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Les biocarburants représentent une problématique complexe qui a avantage à être examinée sous plusieurs angles. Tel que prescrit par le biais de la 2ème compétence disciplinaire, vous êtes invités à présenter à vos élèves des SAE qui favorisent la considération d’aspects divers (économique, environnemental, éthique, historique, politique, etc.) en vue de mettre en place des conditions propices à la construction d’une opinion éclairée au regard d’une problématique complexe. Il s’agit bien d’enseigner des connaissances disciplinaires tout en structurant une représentation interdisciplinaire et située. Considérant les prescriptions des programmes scolaires au 2ème cycle du secondaire et l’accent qui y est mis sur un enseignement des sciences devant contribuer à l’analyse de questions environnementales actuelles, dans un souci de situer l’enseignement des sciences dans ce contexte contemporain pour mieux en souligner la pertinence, mais aussi les limites, voici une démarche rigoureuse d’enseignement interdisciplinaire qui conjugue l’apprentissage de notions scientifiques et technologiques avec l’explicitation de considérations culturelles, politiques, sociales, économiques et éthiques pour documenter la problématique des biocarburants. Ce document représente un exemple possible d’une démarche d’enseignement/apprentissage d’îlot de rationalité. Il est le résultat de différents choix faits par les auteures. Lors de la réalisation de la SAE en classe, dans le cas où vous choisiriez d’adapter cet exemple, il est important de suivre rigoureusement chacune des grandes étapes de la démarche d’enseignement/apprentissage de l’îlot de rationalité afin de favoriser, chez les élèves, la construction d’une représentation interdisciplinaire et une réflexion critique sur la problématique des biocarburants, tout en contribuant à l’acquisition de connaissances scientifiques et au développement de compétences disciplinaires. De plus, il est à espérer que vous serez un acteur important pour amener vos élèves à réfléchir aux conditions de production des connaissances scientifiques et à leur mise en perspective en fonction des contextes culturels, politiques et économiques dans lesquels elles s’appliquent. La démarche de structuration d’un îlot de rationalité est intéressante pour initier les élèves à une réflexion métacognitive de type épistémologique sur le caractère négocié et situé de la construction des connaissances scientifiques Contexte Dans le contexte actuel où nous cherchons à réduire les émissions de gaz à effet de serre, comme le CO2, l'utilisation des biocarburants pour nos véhicules a longtemps été perçue comme une solution miracle. Les associations pour la protection de l'environnement mettent de plus en plus de pression sur les dirigeants afin qu'ils agissent pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) dans le but de freiner les effets du réchauffement climatique. Depuis le rapport du GIEC en 2007 indiquant l'importance de la contribution humaine dans le phénomène du réchauffement climatique, la population est de plus en plus sensibilisée à cette question. Dans certains pays, la question environnementale fait même partie des enjeux électoraux principaux. La tendance est donc à l'adoption de comportements et à la recherche de solutions permettant de donner un « coup de pouce » à l'environnement en trouvant des options de consommation permettant de réduire l'émission des gaz à effet de serre (GES). L'utilisation des biocarburants à été présentée au départ comme une solution «verte » favorable à la protection de l'environnement et fait partie de l'une des mesures adoptées par plusieurs pays. De plus, alors que les réserves de pétrole brut diminuent inexorablement, cette solution semblait constituer une bonne solution de rechange à cette source d'énergie non renouvelable. Toutefois, ces biocarburants sont de plus en plus critiqués par les groupes environnementaux : ces derniers attribuent aux biocarburants une responsabilité dans l'augmentation des prix des céréales, qui sont l'une des matières premières utilisées pour les biocarburants de première génération. On leur reproche également de faire de la concurrence à la culture destinée à l'alimentation sur le plan de la superficie des terres cultivées. De plus, l'augmentation de la superficie des terres destinée à la culture de céréales crée une accélération de la déforestation et de l'utilisation des pesticides et des engrais chimiques. Finalité Cette activité permet aux élèves de se forger une opinion sur la problématique des biocarburants et en particulier sur le bioéthanol et le biodiesel. La finalité est donc essentiellement démocratique, car elle vise à former des futurs citoyens capables de