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Séjour PARADISAEA - Moteurs et énergie solaire Séjour du 23 au 30 août 2009


7-9 ans 10-12 ans
Lieu : Vacances Scientifiques
Domaines : Ingénierie, Energies renouvelables, Electromagnétisme, Electricité ,


MOTEURS et ENERGIE SOLAIRE Séjour du 23/08 au 30/08/2009

Etude de moteur et d’énergie dans le cadre du projet PARADISAEA

… Après le voyage vers le Centre Objectif-Sciences, nous sommes accueillis par nos éducateurs et nous commençons à nous installer sur place.

De petits jeux nous permettent de patienter jusqu’au dîner avant la veillée où nous faisons connaissance.

Lundi :

Le premier forum est important pour définir et mettre en place les Règles de Vie communes et l’organisation de la journée-type.

La première AS - Activité Scientifique – s’ensuit : nous avons la présentation des objectifs de la semaine avec la première phase dite de « Contact », en relation avec la demande formulée avant le séjour à titre de sensibilisation.

Les 6 « Dynamologues » se connaissent maintenant.

Lors de l’Activité Scientifique, nous faisons le lien avec les travaux des groupes précédents et ce sont les premières manipulations sur de petits moteurs que l’on fait fonctionner avec des piles électriques et aussi avec l’énergie du soleil. Chacun s’évertue à faire son petit montage et l’on aborde les principaux concepts que l’on reverra en détail tout au long de la semaine.

L’AES – Activité Extra Scientifique -est consacrée à une grande partie de Bataille Navale Géante.

Pour l’AS de l’après-midi, nous commençons par calculer la puissance du soleil dite « Constante solaire ».

. Expérience pour déterminer la constante solaire

Le calcul de la constante est effectué à partir de la formule suivante : P= (m*c*(Tf-Ti))/(S*t) avec : m : masse de laiton (m=197g) c : chaleur massique (c=418J/Kg/K) Tf : température finale Ti : température initiale S : surface de la masse de laiton ( S=0.002025 m²) t : temps d observation. Nous la simplifions par P = 68 *(Tf-Ti) pour une mesure de 10 minutes. Nous trouvons une élévation de température de 10 degrés environ, ce qui nous donnera une puissance de 680 Watts par M².

Nous partons ensuite sur le site des bassins d’essais dans le petit bois du Centre. Nous y retrouvons les plus grands de Paradisaea venus tester leur banc d’hydrodynamique.

A la veillée, nous regardons le film « Une histoire sans fin » sur la ville fantastique de Fantasia. La première journée se termine bien et nous partons nous reposer.

Mardi :

Pour la phase d’approfondissement, nous abordons les différentes parties de la chaîne de propulsion du futur avion solaire :
-  L’hélice,
-  Le moteur, le générateur, centré sur la fourniture d’électricité à partir du solaire.

Nous sommes sensibilisés à l’ensemble des postes de mesure du banc d’essais qui a pris forme au cours des séjours précédents. Nous nous approprions le poste de mesure de la vitesse de rotation de différentes hélices avec différents moteurs à l’aide du tachymètre à rayon laser, en tenant compte du nombre de pales de l’hélice.

L’après-midi, il ne fait pas très beau et, dans la grande salle du petit réfectoire, la partie de « Béret bizarre » sous toutes ses formes nous fait oublier la pluie.

En AS, la suite de l’approfondissement nous fait découvrir les différentes parties de l’avion ; pour nous détendre, nous allons découvrir les analogies à faire avec les bateaux que nous faisons naviguer sur les petits étangs proches du centre.

Le soir, le jeu du « Qui est qui ? » nous permet une bonne veillée jusqu’à une heure raisonnable.

Mercredi :

En AS, pour démarrer nos projets, nous commençons à réfléchir sur l’utilisation des cellules photo - et thermo – voltaïques, en travaillant sur la production de fours solaires personnalisés que nous adaptons ensuite sur des bateaux légers mus par des moteurs solaires.

