Vidéo 1 : Les différentes formes d'énergie
Durée estimée : 3 min 38 s
Électrique, cinétique, potentielle, thermique, lumineuse : les cinq formes d'énergie et leur transformation en chaleur
Niveau 1 : Comprendre les bases
Commencez par observer ces vidéos pour comprendre les concepts fondamentaux.
Vidéos à regarder
Vidéo 2 : Indice énergétique et indice de réparabilité
Durée estimée : 2 min 09 s
Comment lire l'indice énergétique (A à G) et l'indice de réparabilité (1 à 10) pour choisir un appareil durable
Consigne : Regardez attentivement les vidéos ci-dessus. Prenez des notes si nécessaire. Lorsque vous vous sentez prêt, passez à l'onglet suivant pour tester vos connaissances.
Niveau 1 : Vérification des connaissances
Répondez aux questions suivantes pour valider ce niveau. Vous devez obtenir toutes les bonnes réponses pour continuer.
Niveau 2 : Explorer en détail
Cliquez sur chaque élément de la chaîne ci-dessous pour découvrir son rôle et ses caractéristiques.
Chaîne de fonctionnement
Capteur de température
Description détaillée :
Acquiert l'information sur l'environnement. Il transforme une grandeur physique (température) en un signal électrique transmis au microcontrôleur. Dans le système TAPO, c'est la sonde T310/T315 qui mesure la température ambiante de la pièce.
Microcontrôleur (TAPO)
Description détaillée :
Traite les informations et commande les actionneurs. C'est un circuit électronique programmable qui reçoit les signaux des capteurs, les compare à la consigne programmée, et envoie des signaux de commande. C'est le « cerveau » du système domotique (hub H100).
Interface Homme-Machine (IHM)
Description détaillée :
Permet à l'utilisateur d'interagir avec le système. L'application TAPO sur smartphone est une IHM : elle permet d'envoyer des informations au microcontrôleur (consigne de température, programmation horaire) et de recevoir des informations (température mesurée, consommation).
Actionneur (prise connectée)
Description détaillée :
Exécute la commande du microcontrôleur. La prise connectée P110M est un actionneur : elle reçoit l'ordre d'allumer ou d'éteindre le radiateur électrique. Elle agit sur le circuit de puissance de l'appareil chauffant.
Consigne : Explorez tous les éléments en cliquant dessus. Une fois que vous avez découvert toutes les informations, passez au quiz pour valider ce niveau.
Niveau 2 : Maîtriser les détails
Testez votre compréhension approfondie du système.
Niveau 3 : Répondre à la problématique
Explorez les objets ci-dessous pour trouver les indices qui vous permettront de répondre à la problématique.
❓ La problématique
Problématique : Le professeur a installé un chauffage d'appoint dans la réserve de technologie et l'a connecté au système domotique TAPO pour le piloter à distance. Mais voilà : impossible d'allumer le chauffage depuis l'application TAPO ! Explorez les quatre composants du système, puis répondez à la problématique : pourquoi la commande envoyée par l'application n'atteint-elle jamais le chauffage, et quel appareil aurait fallu choisir ?
Zone d'exploration
Cliquez sur chaque objet pour découvrir des indices :
🔌
Prise connectée TAPO P110M
Indice : La prise connectée fonctionne parfaitement. Elle est alimentée, connectée au Wi-Fi, et répond quand on la teste avec une lampe. Le problème ne vient pas d'elle.
🌡️
Capteur de température T310
Indice : Le capteur de température fonctionne : il mesure bien la température de la réserve et transmet l'information au hub TAPO. Les piles sont neuves.
📱
Application TAPO (IHM)
Indice : L'application TAPO est bien configurée : la programmation horaire est correcte et la consigne de température est réglée à 19°C. L'application communique bien avec le hub.
🔥
Radiateur installé
Indice : Le radiateur qui a été choisi et installé est un poêle à pétrole RS-4022. Il fonctionne au combustible chimique (pétrole) et n'a pas de prise électrique. Il ne peut pas être piloté par une prise connectée TAPO !
Vos réponses
Remplissez les deux cadres ci-dessous : le premier expose ce que vous avez constaté, le second ce que vous proposez de faire.
Mon diagnostic
Après avoir exploré les quatre composants, formulez votre diagnostic : pourquoi la commande envoyée par l'application n'atteint-elle jamais le chauffage ? Nommez l'élément en cause et l'indice qui le prouve.
Ma proposition de solution
Proposez maintenant la solution : quel chauffage faut-il choisir à la place, et pourquoi celui-là fonctionnera-t-il avec la prise connectée TAPO ? Précisez le ou les critères qui guident ce choix.
Niveau 4 : Concevoir votre solution
Il n'y a pas de bonne ou mauvaise réponse. L'important est de réfléchir, d'exprimer vos besoins et de concevoir une solution qui vous est propre.
