Actions pédagogiques sur le climat

Fiche générale

moins de 7 ans

de 7 à 11 ans

de 12 à 15 ans

plus de 16 ans

 

Coup de chaud sur la planète

 

  • Composition de l’atmosphère
  • L’effet de serre et le réchauffement climatique
  • Agir contre le réchauffement du climat de la planète

 

DÉMARCHE

Observation, analyse, traitement de données, recherche documentaire, jeu de rôles.

 

OBJECTIFS

  • Prendre conscience que la Terre est la seule planète actuellement connue où il y a de la vie.
  • Comprendre que l’atmosphère conditionne les fonctions vitales.
  • Appréhender les cycles de l’oxygène et du carbone.
  • Connaître le mécanisme de l’effet de serre et comprendre le rôle des GES.
  • Rechercher des mesures individuelles et collectives pour limiter le réchauffement climatique.

 

PARTENAIRES

Professeurs de physique, SVT, géographie, éducation civique, représentants de collectivité, journalistes, etc.

 

ÉTAPES DE RÉALISATION

1. L’atmosphère, notre milieu vital

• Rechercher en quoi l’air, peu perceptible à notre observation, conditionne le déroulement des fonctions vitales : nous mourons d’asphyxie en quelques minutes. Appréhender les autres fonctions de l’atmosphère :
> support des climats de la Terre (en particulier par la répartition des pluies qui départage des zones climatiques) ;
> interface entre la Terre et le monde extérieur, enveloppe protectrice contre le bombardement provenant de l’espace ;
> lieu d’activités techniques comme l’aviation, la conquête spatiale…

• Étudier la structure de l’atmosphère : représenter l’étagement successif des quatre régions thermiquement différenciées (troposphère, stratosphère, mésosphère et exosphère) délimitées par trois couches de transition et en présenter les fonctions.

• Rechercher les constituants essentiels de l’atmosphère : l’oxygène, l’azote, l’argon, les gaz rares, le dioxyde de carbone, la vapeur d’eau.

• Rechercher d’où provient le CO2 (décomposition biologique de matières organiques, respiration des plantes et des animaux, émissions des volcans...) et appréhender son rôle essentiel dans la photosynthèse,.

• Schématiser les grands cycles de l’oxygène et du carbone et montrer en quoi ils sont intimement liés et en quoi ils sont des composants essentiels du vivant :
> faire rechercher comment, par ces éléments, l’atmosphère participe aux grands cycles qui permettent la vie,
> en s’appuyant sur le cycle de l’eau, montrer comment ce grand cycle a une phase gazeuse qui lui fait emprunter le chemin de l’atmosphère.

           

2. Du soleil à la Terre

• Décrire l’effet de serre naturel en s’appuyant sur le schéma de la struture de l’atmosphère :
> rayonnement solaire vers la Terre,
> réflexion des différentes couches de l’atmosphère,
> rayonnement terrestre en infra-rouge.

• Montrer comment cette absorption d’énergie réchauffe l’atmosphère qui, dès lors, rayonne en retour les mêmes rayons infra-rouges, si bien que le sol récupère une partie de l’énergie qu’initialement il avait reçue du soleil puis renvoyée vers l’atmosphère : c’est l’effet de serre naturel, condition nécessaire pour que la vie puisse exister sur Terre. Le faire schématiser .
Cf. animation sur l’effet de serre ou schéma illustratif.

• Faire ressortir le rôle essentiel du CO2 dans l’absorption du rayonnement des infra-rouges, de même la vapeur d’eau (H20) et le méthane (CH4). Faire rechercher aux élèves la température moyenne de la Terre, ce qu’elle serait sans l’effet de serre, sous quelle forme se présenterait l’eau et quelles en seraient les conséquences  pour les êtres vivants ?

• Par un schéma systémique, faire ressortir l’équilibre énergétique de l’ensemble Terre-atmosphère. Mais montrer que les différentes parties ne sont en équilibre ni séparément, ni localement et que c’est de ces déséquilibres que résulte le mouvement du climat et donc de la répartition des eaux. Aborder la circulation des grandes masses d’air autour de la Terre et le mécanisme des courants marins.

• Monter une exposition sur le thème : “En quoi l’homme est-il responsable de l’aggravation de l’effet de serre ?“ Pour cela, on devra procéder à une recherche documentaire :
> Rechercher, dans les magazines scientifiques, textes et photographies sur les signes d’un réchauffement de la Terre (fonte des glaciers, élévation du niveau de la mer, glissements des zones climatiques, blanchiment des coraux, accentuation des phénomènes extrêmes...).
> Faire faire une recherche sur la teneur de l’air en gaz carbonique depuis le début de l’ère industrielle (aux alentours de 1750) et faire construire une courbe sur l’évolution de la teneur en CO2 de l’atmosphère. Quelle croissance aujourd’hui par rapport à 1750 ? Et si la tendance continue, quelle progression en 2050 ?. Aborder la notion d’effet de serre additionnel.
> Rechercher d’où proviennent les GES (gaz à effet de serre) produits par l’homme :
— le dioxyde de carbone CO2 (combustion des énergies fossiles, charbon, pétrole, gaz, combustion de matières organiques, déboisement...) ,
— le méthane CH4 (élevage des ruminants, déchets végétaux, rizières, décharges d’ordures, exploitations pétrolières et gazières...),
— le protoxyde d’azote N2O (engrais azotés, procédés chimiques...).
— les gaz fluorés HFC (bombes aérosols, climatiseurs, gaz réfrigérants, composants d’ordinateurs...),
— l’hexafluorure de soufre SF6 (isolation électrique...),
— les hydrocarbures perfluorés PFC (fabrication de l’aluminium...).
> Étudier la durée de résidence dans l’atmosphère des gaz à effet de serre (de 12 ans pour le méthane à 100 ans pour le dioxyde de carbone et 50 000 ans pour les halocarbures)  (cf. tableau : air et atmosphère : les principaux polluants (nomenclature, sources et effets) ainsi que le pouvoir de réchauffement de ces gaz. Quelles conclusions en tirer ?
> Faire prendre conscience du lien énergie-effet de serre : rechercher la part de chacun des GES dans l’effet de serre additionnel. Quelle est la source principale de dioxyde de carbone émis par les sociétés humaines ? A quoi utilise-t-on la combustion de carburants fossiles ? Faire proposer des solutions alternatives pour la production d’électricité, l’industrie, les transports, le chauffage domestique. Aborder la notion de bilan énergétique.