En AES, nous nous initions au théâtre avant d’écouter des contes sur différents thèmes.

Ensuite, nous passons à la pratique par la réalisation de fours solaires et de bateaux. Nous allons tester différents types et formes de fours solaires équipés de capteurs de températures afin d’arriver à la meilleure configuration pour le projet final.

Pour terminer la soirée, ce sera le jeu de « Castor-Garou » soit une version plus humoristique et même plus délirante du Loup-Garou.

Jeudi :

Comme chaque matin, l’AS est un peu plus théorique que celle de l’après-midi : il s’agit de mesurer les caractéristiques électriques de la chaîne de propulsion.

Après une AES centrée sur le thème des Cows boys et des Indiens, l’As se continue par le projet principal qui est de produire l’énergie nécessaire au moteur de la chaîne de propulsion par des cellules photo et thermo solaires, en se focalisant sur ces dernières, moins aisées à mettre en œuvre. Là, comme les cellules fonctionnent à partir d’une différence de température suffisante (c’est l’effet Seebeck), il est important d’obtenir le maximum de température pour la source chaude, dans le four solaire.

Nous pensons dépasser les 100 ° (et même atteindre les 120° !) et alors, en produisant de la vapeur d’eau, nous voulons arriver à faire tourner une petite turbine et produire de l’électricité à la manière d’une dynamo.

La veillée « Fureur » sur la base de jeux musicaux et de danses terminera cette journée bien remplie.

Vendredi :

Nous allons travailler sur les circuits électriques avec un générateur de courant branché sur un moteur. Nous mesurons la tension en Volts à l’aide d’un multimètre en fonction Voltmètre, branché en parallèle et l’intensité en Ampères, à l’aide de la fonction Ampèremètre, en série. La règle des 3 doigts (ou règle du bonhomme d’Ampère) nous permettra de relier la direction du courant électrique, celle du magnétisme et celle de la force de déplacement. Nous comprenons de la sorte que lorsque deux des principes sont actifs, le troisième s’en déduit. Ainsi, à partir d’un courant électrique et d’un champ magnétique, la force résultante fait tourner un moteur ; à partir d’une bobine dans un champ magnétique que l’on fait tourner, nous mettons une tension électrique en évidence.

Ensuite, nous faisons quelques mesures en série, poste par poste sur le banc d’essais, comme des professionnels :

-  Poste de mesure des caractéristiques électriques, pour la partie « Générateur »
-  Poste de mesure de la vitesse de différentes hélices avec quelques types de moteurs,
-  Poste de pesée des différents éléments constitutifs de la chaîne,
-  Poste de mesure de la force de traction de différentes hélices à l’aide du banc dynamométrique.

L’après-midi, en AES près du centre, nous participons à un grand « Casino » avant de retourner en AS pour travailler sur nos productions et nos mesures sur le projet, mais cette fois dans le but de présenter nos productions le lendemain, lors de la Retransmission.

Le soir, la Boum nous fera veiller agréablement.

Après une petite grasse matinée le samedi matin, nous peaufinons les postes de mesures opérationnels du banc de mesures et préparons les planches de présentation du banc de simulation de l’avion.

Nous installerons ensuite le cadre de la retransmission qui aura lieu au début de l’après-midi, dans la fièvre et aussi l’émotion des parents et autres visiteurs.

Ensuite, ce sera la traditionnelle revue des trousseaux et la préparation des valises pour ceux qui doivent quitter le centre le lendemain.

Pour clore l’après-midi, il y aura des jeux divers : gamelle, balle au prisonnier …

La soirée sera ponctuée par la dernière veillée de la semaine par un spectacle organisé par tous les animateurs.



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date de publication : 28 août 2009,
date de dernière mise à jour : 22 octobre 2009


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Energie Solaire, Energie/Puissance, Circuits électriques, Expérimentation ,

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Experience, Seebeck/Peltier,