Energy@School est un nouveau programme, à destination des lycéens (premières ou terminales générales ou STI2D), qui a pour objectif de leur faire découvrir les enjeux et thématiques autour des énergies. En totale immersion à l’ENSE3, école d’ingénieurs du groupe Grenoble-INP dédiée à l’Energie, l’Eau et l’Environnement, les élèves participent à des ateliers thématiques expérimentaux en immersion au sein des différentes plateformes technologique et autres Fablabs de l’école, et encadrés par des chercheurs et enseignants-chercheurs.
Construit avec l’expertise de laboratoires de recherche de Grenoble-INP-UGA (G2ELab) et du CEA (LITEN), ce programme est un partenariat entre le CEA, ENSE3-Grenoble INP/UGA, et le Rectorat de l’Académie de Grenoble. Intégré dans un projet pédagogique adapté, il permet à la classe de mettre en pratique des enseignements et de les appliquer au domaine de l’énergie, réel enjeu des années à venir.
Après une brève présentation en amphi des différents concepts et enjeux de l’énergie en général (énergie, puissance, chaine énergétique, rendement, durabilité …) et où les élèves auront l’occasion de « ressentir physiquement » les ordres de grandeur en jeu, deux missions-ateliers « d’ingénierie » leurs seront confiées pour la journée autour d’enjeux liés à l’énergie électrique.
Trois ateliers sont actuellement proposés :
- Production d’énergie électrique : étude de turbines alimentées par des conduites forcées (turbines Pelton associées ou non à un alternateur) ou en canal libre (type hydrolienne), et de leur rendement en fonction de différents paramètres. Comme pour les autres ateliers, les élèves sont conduits à restituer aux autres groupes d’élèves leur analyse expérimentale du problème d’ingénierie qui leur est confié, et à la replacer dans le contexte local de la « Houille-Blanche » ou des enjeux de développement des sources d’énergies renouvelables (Objectifs de l’ONU SDG-2030).
- Transport d’énergie électrique : après avoir eux-mêmes bobiné un petit transformateur, les élèves assembleront les éléments d’une maquette créée pour simuler le transport d’énergie électrique à longue distance. Ils devront minimiser les pertes par effet Joule en fonction du choix du câble et de la tension du signal. L’atelier peut se terminer par une discussion sur l’intérêt d’utiliser des câbles supraconducteurs dans certaines situation, après une démonstration expérimentale des propriétés de matériaux supra refroidis à l’azote liquide.
- Stockage d’énergie électrique : après une étude semi-empirique de la construction de piles artisanales avec différents composants proposés, les élèves devront associer ces piles pour atteindre le point de fonctionnement d’une LED. Sous forme d’un serious game, et à l’aide d’un jeu de piles ou batteries commerciales et d’une balance, les élèves pourront découvrir quels paramètres gouvernent la quantité d’énergie stockée par unité de masse, l’importance du lithium et les enjeux de recyclage des matériaux constituant ces systèmes. L’atelier se termine avec une mise en pratique par l’étude de drones de transport dont on étudie l’autonomie en fonction de la charge embarquée.
Pendant la pause de midi, les élèves dialogueront en petit groupes avec des élèves-ingénieurs engagés dans la vie de leur école (à travers les associations EPICE, ACE …), qui pourront ainsi leur partager leur quotidien, leurs projets concrets, ce qui les a poussés à intégrer l’ENSE3, ou encore quelles sont leurs perspectives à la sortie de l’école.
La journée à l’ENSE3 se déroule de la manière suivante :
- 9h00 – 9h45 : Introduction
- 9h45 – 12h15 : Ateliers
- 12h15 – 13h00 : Repas
- 13h00 – 13h30 : Echanges avec des étudiants
- 13h30 – 16h00 : Ateliers
- 16h00 – 16h30 : Conclusion de la journée
Découvrez une vidéo de la journée réalisée par les étudiants du lycée Europole de Grenoble, venus en avril 2022 :