de l`effet de serre au réchauffement climatique

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de l`effet de serre au réchauffement climatique
Le changement climatique
Domaine du développement durable étudié : causes et conséquences du changement climatique
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Niveau : 2 professionnelle (fiche testée par des élèves de 2 MIP – métiers des industries de procédés)
Discipline : sciences physiques
Point d’ancrage dans le programme : transferts d’énergie
Auteur : Sylvie SPECTE – PLP maths - sciences physiques, formatrice « Risques Majeurs et Environnement »,
formatrice « EEDD »
Objectifs liés au programme de sciences physiques :
- Modéliser le principe de l’effet de serre
- Revoir les notions de changement d’état, dilatation, propagation de la chaleur – préalablement étudiées
- Ecrire des formules de molécules et préciser le nom des éléments chimiques présents
- Réaliser une expérience de dilatation de liquide et de fonte d’un glaçon
Objectifs liés à l’éducation à l’environnement pour un développement durable :
- Connaître la nature des principaux gaz à effet de serre (origine, durée de vie, pouvoir de réchauffement)
- Découvrir les conséquences de l’accroissement de la concentration des gaz à effet de serre sur la
population et l’environnement
- Prendre conscience des actions collectives et individuelles qui peuvent réduire les émissions de gaz à effet
de serre
Déroulement de la séance :
- Utilisation de la vidéo « C’est pas sorcier – l’effet de serre : coup de chaud sur la planète » comme
fil conducteur de la séance – Projection par courtes séquences correspondant aux différents
paragraphes de la « fiche élève ». La totalité de l’émission est présentée : il s’agit d’une « ouverture
culturelle EEDD ».
- Travail individuel (prise de notes) suivi d’une mise en commun des réponses après chaque projection
- Réalisation d’expériences (paragraphe 4)
Matériel et documents :
- Modélisation de l’effet de serre : 2 demi - globes, 1 cloche de verre, 1 plaque de carton recouverte de
papier noir, 2 thermomètres, 2 lampes (24V / 100 W) sur support, générateurs, fils conducteurs
- Béchers, verres, glaçons, ballon avec bouchon surmonté d’un tube de verre, dispositif de chauffage
- Vidéo : « C’est pas sorcier – l’effet de serre : coup de chaud sur la planète »
Travail pluridisciplinaire :
nde
- Géographie – 2 professionnelle : la Terre comme système / le moteur externe : le soleil / bilan radiatif
- VSP : gestion des ressources et qualité de vie
Prolongements possibles :
- Autres activités à partir de différentes émissions sur les conséquences de l’effet de serre ( « le risque
climatique – les écrans du savoir - F5 », « E = M6 Découverte – l’environnement, le réchauffement de la
planète - conséquences » )
- Recherche d’informations dans différents sites Internet :
www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim/sysfacte/effetserre/index.htm#evolclim (site du CNRS)
www.meteo.fr/meteonet/decouvr/dossier/effetser/eff.htm#4 (site de Météo France)
www.effet-de-serre.gouv.fr/fr/savoir/savoir.htm (site de la mission interministérielle de l’effet de serre)
www.cea.fr/fr/pedagogie/EffetDeSerre/effet_de_serre1.htm#Q1 (site du CEA)
www.manicore.com (site de J-M. Jancovici – auteur de livres sur l’effet de serre et le changement climatique)
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Le changement climatique
Les scientifiques sont d’accord : l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre joue un rôle de premier
plan dans le changement climatique.
Le réchauffement de la Terre, c’est l’affaire de tous et de chacun d’entre nous …
Ce dossier est à compléter à partir de vos connaissances et des informations apportées par la vidéo
« C’est pas sorcier – l’effet de serre : coup de chaud sur la planète ! ».
1. L’effet de serre, un phénomène naturel
Mise en évidence expérimentale
thermomètre
a) Relever la température à proximité du globe terrestre :
cloche de verre
lampe
-
Avec la cloche de verre : T = ……
-
Sans la cloche de verre : T = ……
b) Comparer ces 2 températures
globe terrestre
Mécanisme
Le rayonnement solaire traverse l’atmosphère et chauffe la surface du globe terrestre. La Terre ainsi chauffée
émet des rayons infrarouges dont une partie est retenue dans l’atmosphère par les gaz à effet de serre.
Les conséquences de la présence d’une atmosphère
a) Indiquer la température moyenne de la Terre : ……
b) Indiquer ce que serait la température de la Terre s’il n’y avait pas d’effet de serre (ce qui correspond à la
température de la Lune) : ……
c) Quelle conséquence sur la température de la Terre, peut avoir un accroissement de la concentration des
gaz à effet de serre ?
