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L’énergie solaire est omniprésente mais comment l’utiliser ? Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ? Comment peut-on mesurer son efficacité et l’utiliser pour alimenter les appareils que nous utilisons au quotidien ? Cet atelier permet aux lycéens de répondre à ces questions et d’en apprendre plus sur la recherche dans le domaine du solaire photovoltaïque. Ils découvrent pourquoi il existe différents types de cellules solaires et quelles sont les applications de ces technologies.

Au travers d’activités pratiques, les participants apprennent à :

• fabriquer une cellule solaire à pigment photosensible et rivalisent pour construire la plus puissante.
• calibrer l’intensité d’une source lumineuse et explorer l’effet de la température sur les panneaux solaires.
• utiliser des lasers et des LEDs pour décrire les bases du fonctionnement d’un semi-conducteur.
• associer des cellules photovoltaiques (en série et en parallèle) afin d’atteindre un voltage et un courant suffisant pour alimenter différents appareils ménagers.

Cet atelier sur la journée complète convient aux classes de la 2^nde à la 1^ère (élèves âgés de 16 à 19 ans).

Des connaissances préalables sur les sujets suivants peuvent être utiles aux participants : courant, tension, puissance d’un circuit électrique, les orbitales des électrons et les modèles en couches.

Qu’est-ce que la lumière ? Comment fonctionne crème solaire ? Pourquoi en a-t-on besoin pour se protéger des rayons nocifs ? Dans cet atelier, les élèves en apprennent davantage sur la lumière et les longueurs d’onde par le biais d’un objet de la vie quotidienne. Ils utilisent d’abord des instruments de spectroscopie moderne pour explorer le fonctionnement des ondes électromagnétiques. Ensuite, en suivant une recette simple, ils fabriquent leur propre crème solaire à partir d’ingrédients naturels et testent son efficacité pour bloquer les rayons UV.

Durant cet atelier, les participants :

• Explorent les phénomènes d’interférence et mesurent des maxima et minima de la lumière.
• Construisent leur propre spectromètre pour observer les spectres d’absorption et d’émission de différentes sources de lumière.
• Testent de leur crème solaire et déterminent son indice en mesurant les spectres d’absorption et d’émission pour différentes longueurs d’onde.

Cet atelier (journée complète) convient aux classes de la 3^e à la 1^ère , c’est-à-dire des élèves âgés de 15 à 19 ans.

Des connaissances préalables sur les longueurs d’onde peuvent être utiles aux participants.

Quelle quantité d’énergie consommons-nous ? Notre mode de vie affecte-t-il la quantité d’énergie dont nous avons besoin ? Les énergies renouvelables pourraient-elles répondre aux besoins énergétiques du Luxembourg ? Au cours de cet atelier, les participants cherchent des réponses en utilisant un processus d’auto-évaluation et en réalisant des expériences pratiques. À la fin de l’atelier, les élèves sont en mesure de répondre par eux-mêmes aux questions posées en utilisant les résultats de leurs propres recherches.

Durant cet atelier, les participants :

• Calculent leurs besoins énergétiques quotidiens et réfléchissent au problème du bilan énergétique à l’aide des données qu’ils ont générées.
• Apprennent la différence entre puissance et énergie.
• Évaluent le potentiel des technologies solaires, éoliennes et basées sur la biomasse ou l’énergie humaine.
• Découvrent quelles surfaces au sol seraient nécessaires pour ces différentes formes d’énergies renouvelables pour répondre à la demande énergétique.
• Comparent leur consommation énergétique à celle d’autres personnes et discutent de la possibilité pour le Luxembourg de passer à 100 % d’énergies renouvelables.

Cet atelier (demi-journée) convient aux classes de la 5^e à la 1^ère , c’est-à-dire des élèves âgés de 13 à 19 ans.
Il peut être combiné avec deux autres ateliers consacrés à l’énergie et au développement durable (voir les ateliers 4 et 5 ci-dessous).

Cet atelier a été développé par une équipe de chercheurs du Département de physique et de science des matériaux de l’Université du Luxembourg dans le cadre du projet Energy4Life. Vous pouvez trouver plus d’informations sur ce projet sur le site web dédié.

