{"id":4397,"date":"2024-02-22T20:13:04","date_gmt":"2024-02-22T19:13:04","guid":{"rendered":"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/?p=4397"},"modified":"2024-02-26T00:41:08","modified_gmt":"2024-02-25T23:41:08","slug":"etudier-linegale-repartition-de-lenergie-solaire-a-laide-de-lapplication-origine-des-saisons","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/?p=4397","title":{"rendered":"Etudier l’in\u00e9gale r\u00e9partition de l’\u00e9nergie solaire \u00e0 l’aide de l’application \u00ab\u00a0Origine des saisons\u00a0\u00bb"},"content":{"rendered":"

par Philippe COSENTINO<\/em><\/p>\n

Le programme  d’enseignement scientifique (2023)de la classe de premi\u00e8re aborde en d\u00e9tail la question de la r\u00e9partition (dans l’espace et dans le temps) de l’\u00e9nergie solaire sur Terre.<\/p>\n

L’application \u00ab\u00a0Origine des saisons\u00a0\u00bb permet de faire varier diff\u00e9rents param\u00e8tres astronomiques et d’en \u00e9tudier les effets sur la r\u00e9ception de l’\u00e9nergie solaire par notre plan\u00e8te.<\/p>\n

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 PLACE DANS LE PROGRAMME D’ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE<\/strong><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Niveau concern\u00e9<\/td>\nPremi\u00e8re, enseignement scientifique<\/td>\n<\/tr>\n
D\u00e9tail du programme<\/td>\n2.1 \u2014 Le rayonnement solaire<\/strong><\/p>\n

Connaissances<\/strong> <\/em>: \u00ab\u00a0La puissance radiative re\u00e7ue du Soleil par une surface plane est proportionnelle \u00e0 l\u2019aire de la surface et d\u00e9pend de l\u2019angle entre la normale \u00e0 la surface et la direction du Soleil.
\nDe ce fait, la puissance solaire re\u00e7ue par unit\u00e9 de surface
\nterrestre d\u00e9pend :
\n– de l\u2019heure (variation journali\u00e8re) ;
\n– du moment de l\u2019ann\u00e9e (variation saisonni\u00e8re) ;
\n– de la latitude (zonation climatique).\u00a0\u00bb<\/p>\n

Capacit\u00e9s attitude<\/strong><\/em>s : \u00ab\u00a0Sur un sch\u00e9ma, identifier les configurations pour lesquelles la puissance re\u00e7ue par une surface est maximale ou minimale. \u00ab\u00a0<\/td>\n<\/tr>\n

Mots-cl\u00e9s<\/td>\npuissance radiative, temp\u00e9rature, latitude, heures, saisons<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

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 PLACE DANS LE PROGRAMME DE SPECIALITE SVT<\/strong><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Niveau concern\u00e9<\/td>\nTerminale, sp\u00e9cialit\u00e9 SVT<\/td>\n<\/tr>\n
D\u00e9tail du programme<\/td>\n2.1 \u2014 Le rayonnement solaire<\/strong><\/p>\n

Connaissances<\/strong> <\/em>: \u00ab\u00a0Les rapports isotopiques montrent des variations cycliques co\u00efncidant avec des variations p\u00e9riodiques des param\u00e8tres orbitaux de la Terre.\u00a0\u00bb<\/p>\n

Capacit\u00e9s attitude<\/strong><\/em>s : \u00ab\u00a0Mettre les variations temporelles des param\u00e8tres orbitaux, d\u00e9finis par Milankovitch, en relation avec les variations cycliques des temp\u00e9ratures au Quaternaire. \u00ab\u00a0<\/td>\n<\/tr>\n

Mots-cl\u00e9s<\/td>\ncycles de Milankovitch, obliquit\u00e9, pr\u00e9cession<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

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OBJECTIFS P\u00c9DAGOGIQUES (PROPOSITIONS)<\/span><\/strong><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Notions fondamentales mobilis\u00e9es<\/td>\nIn\u00e9gale r\u00e9partition de l’\u00e9nergie solaire, variation saisonni\u00e8re, zonation climatique (enseignement scientifique).<\/p>\n

Cycles de Milankovitch, param\u00e8tres orbitaux (obliquit\u00e9, pr\u00e9cession),<\/td>\n<\/tr>\n

Comp\u00e9tences travaill\u00e9es<\/td>\nUtiliser des outils num\u00e9riques (Utiliser des logiciels
\nd\u2019acquisition, de simulation et de traitement de donn\u00e9es).<\/p>\n

Pratiquer des d\u00e9marches scientifiques (Comprendre le lien entre les ph\u00e9nom\u00e8nes naturels et le langage math\u00e9matique. Comprendre qu’un effet peut avoir plusieurs causes.).<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Remarque sur l’utilisation de l’application<\/strong><\/span><\/p>\n