🎯 Le défi
Situation : Votre collège souhaite équiper plusieurs salles d'un système de chauffage d'appoint pilotable à distance via TAPO, tout en réduisant l'impact environnemental et la facture énergétique. Vous devez concevoir une solution adaptée aux contraintes scolaires (horaires fixes, budget limité, sécurité, salles non occupées le soir).
Étapes de conception
Étape 1 : Identifier le besoin
Quels sont les problèmes actuels du chauffage au collège ? Qui sont les utilisateurs ? Quelles sont leurs attentes (confort, économies, sécurité) ?
Étape 2 : Exprimer vos contraintes
Listez les contraintes : budget maximal, compatibilité avec TAPO, sécurité (local fermé), impact environnemental (CO₂, indice énergétique), normes...
Étape 3 : Imaginer des solutions
Proposez au moins 2 approches différentes (ex: radiateurs électriques radiants sur prises connectées, poêle à granulés avec thermostat connecté, plancher chauffant...).
Étape 4 : Choisir et justifier
Quelle solution retenez-vous ? Comparez les avantages et inconvénients de chaque approche (classe énergétique, CO₂, coût, compatibilité TAPO). Justifiez votre choix.
Étape 5 : Schématiser votre solution
Décrivez le fonctionnement technique : quels capteurs ? Quel microcontrôleur (TAPO) ? Quels actionneurs ? Comment l'installation se déroulerait-elle ?
📚 Synthèse de l'activité
Voici les points clés à retenir de cette activité. Ces fiches constituent la conclusion de votre parcours d'apprentissage.
📖 Critères de choix d'un OST (N1 - Connaissance)
Indice énergétique :
Note de A à G qui indique la consommation d'énergie d'un appareil (A étant le plus économe). Permet de comparer les appareils entre eux.
Indice de réparabilité :
Note de 1 à 10 (10 étant le plus facile à réparer) qui indique la facilité de réparation d'un appareil. Permet de choisir un appareil durable.
Notice technique :
Document court et concis contenant les informations essentielles : couverture, table des matières, mode d'emploi, consignes de sécurité, dépannage, garantie.
Sources d'énergie :
Trois types : énergies renouvelables (solaire, éolien), énergies chimiques (gaz, pétrole, granulés), énergie nucléaire.
📖 Chaîne d'information domotique (N2 - Compréhension)
Capteur → Microcontrôleur → IHM → Actionneur :
Le capteur acquiert l'information (température), le microcontrôleur la traite et décide, l'IHM permet à l'utilisateur d'interagir, l'actionneur exécute la commande (allumer/éteindre).
Système TAPO :
Le système TAPO est une chaîne d'information complète : sonde T310 (capteur), hub H100 (microcontrôleur), application smartphone (IHM), prise P110M (actionneur). Il ne pilote que des appareils électriques.
📖 Diagnostic de compatibilité (N3 - Application)
Vérifier la compatibilité domotique :
Pour qu'un chauffage soit compatible avec TAPO, il doit être électrique (branché sur une prise connectée). Un chauffage chimique (pétrole, gaz, granulés) ne peut pas être piloté par une prise connectée.
Méthode de diagnostic :
Tester chaque composant individuellement (prise, capteur, application), puis vérifier la nature de l'OST choisi. Un système fonctionnel ne sert à rien si l'appareil n'est pas compatible.
📖 Conception responsable (N4 - Création)
Choix multicritère :
Un OST durable se choisit selon 4 critères : qualité (robuste), efficacité énergétique (classe A), durabilité (réparable), recyclabilité (recyclable en fin de vie).
Compatibilité technique :
Avant d'installer un système domotique, vérifier la compatibilité entre l'OST choisi et le système de pilotage : un chauffage chimique ne peut pas être piloté par une prise connectée électrique.
💡 Astuce : Relisez régulièrement ces fiches pour consolider vos connaissances. Elles constituent la base pour les activités suivantes.
🎉 Activité Bonus Déverrouillée !
Félicitations ! Vous avez terminé tous les niveaux. Voici une activité ludique pour approfondir vos connaissances de manière amusante.
🎮 Défi ludique
Mettez vos connaissances à l'épreuve avec ces jeux éducatifs en ligne :
Simulateur d'impact carbone du chauffage
Comparez l'impact carbone des différents modes de chauffage (électricité, gaz, pétrole, granulés) avec le simulateur officiel de l'ADEME.
Jouer maintenant →Durée : 10 minutes
Simulateur de maison intelligente (PhET)
Expérimentez les conversions d'énergie (électrique → thermique) et visualisez les transferts thermiques dans une maison.
Jouer maintenant →Durée : 15 minutes
Défi Scratch : Programme ton thermostat
Crée un programme qui simule un thermostat : si la température descend sous 19°C, allume le chauffage ; si elle dépasse 21°C, éteins-le.
Jouer maintenant →Durée : 20 minutes
🏆 Bravo ! Vous avez complété l'intégralité de l'activité. Continuez à explorer et à apprendre !