Etude du cas de la motorisation hybride 2ème journée académique travaux sur « études de cas » Limitation des émissions de CO2 des véhicules automobiles Etude du cas de la motorisation hybride Exemple d'organisation pédagogique

Etude du cas de la motorisation hybride 2ème journée académique travaux sur « études de cas » Etude du cas de la motorisation hybride Sommaire Positionnement pédagogique de la séquence Organisation pédagogique de la séquence Déroulement des séances Eléments de synthèse (cahier de l'élève)

Etude du cas de la motorisation hybride 2ème journée académique travaux sur « études de cas » Etude du cas de la motorisation hybride Positionnement pédagogique de la séquence Question de société : la réduction des émissions de CO2 Cas étudié : la motorisation hybride Référence au programme : -O2 - Identifier les éléments permettant la limitation de l’Impact environnemental d’un système et de ses constituants -O4 - Décoder l’organisation fonctionnelle, structurelle et logicielle d’un système

Etude du cas de la motorisation hybride 2ème journée académique travaux sur « études de cas » Etude du cas de la motorisation hybride Organisation pédagogique de la séquence Durée : 1 séquence se déroule sur une semaine Le problème posé : sur quels éléments peut-on agir pour diminuer l’émission de CO2 des automobiles ? Nombre de séances : 2 Eléments de synthèse de la séquence : - Principes de limitation des émissions de CO2 - La limitation d’émission de CO2 nécessite un comportement citoyen et une approche technologique « Matériau-Energie-Information » - La conjugaison des sources d’énergie est un levier pour réduire les émissions de CO2 des véhicules automobiles

Etude du cas de la motorisation hybride 2ème journée académique travaux sur « études de cas » Etude du cas de la motorisation hybride Les situations d'apprentissage par instruction - Les apprentissages par l'action (A) - l'apprentissage implique la réussite de la tâche (ex : tables de multiplication) - la réussite de la tâche implique l'apprentissage ( ex : procédures de résolution) - Les apprentissages par la découverte (D) - l'apprentissage se fait par l'exploration de l'espace problème et la démarche d'investigation - Les apprentissages par la compréhension (C) - l'apprentissage se fait par l'analyse de documents, de schémas, l'écoute d'explications, …. - La recherche d'information et le dialogue (RI) - l'apprentissage se fait par la recherche d'informations pour compléter les connaissances dans un domaine (recherches sur internet, partage de connaissances entre individus, lecture de documents techniques, ….)

Etude du cas de la motorisation hybride 2ème journée académique travaux sur « études de cas » Etude du cas de la motorisation hybride Déroulement de la séance 1 Situation déclenchante : les voitures classiques ont une batterie qui sert à démarrer le moteur avant de rouler, d'autres ont plusieurs batteries et ne démarre pas toujours le moteur avant de rouler … Formulation du problème de la séance : Qu’est-ce qu’un moteur hybride ? Investigation : Observer et schématiser 2 ou 3 types d’hybridation par équipes (hybridation douce : Start and stop, hybridation thermique-électrique : ex : Toyota Prius) Ressources : informations constructeurs, recherches sur Internet. Conclusions de la séance : Il existe différents types d’hybridation : avantages/inconvénients

Etude du cas de la motorisation hybride 2ème journée académique travaux sur « études de cas » Etude du cas de la motorisation hybride Activités proposées pour la séance 1 (3h) - 8 ilots de 4 ou 5 élèves car 2 groupes avec 2 professeurs présents Ilot 1 : motorisation hybride parallèle ilot 2 : motorisation hybride série Ilot 3 : motorisation hybride parallèle - série Ilot 4 : hybridation douce des moteurs thermiques Ilot 5 : la technologie Start and Stop Ilot 6 : motorisation hybride dans les véhicules industriels et du BTP Ilot 7 : motorisation hybride dans la marine Ilot 8 : motorisation hybride et sûreté de fonctionnement

2ème journée académique travaux sur « études de cas » Etude du cas de la motorisation hybride Activités proposées pour l'ilot 1 (3h) motorisation hybride parallèle Travail demandé aux élèves : 1- Historique de l'hybridation des moteurs, intérêt pour la réduction des émissions de CO2 et architectures générales datées - Recherche et synthèse documentaire, 30 min (RI) - Production d'un document A4 recto/verso (A)- Commun à tous les ilots 2- Schéma de principe d'une motorisation hybride parallèle - Recherche documentaire, 30 min (RI) - Création d'une affiche explicative au format A0 faisant apparaître la circulation des flux énergétiques et informationnels, 60 min (C, A) 3- Avantages et inconvénients de la structure hybride parallèle - Recherche documentaire, 15 min (RI) - Production d'un document A4 recto, 15 min (A) ….. Puis 30 minutes pour la conclusion de séance

Etude du cas de la motorisation hybride 2ème journée académique travaux sur « études de cas » Etude du cas de la motorisation hybride Déroulement de la séance 2 Situation déclenchante : Les constructeurs de voitures hybrides annoncent des consommations beaucoup moins importantes ... (lecture de la plaquette de la Toyota Auris proposée en version thermique essence et hybride pour la même puissance de 136 cv) Formulation du problème de la séance : Comment comparer la consommation d'une voiture classique avec celle d'une voiture hybride ? Investigation : 3 approches différentes : - Analyse de simulations - Calculs de paramètres particuliers - Automatisation de calculs avec tableur Conclusions de la séance : La forte diminution de la consommation de carburant est rendue possible grâce à l'association d'un moteur thermique et d'une machine électrique couplée à des batteries.

Etude du cas de la motorisation hybride 2ème journée académique travaux sur « études de cas » Etude du cas de la motorisation hybride Eléments de synthèse (cahier de l'élève) - Principes de limitation des émissions de CO2 : Elle sont directement liées à la consommation de carburant (voir contexte) - La limitation d’émission de CO2 nécessite un comportement citoyen et une approche technologique « Matériau-Energie-Information » : La réduction des consommations est rendue possible par une utilisation raisonnée du véhicule et une technologie basée sur une approche MEI. - La conjugaison des sources d’énergie est un levier pour réduire les émissions de CO2 des véhicules automobiles L'hybridation des moteurs des véhicules permet de réduire les consommation par une meilleure utilisation du moteur thermique (point de fonctionnement au meilleur rendement à tout instant, traction électrique pour certains profils de déplacement)