Semaine 26
Convertir l’énergie et économiser les ressources
CHAPITRE 26 : L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE : PRODUCTION ET CONSERVATION
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Notions et Contenus
Production de l’énergie électrique : puissance.
Conversion d’énergie dans un générateur, un récepteur. Loi d’ohm. Effet Joule.
Notion de rendement de conversion.
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Compétences attendues
Distinguer puissance et énergie.
Connaître et utiliser la relation liant puissance et énergie.
Connaître et comparer des ordres de grandeur de puissances.
Schématiser une chaîne énergétique pour interpréter les conversions d’énergie en termes de conservation, de dégradation.
Pratiquer une démarche expérimentale pour :
- mettre en évidence l’effet Joule ;
- exprimer la tension aux bornes d’un générateur et d’un récepteur en fonction de l’intensité du courant électrique.
Recueillir et exploiter des informations portant sur un système électrique à basse consommation.
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ACTVITÉS
TP19 : Récepteur et générateur en courant continu
Objectifs : Mise en évidence expérimentale de l’effet Joule et caractéristique intensité-tension d’un dipôle générateur et d’un dipôle récepteur
Situation déclenchante :
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A votre avis, pourquoi ça chauffe ?
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Étude de document : « Ampoule basse consommation : des précautions à prendre ». (extrait du site univers-nature.fr)
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INGENIEUR ENERGIE-COURANTS FORTS
L’ingénieur énergie-courants forts participe aux études d’ingénierie concernant l’alimentation électrique des transports urbains et ferroviaires.
Une partie essentielle du travail consiste à déterminer le dimensionnement du réseau électrique : en courant alternatif (15kV, 25 kV) ou courant continu (750V, 1,5 kV).
Il étudie aussi le courant de retour et la compatibilité électrique des interfaces.
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Semaine 27
Convertir l’énergie et économiser les ressources
CHAPITRE 27 : LA RÉACTION D’OXYDORÉDUCTION
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Notions et Contenus
Oxydant, réducteur, couple oxydant / réducteur.
Réaction d’oxydoréduction.
Modèle par transfert d’électrons.
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Compétences attendues
Reconnaître l’oxydant et le réducteur dans un couple.
Écrire l’équation d’une réaction d’oxydoréduction en utilisant les demi-équations rédox.
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ACTVITÉS
Étude de document : « La corrosion des agrafes métalliques dans les parements de façade en maçonnerie»
par A.H.P. Maurenbrecher
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TECHNICIEN DE FABRICATION
Le technicien de fabrication assure les tâches au sein d’un atelier de production industrielle. Ses objectifs sont divers : il s’occupe de la fabrication des produits chimiques dans les bons délais, et en accord avec la qualité fixée au préalable. Il est également de son ressort : la responsabilité de la bonne marche des appareils et de l’installation des nouveaux équipements.
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Semaine 28
Convertir l’énergie et économiser les ressources
CHAPITRE 28 : L’ÉNERGIE CHIMIQUE : STOCKAGE ET CONVERSION DANS LES PILES ET ACCUMULATEURS
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Notions et Contenus
Piles salines, piles alcalines, piles à combustible.
Accumulateurs.
Polarité des électrodes, réactions aux électrodes.
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Compétences attendues
Pratiquer une démarche expérimentale pour réaliser pour réaliser une pile et modéliser son fonctionnement. Relier la polarité de la pile aux réactions mises en jeu aux électrodes.
Recueillir et exploiter des informations sur les piles ou les accumulateurs dans la perspective du défi énergétique.
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ACTVITÉS
TP20 : Étude du fonctionnement d’une pile électrochimique
Objectifs : Réaliser une pile et modéliser son fonctionnement.
Situation déclenchante :
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Pourra-t-on consommer l’orange après ?
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Étude de document : « Gestion de l’alimentation de la batterie d’un ordinateur portable »
(extrait du site windows.microsoft.com)
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INGÉNIEUR EN ÉNERGIE SOLAIRE
Les ingénieurs en photovoltaïque travaillent sur la transformation la lumière du soleil en électricité. Ils font de la recherche et du développement pour alimenter en électricité (grâce à des panneaux composés de matériaux semi-conducteurs tel le silicium) des chalets isolés, des parcmètres et des balises.
Il rédige un devis, commande et réceptionne les matériaux, gère le planning des différents intervenants, coordonne les étapes, et suit le chantier.
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Semaine 29
Convertir l’énergie et économiser les ressources
CHAPITRE 29 : L’ÉNERGIE CHIMIQUE : STOCKAGE ET CONVERSION PAR COMBUSTION DANS LES MOLÉCULES ORGANIQUES
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Notions et Contenus
Stockage et conversion de l’énergie chimique.
Énergie libérée lors de la combustion d’un hydrocarbure ou d’un alcool.
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Compétences attendues
Recueillir et exploiter des informations sur le stockage et la conversion d’énergie chimique.
Écrire une équation de combustion. Argumenter sur l’impact environnemental des transformations mises en jeu. Déterminer l’ordre de grandeur de la masse de CO2 produit lors du déplacement d’un véhicule.
