Séance
Comment la méthanisation permet-elle de valoriser les biodéchets ?
Dans cette séance, les élèves démontreront expérimentalement que les biodéchets qui s'accumulent libèrent des biogaz qui peuvent être réutilisés par l'être humain. Pour cela, l’enseignant préparera quelques jours avant la fermentation d’un compost. Puis grâce au jeu Méthaval, les élèves découvriront les enjeux de la valorisation des déchets grâce à la méthanisation.
Situation déclenchante
- 30 min -
- Travaux dirigés - Expérimenter
Activité de l’élève
Les activités humaines génèrent beaucoup de déchets, en particulier des déchets issus d'organismes vivants (végétaux ou animaux). En partant d'un échantillon de compost amené par le professeur, les élèves se demanderont comment on peut extraire de l'énergie de ce type de déchets et par là-même le valoriser.
Après discussion avec le professeur, ils mettront en évidence que le compost libère un gaz appelé biogaz. C'est ce biogaz qui pourra être valorisé grâce à la méthanisation.
Consigne
Réalisez la manipulation répondant à la problématique : comment observer la production de biogaz à partir de déchets alimentaires ? Pour cela, vous vous aiderez de la fiche « Protocole d’observation du biogaz libéré par le compost.
Analysez ensuite les résultats obtenus et discutez des observations faites lors de la production de biogaz à partir des déchets alimentaires.
Rôle de l’enseignant
Mettre en place le matériel nécessaire à la démonstration.
Conseil à l’enseignant
La manipulation peut et doit être réalisée en amont quelques jours avant. De cette façon, le ballon aura commencé à gonfler. En utilisant du compost déjà mature, le gonflement se fait assez vite.
Production attendue
Compte-rendu de la manipulation répondant au problème posé.
Investigation
- 45 min -
- En groupe - Apprendre
Activité de l’élève
La méthanisation permet de valoriser des biodéchets et des matières organiques tout en préservant les ressources naturelles : c’est un atout considérable sur une planète aux ressources non extensibles.
L’élève utilise le jeu Méthaval et en particulier l’introduction et la réunion publique d’information et la partie 1. Il mettra en avant les différentes étapes de la méthanisation, ainsi que ses avantages et ses limites.
Consigne
A l’aide du jeu Méthaval, et après avoir écouté les arguments des différents participants de la réunion publique d’information, vous donnerez une définition simple de la méthanisation, puis vous détaillerez les étapes de la méthanisation. Enfin vous listerez les avantages et les limites de la méthanisation.
Le jeu Méthaval permet de faire acquérir aux élèves de collège, lycée général, technologique et professionnel, post bac) des compétences en éducation au développement durable dans différentes disciplines : technologie, sciences physiques, SVT, français, mathématiques, histoire-géographie...Le jeu permet de :sensibiliser les jeunes à la transition énergétique,comprendre les enjeux des énergies renouvelables au travers du biogaz produit par le procédé de méthanisation,découvrir le fonctionnement d’une unité de méthanisation.Méthaval propose de faire vivre les 4 étapes de développement d’un...RESSOURCES COMPLÉMENTAIRES
Methaval (version PC) [zip - 467.48 MB]
Rôle de l’enseignant
Il accompagne les élèves dans la découverte du jeu Méthaval.
Conseil à l’enseignant
L’enseignant pourra s’aider des éléments suivants :
– La méthanisation est un processus naturel de décomposition anaérobie des matières organiques par des micro-organismes, les bactéries méthanogènes. Ces bactéries décomposent les matières organiques, telles que les déchets alimentaires, en produisant du biogaz principalement composé de méthane (CH4) et de dioxyde de carbone (CO2). Ce processus se déroule naturellement dans les zones marécageuses, les décharges, les composteurs et les systèmes digestifs des animaux herbivores.
– La méthanisation présente plusieurs avantages importants :
- Source d'énergie renouvelable : production d'électricité, de chaleur, carburant pour les véhicules. Cela permet de réduire la dépendance aux combustibles fossiles et de contribuer à la transition énergétique vers des sources plus durables.
- Gestion des déchets alimentaires : transformés en biogaz et en digestat qui peut être utilisé comme fertilisant.
- Réduction des émissions de gaz à effet de serre : La méthanisation permet de capturer et d'utiliser le méthane produit lors de la décomposition des déchets alimentaires. Puissant gaz à effet de serre, sa capture permet de contribuer à la lutte contre le changement climatique.
Production attendue
Une définition simple de la méthanisation, les étapes de la méthanisation, les enjeux et les limites de la méthanisation.