Quels processus physiques sous-tendent le réchauffement climatique ? Comment la terre se réchauffe-t-elle ? Dans cet atelier, les élèves en apprennent plus sur le CO₂, l’albedo et l’effet de serre dans le contexte du changement climatique. Ils découvrent les propriétés du rayonnement infrarouge ainsi que son rôle dans l’effet de serre et apprennent comment le piéger.

Au travers d’activités pratiques, les participants en apprennent plus sur :

• La lumière visible et infrarouge
• Les notions de radiation et de capacité thermique
• L’albedo

Cet atelier (demi-journée) convient aux classes de la 4^e à la 1^ère , c’est-à-dire des élèves âgés de 14 à 19 ans.
Il peut être combiné avec deux autres ateliers consacrés à l’énergie et au développement durable (voir les ateliers 3 ci-dessus et 5 ci-dessous).

Des connaissances préalables sur les sujets suivants peuvent être utiles aux participants : le spectre lumineux et les longueurs d’onde.

Dès que nous chargeons notre téléphone, que nous utilisons le four ou que nous allumons la télévision, nous consommons de l’énergie. Nos besoins en énergie fluctuent au cours du temps, à quoi ressemblent-ils au fil d’une journée ou d’une année ? Comment être sûr de toujours disposer de l’énergie dont nous avons besoin au moment où nous en avons besoin ?

Dans cet atelier, les élèves en apprennent davantage sur la gestion et le stockage de l’énergie. Ils découvrent comment certains concepts de base de la physique, tels que la force et la puissance, sont liés à des problématiques de la vie quotidienne en réalisant une série d’expériences :

• Pomper et stocker de l’eau pour alimenter une petite turbine (conversion d’un excès en énergie en énergie potentielle puis en électricité).
• Faire une course avec des voitures électriques miniatures pour comparer différents modes d’alimentation (énergie solaire, batteries & condensateurs).
• Étudier les facteurs clés pour qu’une méthode de stockage et de consommation d’énergie soit efficace.
• Jouer à un jeu de société pour entrevoir les défis inhérents à la gestion de l’énergie en conditions réelles et réfléchir aux solution possibles.

Cet atelier (demi-journée) convient aux classes de la 5^e à la 1^ère , c’est-à-dire des élèves âgés de 13 à 19 ans.
Il peut être combiné avec deux autres ateliers consacrés à l’énergie et au développement durable (voir les ateliers 3 et 4 ci-dessus).

Des connaissances préalables sur les sujets suivants peuvent être utiles aux participants : énergie potentielle (gravitationnelle), courrant, tension et puissance d’un circuit électrique.

Si vous souhaitez vous informer en matière de développement durable, le Scienteens Lab peut vous aider. Participez à l’un de nos ateliers pour adultes afin de mieux comprendre le changement climatique et de découvrir les énergies renouvelables au Luxembourg.

Nos ateliers « Sustainability4Life » se concentrent sur trois questions clés : Quelles sont les conséquences du réchauffement climatique ? Le Luxembourg peut-il devenir 100% renouvelable ? Grâce à quelles technologies ?

Ils se basent sur une approche pratique afin de favoriser la participation et utilisent des exemples concrets de la vie quotidienne. Les participants prennent part à des expériences sur les énergies renouvelables (solaire, éolien, biomasse), s’informent sur les futurs réseaux énergétiques et discutent du changement climatique au Luxembourg. Ils calculent et comparent également leurs empreintes énergétiques personnelles.

D’une journée entière passée dans notre laboratoire à plusieurs sessions d’une heure sur votre lieu de travail, le format est flexible afin de mieux répondre à vos besoins. La taille du groupe peut également varier. Nous proposons ces ateliers en français, en allemand, en anglais ou en luxembourgeois.

Veuillez contacter notre équipe par email (scienteens.physics[at]uni.lu) pour discuter de l’organisation de votre atelier et des différents prix.

De plus amples informations sur ce projet sont disponibles sur le site web d’Energy4Life.