Chap 1 : LE SOLEIL, UNE SOURCE D'ENERGIE ESSENTIELLE.
⌂Préparation séance 1 : à faire à la maison.
Constat : le soleil dissipe une grande quantité d'énergie dans toutes les directions de l'univers. La Terre reçoit une partie de cette énergie dissipée. Cette énergie reçut est captée par les plantes, les océans et l'atmosphère.
De nos jours, sachant que les réserves énergétiques fossiles s'épuisent, l'Homme se tourne vers les énergies dites renouvelables et l'énergie solaire en fait partie.
Problème : comment le soleil peut-il être considéré comme une source d'énergie essentielle ?
I - Plantes chlorophylliennes et énergie solaire : la production de matière organique.
1) La production de matière organique par les végétaux verts.
a) La photosynthèse à l'échelle du végétal.
Activité : recherche séance 1.
Activité : TP 1, mise en évidence de la photosynthèse.
⌂Préparation séance 2 : à faire à la maison.
Activité : correction du tableau logiciel plante.
Synthèse TP :
Le métabolisme photosynthétique a pour but la production de matière organique. La photosynthèse se déroule uniquement dans les chloroplastes des végétaux chlorophylliens en présence de lumière et de dioxyde de carbone. Cette réaction produit du dioxygène.
En plus de cette production de matière organique, la plante utilise également les sels minéraux du sol qui sont dissous dans l'eau quelle prélève.
b) La photosynthèse à l'échelle de la planète.
Biomasse : masse totale de matière vivante par unité de surface dans un écosystème ou ensemble des substances organiques pouvant devenir des sources d'énergie.
Activité : TP 2, production de biomasse.
⌂Préparation séance 3 : à faire à la maison.
Activité : TP 3, production de biomasse et réseau trophique.
Synthèse de cours I :
La photosynthèse réalisée par les plantes chlorophylliennes permet de transformer le carbone minéral du dioxyde de carbone en carbone organique constituant la matière vivante. Cette synthèse nécessite un apport d'énergie extérieure, sous forme d'énergie lumineuse captée par les pigments chlorophylliens.
Dans le même temps la plante produit du dioxygène qu'elle rejette. L'absorption de CO2 et le rejet d'O2 constituent les échanges gazeux chlorophylliens.
Les plantes chlorophylliennes sont les premiers maillons des chaînes trophiques (alimentaires) car se sont les premiers producteurs de matière organique. On les nomme des producteurs primaires. Ces derniers vont ainsi permettre aux autres êtres vivants de se développer et de produire également de la matière organique. C'est l'ensemble de la matière vivante dans un écosystème, que l'on appelle la biomasse.
La productivité primaire brute est la quantité de matière organique produite par photosynthèse, par unité de surface et de temps dans un écosystème donné. Cette productivité primaire varie beaucoup à l'échelle de la planète. D'une manière générale, celle des continents et plus élevée que celle des océans. Les facteurs qui influencent la photosynthèse (luminosité, température...) influence directement la productivité primaire.
Ainsi, la photosynthèse est essentielle pour permettre l'entrée d'énergie et de matière minérale dans la biosphère. Le soleil qui constitue cette énergie conditionne donc la vie sur Terre.
II - Les combustibles fossiles, témoins d'une énergie solaire ancienne reçue.
1) La relation entre biomasse et combustible fossile.
Activité : TP 4, l'origine des combustibles fossiles.
⌂Préparation séance 4 : à faire à la maison.
2) Combustibles fossiles et cycle du carbone.
Activité : définition cycle du carbone.
Activité : TP 5, le cycle du carbone.
Synthèse de cours 2 :
Les combustibles fossiles sont des ressources souterraines dont l'origine est organique. En effet, l'accumulation de matière organique suivit par un enfouissement rapide dans des conditions de pression et température précises va permettre la formation de charbon, pétrole ou gaz au cours du temps. Ils résultent donc d'une ancienne énergie solaire.
Le flux de carbone au travers les différents réservoirs constituent le cycle du carbone. Depuis l'ère industrielle, les Hommes ont utilisé massivement les combustibles fossiles participant ainsi à la forte élévation de la teneur en CO2. De ce fait, le cycle du carbone s'est modifié et ne se trouve plus à l'équilibre.
⌂Préparation séance 5 : à faire à la maison.
III - L'énergie solaire, moteur des enveloppes fluides.
Activité : notion d'enveloppe fluide et de boucles de convection.
Problème : comment se forme les vents et les courants marins ?
Hypothèse : je suppose que l'énergie solaire chauffe la Terre de manière inégale.
Activité : TP 6, l'énergie solaire, moteur des enveloppes fluides.
⌂Préparation séance 6 : à faire à la maison.
IV - Energie solaire et implications économiques et environnementales.
Activité : p 125, questions 1 à 5.
Synthèse de cours (par IV) :
Les énergies renouvelables sont toutes dépendantes de l'énergie solaire qui est inépuisable. Sachant que les besoins énergétiques des Hommes grandissent et que les réserves d'énergies fossiles sont limitées, il est important de se pencher sur l'utilisation de ces énergies. Le développement des stratégies énergétiques durables est donc un enjeu majeur économique et environnemental.