participer à des débats de société. En étant exposés à différentes perspectives et points de vue sur le sujet, les élèves se familiarisent avec l'argumentation et peuvent ainsi prendre position de manière éclairée. Par ailleurs, en permettant l'augmentation et la diversification de ses connaissances, l'élève est également amené à enrichir sa culture personnelle sur ce sujet, ce qui rejoint une finalité humaniste. Destinataire Cette activité est destinée à des élèves de secondaire 4, car le sujet des biocarburants s'inscrit parfaitement dans deux des problématiques du programme : celle du défi énergétique de l'humanité ainsi que celle des changements climatiques. De plus, cette activité est spécialement destinée aux élèves se trouvant dans le parcours Sciences et technologie puisqu'il s'agit essentiellement d'une démarche de construction d'opinions et que cette dernière est absente du parcours Applications technologiques et scientifiques. Produit Nous avons choisi de demander aux élèves de produire une brochure d'information qui englobe quatre points de vue choisis parmi les six principaux intervenants qui sont concernés par ce problème : compagnies pétrolières, agriculteurs, consommateurs, groupes environnementaux, distributeurs d'essence et organismes humanitaires. Avant toute recherche sur le sujet, nous avons identifié quels étaient nos clichés concernant cette problématique. Certains d'entre eux sont en contradiction, mais ils font tout de même partie de nos conceptions initiales sur ce sujet. Le cliché le plus évident que nous avons identifié est la réduction de la consommation de combustibles fossiles et la réduction de gaz carbonique. Cette option nous apparaissait donc moins polluante que l'utilisation du pétrole. Nous croyions aussi que c'était l'essence du futur et que les biocarburants allaient inévitablement finir par remplacer l'utilisation de l'essence traditionnelle. Nous pensions aussi qu'en cas de déversement, ce carburant serait moins dommageable pour l'environnement et que ce changement de consommation nous permettrait de diminuer notre dépendance envers les pays producteurs de pétrole. Nous avions aussi identifié le maïs comme étant la principale source de biocarburant. Néanmoins, nous n'avons pas identifié seulement des aspects positifs à la consommation de biocarburants. Les désavantages touchaient principalement le prix de l'essence et les effets sur les voitures. Nous pensions que nous devrions payer plus cher pour ce carburant « vert » que pour l'essence traditionnelle et qu'elle ne fonctionnerait pas avec tous les types de voiture. Nous pensions aussi que cette essence pourrait être plus dommageable que l'essence traditionnelle pour le moteur, qu'elle serait moins efficace, qu'elle risquerait davantage de geler en hiver (comme l'essence diesel) et que les points de vente étaient moins nombreux. D'un point de vue écologique, nous pensions aussi que cela risquerait d'augmenter la déforestation et que l'augmentation de l'agriculture du maïs constituerait une menace écologique.
ACTEURS ET ACTANTS Plusieurs acteurs entrent en jeu dans cette problématique. D'un côté, il y a les groupes environnementaux qui se préoccupent de ralentir le réchauffement climatique. D'un autre côté se trouvent les compagnies pétrolières et les pays producteurs de pétrole qui veulent augmenter leurs profits afin d'être le plus rentable possible. Les détaillants d'essence sont aussi impliqués dans cette question, car l'utilisation de l'éthanol risque de nécessiter une modification de leurs installations et de leurs pratiques habituelles. Il ne faudrait pas oublier les agriculteurs, qui fournissent la matière première pour la fabrication du bioéthanol de première génération. De plus, si les agriculteurs utilisent leurs récoltes pour la production de biocarburants, cela risque de toucher les consommateurs, puisque la demande en matière première (maïs, canne à sucre, betterave) risque d'augmenter, ayant pour conséquence d'élever le prix. CONTRAINTES (VALEURS, NORMES, CODES, MODÈLES, OBSTACLES, ETC.) Plusieurs contraites guident notre façon de voir cette problématique et la constuction de notre opinion. Premièrement, il est évident que les coûts engendrés par rapport aux bénéfices sont beaucoup moins importants que pour la production de l'essence régulière. Ainsi, d'un point de vue économique, cet aspect peut freiner plusieurs personnes dans leur volonté de s'engager dans la production de biocarburants. Plusieurs sociétés se préoccupent de plus en plus de s'assurer de la perpétuation des ressources naturelles afin d'en profiter à long terme. Ainsi, l'utilisation des biocarburants est l'une des solutions envisagées pour permettre le développement durable. Cette préoccupation permet de guider les opinions face à