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ACTVITÉS
Étude de document :
« La combustion du charbon dans le quotidien »
« Pollution du chauffage au bois »
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INGENIEUR DE RECHERCHE EN COMBUSTION MOTEURS
Pour répondre aux défis technologiques dans les secteurs des transports automobiles, l'ingénieur de recherche en combustion apporte des réponses concrètes à l’industrie en développant des travaux avancés sur les véhicules hybrides et les biocarburants. Au sein d'équipes pluridisciplinaires, il analyse et comprend le fonctionnement des systèmes de combustion, il développe et utilise des codes de calcul pour la modélisation et la simulation moteur et véhicule, il conçoit et met au point des systèmes de combustion innovants.
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Semaine 30
Synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux
CHAPITRE 30 : COMPOSÉS ORGANIQUES OXYGÉNÉS
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Notions et Contenus
Alcools, aldéhydes, cétones : nomenclature, oxydations.
Acides carboxyliques : nomenclature, caractère acide, solubilité et pH.
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Compétences attendues
Nommer des alcools, aldéhydes, cétones et acides carboxyliques.
Reconnaître la classe d’un alcool.
Écrire l’équation de la réaction d’oxydation d’un alcool et d’un aldéhyde.
Pratiquer une démarche expérimentale pour :
- extraire un acide carboxylique d’un mélange ;
- oxyder un alcool ou un aldéhyde ;
- mettre en évidence par des tests caractéristiques ou une CCM un ou des produits issus de l’oxydation d’un alcool ;
- déterminer la valeur du rendement d’une synthèse.
Réaliser une extraction par solvant, un chauffage à reflux, une filtration sous vide, une CCM, une distillation en justifiant du choix du matériel à utiliser.
Argumenter à propos d’une synthèse en utilisant des données physico-chimiques et de sécurité.
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ACTVITÉS
TP21 : Synthèse de l’acide benzoïque
Objectifs : Mettre en œuvre différentes techniques au cours de la synthèse d’une espèce chimique.
Situation déclenchante :
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Il ya jus d’orange… et jus d’orange.
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CREATEUR DE PARFUM
Le créateur de parfum est appelé 'nez'. A partir de milliers d'essences naturelles ou de synthèse, il compose des senteurs ou fragrances nouvelles. Du gel douche aux détergents, en passant par les eaux de toilettes et les produits de beauté les plus raffinés, aucune senteur n'est le fruit du hasard. Pour composer la meilleure des flaveurs, les aromaticiens doivent posséder, outre des compétences chimiques et techniques, d'importantes capacités à distinguer parfaitement les odeurs et les goûts.
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Semaine 31
Synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux
CHAPITRE 31 : NANOCHIMIE – MOLÉCULES COMPLEXES ET BIOLOGIQUEMENT ACTIVES
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Notions et Contenus
Nanochimie.
Synthèse ou hémisynthèse de molécules complexes, biologiquement actives.
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Compétences attendues
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ACTVITÉS
Étude de document : « Les nanomédicaments s’attaquent au cancer » (extrait du site les echos.fr).
Étude de document : « De la synthèse d’alcaloïdes à la préparation d’ynamides avec un peu de cuivre (I) »
Dr. Gwilherm Evano,(Institut Lavoisier de Versailles, Université de Versailles St-Quentin)
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INGENIEUR EN BIOTECHNOLOGIE
L'ingénieur en biotechnologie utilise de façon industrielle les micro-organismes pour réaliser des transformations organiques. Son métier consiste à créer de nouvelles matières, de nouvelles énergies ou de nouvelles bactéries, qui serviront aux industries chimiques, pharmaceutiques ou encore agroalimentaires.
Il doit pouvoir mettre au point les techniques permettant d'exploiter à des fins industrielles, les potentialités des micro-organismes (bactéries, levures, champignons...) et des cellules animales et végétales (la fermentation, le génie enzymatique, le génie génétique, les cultures cellulaires et tissulaires).
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Semaine 32
Synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux
CHAPITRE 32 : CHIMIE DES MATÉRIAUX AMORPHES, ORGANISÉS ET PLASTIQUES
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Notions et Contenus
Synthèses et propriétés de matériaux amorphes (verres), de matériaux organisés (solides cristallins, céramiques) et de matières plastiques.
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Compétences attendues
Recueillir et exploiter des informations pour relier les propriétés physiques d’un matériau à sa structure microscopique.
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ACTVITÉS
Étude de document :
« Quelle est la différence entre un verre et un cristal ? » Fabien LOND
« Les secrets du cristal Swarovski » (extrait du site boiteamalice.over.fr)
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INGENIEUR MATERIAUX
L’ingénieur matériaux, expert dans l’élaboration et la caractérisation des matériaux, élabore et effectue les choix appropriés pour obtenir la fonction envisagée. Il possède une culture matériaux lui permettant de couvrir des secteurs très variés (métaux, semi-conducteurs, biomatériaux ; matériaux hybrides pour le photovoltaïque…). Il est apte à assurer la responsabilité, l’animation et la gestion d’une équipe spécialisée dans l’élaboration et la production de matériaux ayant des fonctions bien définies.
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