L'éolienne : fabriquer son électricité avec du vent

1. Montre l'objet vide : « il n'y a pas de pile là-dedans, regardez. » Fais-le vérifier par deux enfants.

2. Tourne la manivelle : la lampe s'allume. Arrête : elle s'éteint. Tourne plus vite : elle éclaire plus fort.

3. Fais tourner chaque enfant à la manivelle, un par un. Sentir la résistance dans le poignet fait partie de la découverte : produire de l'électricité, ça demande de la force.

4. Deuxième démonstration, avec un moteur et une LED rouge : on fait tourner l'axe du moteur entre les doigts, la LED clignote. « Le même objet qui tourne quand on lui donne du courant fabrique du courant quand on le fait tourner. »

5. Question ouverte : « qu'est-ce qui pourrait tourner tout seul, dehors, sans que personne n'ait à le faire ? » — le vent et l'eau arrivent en une minute. On annonce la séance.

~45 min · 3 ateliers tournants de 15 min · groupes de 4 ou 5

1. Qui fait quoi : les ateliers A et B partagent la source de vent — installe-les côte à côte sur la même table, avec l'animateur au milieu. L'atelier C tourne en autonomie près de la lampe.

2. ATELIER A — quelle pale attrape le mieux le vent ? (15 min). Trois moulinets : pales larges et droites, pales étroites et longues, pales incurvées. Même vent, même distance de 40 cm.

   • On compte les tours pendant 10 secondes, trois fois par moulinet, et on garde le meilleur des trois essais. Les chiffres vont dans le tableau du carnet.
   • Deuxième variable : on incline les pales (à plat face au vent, puis en biais). À plat, le vent pousse mais ne fait pas tourner ; en biais, ça tourne. C'est la découverte de l'atelier.

3. ATELIER B — du mouvement à l'électricité (15 min). Une hélice montée sur le moteur, une LED rouge branchée aux deux fils. On souffle : rien ou presque. On met devant le ventilateur : la LED s'allume.

   • On éloigne le moteur du ventilateur, centimètre par centimètre, jusqu'à ce que la LED s'éteigne. On mesure cette distance limite avec le mètre ruban et on la note.
   • Avec un multimètre, c'est encore plus parlant : on lit la tension produite à 20 cm, à 40 cm, à 60 cm. Les enfants voient un nombre qui baisse — c'est le premier vrai relevé de mesure de la saison.

4. ATELIER C — le soleil aussi sait le faire (15 min). Un mini-panneau solaire relié à un petit moteur ou une LED, sous la lampe de bureau. Ça tourne.

   • On éloigne la lampe, on l'incline, on met la main devant : à chaque fois, on note si ça tourne encore. On découvre que l'angle compte autant que la distance.
   • Question de fin d'atelier : « pourquoi une base spatiale a-t-elle besoin des DEUX, du vent et du soleil ? » Réponse des enfants, toujours la même : parce que parfois il n'y a pas de vent, et parfois il fait nuit.

5. Regroupement (5 min) : on affiche les tableaux de mesure et on entoure la forme de pale gagnante — c'est elle qui sera montée sur la grande éolienne.

~55 min · après le goûter · son éolienne, puis celle de la base

1. PHASE 1 — mon éolienne (30 min). Quatre fentes dans le bouchon, quatre pales enfoncées et inclinées du même angle, l'axe traversant, le tout monté sur un support lesté.

   • Premier essai devant le ventilateur, à la marque des 40 cm. Presque personne ne tourne bien du premier coup : pales trop droites, frottement sur l'axe, hélice mal centrée. C'est le moment le plus utile de la séance.
   • On corrige une seule chose à la fois et on reteste après chaque correction. On note dans le carnet ce qu'on a changé et si ça a marché — c'est exactement la démarche d'un bureau d'études.
   • Épreuve finale individuelle : brancher son hélice sur un moteur relié à la LED rouge et obtenir de la lumière. Ceux qui y arrivent aident les autres.

2. PHASE 2 — la grande éolienne (25 min). Une équipe monte le mât et le hauban, une deuxième fabrique la grande hélice au modèle gagnant du Temps 1, une troisième prépare le câblage jusqu'au tableau de bord de la base.

   • Le branchement final se fait sur le circuit d'éclairage installé au mercredi 3 : on garde le coupleur de piles comme réserve, et on ajoute l'éolienne en source alternative avec un petit interrupteur à deux positions — PILES ou VENT.
   • On ne teste pas encore. On attend le contrôle.

~20 min · tout le groupe autour de la base

1. On bascule l'interrupteur du tableau de bord sur VENT. Les LED du dôme sont éteintes : sans vent, pas de lumière. Le silence dans la salle est parfait à ce moment-là.

2. CONTRÔLE N°4 : on approche le ventilateur, la grande hélice se lance, et l'éclairage de la base s'allume. On écrit sur la fiche à quelle distance le ventilateur doit être pour que ça tienne.

   • Deuxième mesure : combien de LED restent allumées en mode VENT contre le mode PILES. Il y en a moins, et c'est une vraie information : la production ne suffit pas encore pour tout.
   • Discussion de 3 minutes : « comment faire mieux la semaine prochaine ? » Les réponses des enfants (hélice plus grande, plusieurs éoliennes, ajouter le panneau solaire, stocker dans une batterie) sont notées sur l'affiche — on en réalisera une au mercredi 7.

3. Journal de bord (5 min) : coller le tableau des tours par forme de pale, dessiner son éolienne avec l'angle de ses pales, et noter la distance limite mesurée.

4. Annonce de la semaine prochaine : on pose sur la table un bocal avec des graines gonflées d'eau. « La base a de l'eau et de l'électricité. Il manque quelque chose de vivant. Mercredi prochain, on sème. »

~20 min · en réserve, si le groupe va vite

1. On enroule un fil sur l'axe de l'hélice, et on suspend un petit gobelet à l'autre bout.

2. Devant le ventilateur, l'hélice enroule le fil et soulève le gobelet. On ajoute des trombones un par un jusqu'à ce que ça bloque.

3. On note le record de chacun et on cherche ensemble ce que font les meilleures : hélice plus grande, pales bien inclinées, axe qui frotte peu.

4. Défi pour les plus grands : mesurer la hauteur soulevée et le temps mis, puis comparer deux hélices à égalité de vent.