Sciences de l'enseignement (Morlanwelz)
Approche de l'énergie

Connaissances

Au terme de l’unité Approche de l’énergie, l’étudiant sera capable de :

Définir le concept d’énergie et expliquer le principe de conservation de l’énergie (aucune création ni perte, seulement des transformations).
Identifier et distinguer les principales formes d’énergie : cinétique, potentielle, chimique, thermique, électrique, nucléaire, lumineuse.
Expliquer les différents modes de transfert d’énergie : conduction, convection, rayonnement, travail mécanique et électrique.
Décrire les sources d’énergie (renouvelables et non renouvelables), leurs origines, leurs avantages et limites.
Connaître les notions de rendement, de transformation et de dissipation énergétique (pertes sous forme de chaleur).
Expliquer les phénomènes thermiques : changements d’état, dilatation, endothermie et exothermie.
Comprendre le fonctionnement simplifié des chaînes énergétiques : du producteur au consommateur (énergie primaire → secondaire → finale → utile).
Décrire le principe de fonctionnement des principaux systèmes de production d’énergie : centrales thermiques, nucléaires, hydroélectriques, éoliennes, solaires, géothermiques.
Situer historiquement l’évolution des connaissances sur l’énergie (de Rumford à Einstein) et leur impact sur la société.
Mobiliser ces savoirs pour analyser les enjeux environnementaux, économiques et éthiques liés à l’usage de l’énergie (transition énergétique, développement durable).

Aptitudes

Observer, décrire et interpréter des phénomènes énergétiques simples à partir d’expériences concrètes (chute, frottement, échauffement, circuit électrique).
Identifier la ou les formes d’énergie présentes dans une situation donnée et illustrer leurs transformations par des schémas énergétiques.
Expérimenter les différents modes de transfert de chaleur (conduction, convection, rayonnement) à l’aide de dispositifs de classe.
Mesurer des grandeurs physiques liées à l’énergie (température, tension, intensité, puissance, temps, rendement) à l’aide d’instruments simples et exploiter les résultats obtenus.
Comparer l’efficacité de plusieurs sources ou dispositifs énergétiques (pile, panneau solaire, moteur, résistance) à partir de critères objectifs.
Rechercher, analyser et synthétiser des informations issues de documents scientifiques, audiovisuels ou numériques relatifs aux énergies renouvelables et non renouvelables.
Modéliser une transformation d’énergie à l’aide d’un schéma fonctionnel ou d’un tableau de correspondance (énergie d’entrée / énergie de sortie / pertes).
Expliquer une situation énergétique observée en mobilisant un vocabulaire scientifique précis (source, transformation, transfert, rendement, conservation).
Collaborer au sein d’un groupe pour concevoir une expérience, une maquette ou une présentation illustrant une forme ou une transformation d’énergie.
Communiquer oralement et par écrit les résultats d’une démarche expérimentale, en formulant des conclusions argumentées et claires.

Compétences

Mobiliser ses connaissances scientifiques pour analyser, expliquer ou modéliser des phénomènes énergétiques observés dans des contextes naturels, techniques ou sociaux.
Mettre en œuvre une démarche d’investigation scientifique complète (questionnement, hypothèse, expérimentation, observation, interprétation, conclusion) en lien avec la transformation et la conservation de l’énergie.
Résoudre un problème énergétique simple en choisissant et en appliquant les concepts, lois et unités adaptés (énergie, puissance, rendement, transfert).
Construire et utiliser des schémas énergétiques ou des modèles fonctionnels pour représenter les transformations et transferts d’énergie dans différents systèmes (mécaniques, thermiques, électriques, biologiques).
Évaluer l’efficacité énergétique d’un dispositif ou d’un système et justifier ses choix à partir de critères scientifiques, environnementaux et sociétaux.
Argumenter de manière raisonnée sur des enjeux énergétiques contemporains (transition énergétique, nucléaire, énergies renouvelables, sobriété énergétique) en s’appuyant sur des données fiables.
Communiquer ses résultats d’analyse ou d’expérimentation en utilisant un langage scientifique rigoureux, des supports variés (écrit, oral, numérique) et des outils de représentation adaptés (tableaux, graphiques, schémas).
Adopter une posture réflexive et responsable face aux questions d’énergie, en intégrant les dimensions éthiques, environnementales et citoyennes de la science.
Collaborer au sein d’une équipe pour concevoir, réaliser et présenter une activité expérimentale ou un projet didactique en lien avec les transformations d’énergie.
Transférer ses apprentissages à des situations professionnelles ou pédagogiques (préparation d’une leçon, animation d’une activité scientifique, conception d’une maquette) illustrant les lois et principes énergétiques fondamentaux.

