collège : BO spécial n° 11 du 26 novembre 2015).
L’enseignement de la technologie au collège et au lycée vise à former les élèves aux attentes de la société concernant le développement durable avec ces 3 composantes : sociales, économiques et environnementales. Cet objectif se traduit par une prise en compte du triptyque « matière - énergie - information ».
- En STI2D (sciences et technologies de l'industrie et du développement durable), le programme du cycle terminal est organisé en 2 parties, transversale et spécialité.
L’enseignement technologique transversal permet à l’élève d’acquérir un ensemble de compétences communes dans trois domaines : « Société et développement durable », « Technologie » et « Communication ».
L’enseignement de spécialité forme l’élève, dans un contexte de réduction d’impact environnemental, à répondre à un besoin, valider une solution technique, étudier les conséquences technologiques et les possibilités d’améliorations. Cette partie s’appuie sur la démarche projet, elle permet à l’élève de vivre les différentes étapes d’un projet ; mais elle reste simple et limitée.
- En S SI (série sciences option sciences de l’ingénieur), le programme vise à aborder la démarche de l’ingénieur. Son objectif est la mesure des écarts entre les trois systèmes (souhaité, réel, simulé). Cette démarche mobilise des compétences pluridisciplinaires, en particulier, celles développées en mathématiques et en sciences physiques-chimiques fondamentales et appliquées. Les compétences terminales visées sont : Analyser, Modéliser Expérimenter et Communiquer.
- Au collège, les programmes de technologies des cycles 3 et 4 participent à l’acquisition de SCCCC (Socle Commun de Connaissance, de Compétence et de Culture) et à l’éducation au développement durable. Le SCCC est composé de 5 domaines : 1) Les langages pour penser et communiquer, 2) Les méthodes et outils pour apprendre, 3) La formation de la personne et du citoyen, 4) Les systèmes naturels et les systèmes techniques, 5) Les représentations du monde et l’activité humaine.
En cycle 3, le programme de technologie a été découpé en 4 thèmes principaux :
En cycle 4, on s’intéresse aux objets techniques ancrés dans leur réalité sociale. Le programme est divisé en 4 thématiques :