Exemples pour le 2nd degré

CO2 et développement durable

DGESCO/I.G.E.N.

L'Homme, la ville et la planète

Aborder le CO2 revient à mettre l'effet de serre très rapidement au centre de l'étude. Il s'agit d'une entrée que les programmes de seconde rendent facile à partager entre disciplines.

CO2 et thèmes associés à l'environnement et au développement durable

Le CO2 est au centre de problématiques du développement durable :

  • produit lors de la combustion des produits carbonés (fossiles ou non) utilisés comme source d'énergie
  • fixé ou émis par les êtres vivants (photosynthèse, respiration et certaines fermentations)
  • gaz à effet de serre dont l'évolution de la concentration atmosphérique est rendue responsable de la tendance au réchauffement climatique global.
  • interactions entre biosphère et hydrosphère (océans), puits de carbone.

Traiter de ces questions implique la maîtrise d'un certain nombre de notions et de contenus dont certains sont présentés ci-dessous. Les flèches vont dans le sens des causes aux effets. Le système peut bien sûr être complété.

Traiter du CO2 implique de comprendre

  • les mots et expressions contenues dans les différentes cases
  • les mécanismes correspondant aux phénomènes reliant les causes aux effets, c'est à dire les cases entre elles.

Les différentes disciplines peuvent, dans le cadre de leurs programmes contribuer à éclairer ces différents points.

Histoire-Géographie
Physique-Chimie
SVT

Géographie

Dynamique urbaine et environnement urbain

L'environnement urbain
« la ville est envisagée dans son environnement (friches urbaines, espaces verts...) »
« les sociétés doivent réfléchir aux types de transports urbains »

Chimie

Partie III Transformations de la matière

1. Outils de description d'un système
1.2 Concentration molaire des espèces moléculaires en solution Notion de solvant, soluté, solution et solution aqueuse.
Dissolution d'une espèce moléculaire.
Concentration d'une espèce moléculaire en solution non saturée.
Dissolution d'une solution.

2. transformation chimique d'un système
2.2 Bilan de matière
Initiation à l'avancement
Expression des quantités de matière en moles

Partie I
La planète Terre et son environnement

Planète Terre et environnement global

L'effet de serre résulte comme sur Mars et Vénus de la présence d'une atmosphère.

L'atmosphère terrestre a une composition chimique et une structure thermique qui varient avec l'altitude. Les mouvements atmosphériques sont rapides (de l'ordre de la dizaine de m.s-1) et permettent un mélange efficace des gaz et polluants (CO2, CFC, poussières, etc.) à l'échelle planétaire.

Les cycles du CO2.
Ils montrent comment la lithosphère, l'hydrosphère, l'atmosphère et la biosphère sont couplées. Influence de l'homme. Action sur la température de surface.

Évolution historique de la composition de l'atmosphère :
La courbe des teneurs en CO2 et O2 de l'atmosphère terrestre depuis 4, 5 milliards d'années.
La courbe des températures fossiles et des teneurs en CO2 au cours du quaternaire récent déterminée grâce à l'étude des isotopes de l'oxygène et des inclusions gazeuses des carottes polaires.

Histoire

L'Europe en mutation dans la première moitié du XIXème siècle

Le démarrage de l'industrialisation (il s'accompagne d'un début d'augmentation du dégagement de CO2).

Physique

Partie I
Exploration de l'espace

2. Messages de la lumière
2.2 Les spectres d'émission et d'absorption

Questionner autour du CO2 : le choix d'une problématique

Le point de départ pris ici est « la contribution du CO2 à l'effet de serre ». Si l'on veut comprendre pour débattre correctement sur ce sujet, il est nécessaire d'avoir un certain nombre de connaissances de base, acquises de façon rigoureuse par les méthodes adéquates.
Ainsi, autour de la relation CO2/effet de serre, différentes questions appellent différentes disciplines, selon leurs compétences propres et un angle d'attaque particulier (une des richesses de la co-disciplinarité).
Le codage des couleurs des questions renvoie aux différentes disciplines indiquées dans les cadres.

Chaque année, l'extension urbaine aménage plusieurs milliers d'ha, mais en fait diminue d'autant l'espace « naturel » : bilan des impacts, réflexion sur la ville et ses limites...

Mise en œuvre

Le thème « effet de serre » doit être choisi en commun pour plusieurs disciplines (au moins deux) ; une problématique générale posée dans la perspective d'un débat ou pour éclairer une controverse amène à formuler ces différentes questions.

Une fois les enseignements réalisés et les concepts mis en place, un bilan peut être établi afin de répondre aux interrogations communes initiales, l'ECJS par exemple, en présence des professeurs concernés.

Des concepts clés liés au développement durable peuvent être extraits. Les modalités choisies doivent préserver la liberté de chacun de pratiquer ses choix et exclure tout militantisme.

  • Utilisation de l'énergie fossile par l'Homme et changement climatique : réalité et perspective ?
  • CO2 et effet de serre : annonce catastrophiste ou réalité ?
  • Responsabilité individuelle et conséquences globales : est-il vraiment utile de limiter ses émissions de CO2 ?
  • Faut-il et peut-on lutter contre l'effet de serre ? Si oui, comment agir pratiquement et durablement ?
  • Liberté individuelle -enjeux globaux : faut-il culpabiliser les utilisateurs de la voiture ?
  • De l'auto au vélo : enjeux réels vis à vis de l'effet de serre ou geste symbolique ?
  • Plus de ville et moins de « nature » ? Quel « nature » dans la ville ?
  • Pour toutes ces questions, ou pourra aussi consulter la fiche « zoom -eau » - 1ère ES à propose de la démarche DPSIR (découplage au niveau de la driving force) :
    «Développer la vie à la campagne ? Le télétravail : découpler le travail de l'émission de CO2, mais avec quelles conséquences (efficacité, sociabilité).

À l'échelle de l'établissement

Dans l'optique d'une gestion écoresponsable, un tel travail peut aider à responsabiliser les élèves, si ce n'est la totalité des acteurs de l'établissements si la synthèse de ce travail peut s'intégrer dans des actions plus vastes (utilisations et économie d'énergie, réalisation d'un « bilan carbone », valeur exemplaire des actions à l'école).

Le remplissage des « pétales » n'est qu'amorcé et peut être complété

CO2 ET EFFET DE SERRE : DE LA CONNAISSANCE À L'ACTION

Échelles d'espace : Local - Global

  • mobilité de l'atmosphère et effet global des émissions locales
  • hétérogénéité locale des effets du changement climatique global

Temps & temps long

  • agir aujourd'hui pour limiter un effet dans vingt ans
  • effet "retard", inertie des systèmes

Approche systémique

  • nécessité de consommer de l'énergie (énergie fossile entre autres)
  • contradiction avec les objectifs environnementaux globaux

Citoyenneté - Responsabilité - Solidarité

  • forte présomption entachée d'incertitudes
  • précaution / responsabilité individuelle
  • quel chauffage ? quel transport ?
  • réflexion sur l'impact collectif des comportements individuels possibles

Références

DUCROUX J.-B., L'effet de serre, réalité, conséquences et solutions, Editions du CNRS, 2004 : beaucoup de données et des idées très simples et clairement exprimées
PETIT, Qu'est-ce que l'effet de serre et ses conséquences sur l'avenir du climat, Vuibert, coll. "Planète vivante" : par chercheur ayant représenté la science au Groupe intergouvernemental sur l'évolution climatique (GIEC)

Mis à jour le 06 septembre 2009
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