• En relation avec cette étude, aborder :
> Le niveau de responsabilité collective à l’échelle globale. Sur quels secteurs doit-on agir pour limiter la production de GES ? Quels sont les pays qui en produisent le plus ? Quelle responsabilité pour les pays du Nord ? les pays du Sud ? Aborder la notion de développement durable.
> Le niveau de responsabilité individuelle, à l’échelle locale. Faire lister aux élèves ce qui, dans leur vie quotidienne, leurs comportements, contribue à l’effet de serre. Leur faire faire un diagramme sur leurs émissions de CO2 (pourcentage des déplacements, leur consommation d’électricité, etc).

 

3. Agir contre l’effet de serre

• Rechercher les différentes mesures prises et/ou mises en œuvre pour lutter contre le réchauffement climatique du global au local, on en étudiera les principales recommandations :
> au niveau mondial, Convention des Nations unies de Rio sur les changements climatiques (1992), du Protocole de Kyôto (signé en 1997 et ratifié en 2005) ;
> au niveau régional au sens des Nations unies, c’est-à-dire supra-national, Programme européen sur le changement climatique (2000)  ;
> au niveau national, Plan Climat de la France (2004), loi sur les orientations de la politique énergétique en 2005 ;
> au niveau des collectivités territoriales (région, département, commune), mener une enquête auprès des services concernés (Ex. : Agenda 21, maison à énergie positive, construction  HQE (Haute Qualité Environnementale), etc.
On recherchera, en regard de ces textes, quelles actions ont été réellement mises en œuvre sur le terrain et on citera celles qui sont restées au stade d’intentions. On recherchera pourquoi et on avancera des hypothèses.

• Jeu de rôles : organiser une table ronde pour mettre en place un Plan d’action de la commune pour lutter contre l’effet de serre :
> discuter sur des bases scientifiques de l’effet de serre ainsi que de la responsabilité des individus face à l’effet de serre ;
> lister ce qui, dans la commune et au niveau des citoyens, contribue au renforcement de l’effet de serre ;
> rechercher des solutions alternatives et les innovations technologiques, proposer un plan d’actions préventives pour lutter contre le réchauffement climatique ;
>
prévoir les moyens de le mettre en œuvre, les moyens de communication nécessaires pour convaincre les habitants de la commune.

Préparer les rôles par équipe : le maire, des conseillers municipaux, représentant dun fournisseur d’énergie, directeur d’usine, société de bus, simples citoyens, etc.

• Élaborer un Plan d’action sur le collège en regard des thématiques abordées (pollution, réchauffement climatique) :
> faire un diagnostic sur les déchets dans le collège (types de déchets, quantité, que deviennent-ils ?), la consommation d’énergie, le gaspillage (papier, énergie...) ;
> mener une enquête auprès des familles à propos des déplacements entre le domicile et le collège ;
> choisir des axes d’engagement et travailler avec les services d’intendance du collège, les familles, la collectivité, les médias locaux ;
> évaluer au bout de quelques mois les changements (factures concernant les énergies, papier, types de déplacements...).

 

Maryse Clary

Pour atteindre un objectif de changement de comportements, les actions 1,2 et 3 doivent faire l’objet d’un projet global et ne peuvent être dissociées. Le questionnement proposé peut toutefois faire l’objet de choix.

 

LIENS AVEC LES PROGRAMMES

  • SVT : responsabilité à l’égard de l’environnement, éducation à la santé, les pollutions, la biodiversité, gestion des ressources de la planète, prévention des risques, comment l’émission de certains gaz dans l’atmosphère influe sur les conditions climatiques à l’échelle du globe.
  • Physique-chimie : les grands cycles, conservation de la matière, la pollution atmosphérique, le monoxyde de carbone, respect de l’environnement.
  • Géographie : l’espace monde, l’Europe, la France, contrastes de développement, répartition des ressources, voies de développement, préservation, aménagement du territoire.
  • Éducation civique : idée de solidarité (avec les pays du Sud, avec l’ensemble des êtres vivants et avec les générations futures), de responsabilité, de citoyenneté.
  • Langues vivantes (dans le cadre de recherches et  de comparaisons avec d’autres pays)


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