1
2. Les gaz à effet de serre
Certains de ces gaz existent naturellement dans l’atmosphère depuis des millions d’années mais leur taux a
augmenté depuis le début de l’ère industrielle.
D’autres gaz sont artificiels, c’est à dire fabriqués par l’Homme.
La vapeur d’eau est le plus important des gaz à effet de serre de la planète, étant donné la superficie
océanique à partir de laquelle elle est émise.
a) Indiquer le nom du changement d’état :
eau
vapeur d’eau
b) Compléter le tableau
Formule
chimique
Les principaux gaz à
effet de serre
Nom des
éléments présents
dans la molécule
Emissions d’origine
Emissions liées à
naturelle
l’activité de l’Homme
Durée de vie du
Pouvoir de
gaz
réchauffement
(en années)
global
Dioxyde de carbone
(Il est responsable de
la moitié de
l’accroissement de
l’effet de serre)
1 (référence)
Méthane
N2O
Protoxyde d’azote (ou
oxyde nitreux)
Nombreuses
Gaz fluorés
formules
(CFC, HFC, PFC, SF6) chimiques selon
les gaz
Non
De quelques
années à
50 000 ans selon
les gaz
150 à 20 000
selon les gaz
c) En supposant que vous avez pris la voiture pour venir au lycée, en combien de générations (une
génération = 30 ans) les molécules de dioxyde de carbone libérées du pot d’échappement seront-elles
éliminées ?
d) Les gaz fluorés sont présents en très faible quantité dans l’atmosphère. Peut-on négliger leur rôle sur
l’augmentation de l’effet de serre ? Justifier la réponse.
2
3. Le réchauffement de la planète
ème
La Terre se réchauffe ; la température a augmenté de 0,6 °C au cours du 20
siècle. Le phénomène pourrait
s’amplifier. L’analyse des carottes de glace montre la relation entre l’augmentation de la concentration en CO 2
et l’augmentation de la température.
D’ici 2100, les scientifiques prévoient une augmentation de température allant de …..… °C à …..… °C
(en combinant les diverses modélisations aux différents scénarios d’augmentation des gaz à effet de serre).
4. Les conséquences du réchauffement de la Terre sur le niveau des mers
Le niveau de la mer s’est élevé de 10 à 25 cm depuis 100 ans. Le phénomène pourrait s’amplifier.
D’ici 2100, le niveau de la mer pourrait s’élever de 9 à 90 cm.
Origine de l’élévation du niveau des mers- expériences
« La fonte des icebergs (glace flottante) ne fait pas monter le niveau de la mer ».
-
Proposer et réaliser une expérience permettant de vérifier cette affirmation.
Schéma
Observation - Conclusion
« La dilatation de l’eau est à l’origine de l’élévation du niveau des mers ».
-
Proposer et réaliser une expérience permettant de vérifier cette affirmation.
Schéma
Observation - Conclusion
Origine de l’élévation du niveau des mers- bilan
-
Parmi les propositions suivantes, entourer les 2 processus à l’origine de l’élévation du niveau des mers.
Fonte des icebergs (glace flottante) Raz de marée
-
Fonte des glaciers continentaux
Dilatation des mers
-
-
Pluies abondantes
Eruptions volcaniques sous-marines
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5. Les conséquences du réchauffement de la Terre sur la population et l’environnement
Sur les risques majeurs naturels
-
Parmi les catastrophes naturelles suivantes, entourer celles qui seraient plus intenses ou plus fréquentes.
Avalanches
-
Feux de forêts
-
Tempêtes
-
Cyclones
Séismes
-
Inondations
-
- Eruptions volcaniques
-
Mouvements de terrain
Risques météorologiques (canicule, grand froid)
Sur la géographie
-
Indiquer les modifications géographiques et climatiques engendrées par le réchauffement de la Terre.
Sur la santé des populations
-
Indiquer les conséquences du réchauffement de la Terre sur la santé.
6. La lutte contre le réchauffement de la planète
Le protocole de Kyoto
En 1997, à Kyoto, 38 pays industrialisés se sont engagés à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre
de 5 % par rapport à leur niveau de 1990, d’ici 2008-2012.
-
Lister les actions collectives et individuelles qui peuvent réduire les émissions de gaz à effet de serre
(politiques énergétiques, production d’électricité, choix du mode de transport, utilisation de l’énergie …).
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