Id\u00e9alement l’application ne doit pas \u00eatre utilis\u00e9e \u00ab\u00a0seule\u00a0\u00bb, mais conjointement \u00e0 d’autres supports<\/strong>, tels que des documents (sch\u00e9mas, donn\u00e9es chiffr\u00e9es, graphiques) ou des mod\u00e9lisations analogiques (globe terrestre, lampe torche etc.). Il est \u00e9galement envisageable de proposer l’utilisation de l’application dans l’optique  d’une diff\u00e9renciation p\u00e9dagogique (l’\u00e9l\u00e8ve pouvant utiliser l’application en autonomie, y compris sur sa tablette ou \u00e0 son domicile) voire en rem\u00e9diation.<\/p>\n

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Description de l\u2019application<\/h2>\n

L’interface de l’application se d\u00e9compose en 4 quadrants.<\/p>\n

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Quadrant 1<\/span> : permet de faire varier les diff\u00e9rents param\u00e8tres<\/strong> du logiciel (pr\u00e9cession des \u00e9quinoxes, obliquit\u00e9 de l’axe, date (p\u00e9riode de l’ann\u00e9e), latitude de l’observateur). Une case \u00e0 cocher permet \u00e9galement d’arr\u00eater l’\u00e9coulement automatique du temps.<\/p>\n

Quadrant 2<\/span> : permet de visualiser la position de la Terre sur son orbite<\/strong> (p\u00e9rih\u00e9lie et aph\u00e9lie sont repr\u00e9sent\u00e9s par les lettres P et A). Les \u00e9chelles ne sont bien entendu pas respect\u00e9es. Il est possible d’incliner ou de faire pivoter librement la vue avec la souris (ou le doigt sur tablette).<\/p>\n

\"\"<\/a>

Il est parfois n\u00e9cessaire d’incliner la vue orbitale pour comprendre comment la Terre est \u00e9clair\u00e9e, notamment \u00e0 l’approche des \u00e9quinoxes.<\/p><\/div>\n

Quadrant 3<\/span> : permet de visualiser l’incidence des rayons solaires sur le globe<\/strong>, ainsi que la limite \u00ab\u00a0jour\/nuit\u00a0\u00bb (appel\u00e9e terminateur) selon les saisons et la latitude. Une option (case \u00e0 cocher) permet de contraindre les rayons \u00e0 arriver horizontalement (dans ce cas c’est le globe terrestre qui pivote pour rendre compte de l’incidence correcte).<\/p>\n

\"\"<\/a>

Incidence des rayon solaires sur le globe le 21 d\u00e9cembre et le 21 juin ; le triangle repr\u00e9sente la latitude 43\u00b0.<\/p><\/div>\n

Quadrant 4<\/span> : permet de visualiser et de quantifier l’incidence des rayons solaires sur le sol.<\/strong> On se place cette fois-ci \u00e0 l’\u00e9chelle humaine (la courbure de la Terre n’est plus visible), ce qui permet d’envisager une meilleure visualisation des angles et des dimensions. La situation repr\u00e9sent\u00e9e est donn\u00e9e pour une date et une latitude donn\u00e9e. Est \u00e9galement figur\u00e9 un faisceau de lumi\u00e8re cylindrique de 1m\u00b2 de section, ainsi que la surface du disque correspondant \u00e0 son intersection avec le plan du sol. La valeur de la constante solaire (pour la date choisie, car elle varie tr\u00e8s l\u00e9g\u00e8rement entre le p\u00e9rih\u00e9lie et l’aph\u00e9lie) ainsi que sa d\u00e9finition sont donn\u00e9es.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Incidence des rayons solaires le 21 septembre, \u00e0 l’\u00e9quateur, et \u00e0 une latitude de 43\u00b0.<\/p><\/div>\n

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Pistes d’exploitation en enseignement scientifique (1\u00e8re)<\/h2>\n

L’enseignement scientifique, et particuli\u00e8rement ce chapitre, est particuli\u00e8rement pertinent, de par sa nature transversale, pour mettre en \u0153uvre la comp\u00e9tence \u00ab\u00a0Comprendre le lien entre les ph\u00e9nom\u00e8nes naturels et le langage math\u00e9matique\u00a0\u00bb. On peut ainsi imaginer des activit\u00e9s dans lesquelles l’\u00e9l\u00e8ve collecte des donn\u00e9es num\u00e9riques dans le logiciel afin de les mettre en relation avec les variations saisonni\u00e8res ou la zonation climatique.<\/p>\n

Quelques pistes :<\/p>\n