Introduction générale à la notion d’énergie
Les formes d’énergie
Les transformations et transferts d’énergie
Les sources d’énergie
La production et l’utilisation de l’électricité
L’énergie dans la société et le développement durable
Activités intégratrices et pédagogiques

• Activité d'autoformation
• Activité d'enrichissement personnel
• Activité d'études
• Cours magistraux
• Exercices de création / Recherche en atelier
• Activités d'intégration professionnelle
• Travaux pratiques
• Préparations / Recherche d'informations
• Exercices dirigés
• Travaux personnels

Type de support

Syllabus

Références

Dellale, M. (2025). Syllabus n°1 – Approche de l’énergie. Morlanwelz : HEPH-Condorcet.
→ Support principal de cours reprenant les notions fondamentales sur les formes, transformations, transferts et sources d’énergie, ainsi que les activités expérimentales et didactiques associées.
Fédération Wallonie-Bruxelles (FWB). (2020). Référentiel de Sciences – Tronc commun du Pacte pour un enseignement d’excellence. Bruxelles : Administration générale de l’Enseignement.
→ Cadre officiel définissant les savoirs, savoir-faire et compétences scientifiques à développer dans la formation initiale des enseignants.
Fédération Wallonie-Bruxelles (FWB). (2020). Référentiel des compétences initiales – Tronc commun maternel et primaire. Bruxelles : Direction générale du Pilotage du Système éducatif.
→ Référence curriculaire précisant les visées d’apprentissage et la progressivité des notions d’énergie à travailler dans les premiers degrés.
Bouché, F., & Lebrun, M. (2019). Didactique des sciences et apprentissage par investigation. Louvain-la-Neuve : De Boeck Supérieur.
→ Ouvrage de référence sur la démarche scientifique et les pratiques actives de construction des savoirs en sciences.
CNRS & La Fondation La Main à la Pâte. (2018). Enseigner l’énergie à l’école primaire : activités et expérimentations guidées. Paris : Éditions Le Pommier.
→ Guide pratique pour la mise en œuvre d’expériences et d’activités autour de l’énergie en contexte scolaire.
Vidéos pédagogiques (sélection) :

C’est pas sorcier – Comment fonctionnent les panneaux solaires ? (France Télévisions, 2016)
L’Esprit Sorcier – L’électricité verte, c’est quoi ? (France Télévisions, 2019)
La Fondation La Main à la Pâte – L’énergie au fil du temps (YouTube, 2020)

Ces supports ne sont pas indispensables, mais recommandés pour approfondir les notions, enrichir la réflexion scientifique et nourrir la préparation didactique des futurs enseignants.Ouvrages et articles de référence

De Vecchi, G., & Giordan, A. (2018). L’enseignement scientifique : comment faire pour que ça marche ? Bruxelles : De Boeck Supérieur.
→ Réflexion sur la démarche d’investigation et la construction du sens en sciences.
Astolfi, J.-P. (2015). L’erreur, un outil pour enseigner les sciences. Paris : ESF.
→ Analyse des conceptions erronées des élèves en lien avec les notions d’énergie et de transformation.
Lebrun, M. (2020). Théories et pratiques de l’apprentissage à l’ère du numérique. Louvain-la-Neuve : De Boeck Supérieur.
→ Perspectives sur l’intégration du numérique et de l’IA dans les apprentissages scientifiques.
UNESCO. (2017). Éducation en sciences, technologie, ingénierie et mathématiques (STEM) pour un développement durable. Paris : UNESCO Publishing.
→ Approche internationale de l’éducation scientifique et des ODD (notamment ODD 7 : énergie propre et d’un coût abordable).
Agence Internationale de l’Énergie (AIE). (2023). World Energy Outlook 2023. Paris : OCDE/AIE.
→ Données actualisées sur les politiques énergétiques mondiales et la transition écologique.

Ressources numériques et multimédias

PhET Interactive Simulations – Energy Forms and Changes (Université du Colorado Boulder).
https://phet.colorado.edu
Fondation La Main à la Pâte – Dossiers pédagogiques sur L’énergie et L’électricité.
https://www.fondation-lamap.org
L’Esprit Sorcier / C’est pas sorcier – Capsules vidéo explicatives sur les sources et transferts d’énergie.
YouTube EDU – CNRS & FranceTV Éducation – Les énergies renouvelables expliquées aux élèves.
Moodle HEPH-Condorcet – Espace Approche de l’énergie : documents PDF, fiches d’activités, portfolio numérique, grille d’évaluation IA.

Documents institutionnels

Fédération Wallonie-Bruxelles. (2021). Référentiel de Formation manuelle, technique, technologique et numérique (FMTTN).
ARES – Enseignement Supérieur Pédagogique. (2022). Formation scientifique et compétences du futur enseignant.
Didactique des sciences. (2024). Guide méthodologique pour la démarche d’investigation augmentée.