l'utilisation des biocarburants. Dépendance aux véhicules Dans la société nord-américaine, la très grande majorité des individus possèdent une voiture. Ce moyen de transport est donc omniprésent dans notre culture et il serait bien difficile de changer cette habitude. De plus, nous dépendons aussi des exportations et importations effectuées par divers véhicules. La déforestation La production de végétaux nécessite de grands espaces pour l'agriculture. Ainsi, en augmentant la demande pour la production de bioéthanol, on augmente la demande en espace agricole et, par conséquent, la déforestation. Ainsi, cet obstacle touche les valeurs de plusieurs acteurs impliqués dans cette problématique. De plus, la déforestation pour remplacer ces espaces par des champs diminue la capacité d'absorption de gaz carbonique et contribue ainsi au réchauffement climatique. De plus, les arbres coupés sont généralement brûlés, ce qui contribue davantage aux émissions de gaz à effet de serre (www.dossiersdunet.com/spip.php?article864). Les impacts sur les pays pauvres Les céréales sont à la base de l'alimentation. Elles constituent une ressource essentielle pour la subsistance des populations. La hausse de la demande pour les céréales dans un but de production de bioéthanol risque donc d'augmenter les coûts de la nourriture de base, pénalisant ainsi les populations moins bien nanties. ENJEUX Cette question touche des enjeux environnementaux, politiques et sociaux. Enjeux environnementaux Nous cherchons à réduire le plus possible nos émissions de gaz à effet de serre en limitant le plus possible les dégâts causés à l’environnement. Enjeux politiques Puisque nous sommes dépendants des transports dans notre vie de tous les jours et sur le plan de l’importation et de l’exportation de produits divers, il est évident que nous ne pouvons pas être complètement indépendants des pays producteurs de pétrole. Nous sommes donc à la recherche de solutions pour nous affranchir de cette dépendance. De plus, les lobbys agricoles et pétroliers risquent d’influencer les décisions prises au sein des gouvernements et de masquer les objectifs de développement durable et de volonté de ralentir le réchauffement climatique. Enjeux sociaux La production de biocarburants nous permettrait de créer de l’emploi grâce aux usines de production d’éthanol. Alors qu’il y aurait une augmentation de la richesse dans les pays bénéficiant de l’apparition de ces nouveaux emplois, les consommateurs, dont certains habitent dans des régions en voie de développement, risqueraient de voir le prix de leur alimentation grimper en flèche et d'appauvrir leur situation économique. TENSIONS ET CONTROVERSES Après avoir suscité pendant plusieurs années un espoir pour un carburant plus « propre » et constitué la solution de remplacement idéale au pétrole, les biocarburants de première génération sont à présent décriés selon différents points de vue par tous les groupes de protection de l’environnement. Sur le plan écologique, la production de bioéthanol s’avère une catastrophe dont on commence seulement à mesurer l’ampleur future : non seulement l’on s’aperçoit que le procédé de fabrication du bioéthanol génère en lui-même plus de GES que la diminution enregistrée lors de sa combustion dans les véhicules, mais en plus l’augmentation des surfaces cultivables destinées à sa production provoque une augmentation de la déforestation ainsi qu’une utilisation accrue de pesticides et d’engrais chimiques. Par conséquent, les surfaces cultivées à des fins alimentaires diminuent en proportion, ce qui a déjà commencé à causer une pénurie de ressources alimentaires à l’échelle mondiale, ayant pour conséquence économique une augmentation des prix des céréales et du maïs en particulier. Pour cette raison, les organisations d’aide alimentaire aux pays pauvres crèvent leur budget et ne sont plus à même de fournir une aide alimentaire comparable à ce qu’il fournissaient auparavant. SCÉNARIOS ENVISAGEABLES Le scénario le plus intéressant à court terme est l'essor des biocarburants de seconde génération. Ceux-ci sont produits à partir de matière cellulosique et ligneuse (bois, feuilles, huiles de patates frites), souvent à partir de déchets organiques, et ne sont donc pas en concurrence avec les cultures à vocation alimentaire. D'autres matières premières sont également à l'étude, comme les microalgues ou l'ulve (laitue de mer). Cette avenue est encore au stade de recherche et de développement. Si toutefois le scénario de l’essor du bioéthanol se réalisait, on assisterait alors à une grave crise agricole, environnementale et alimentaire. En effet, l’augmentation des terres agricoles vouées à la culture du maïs entraînerait la déforestation, l’augmentation de l’utilisation des pesticides, l’augmentation de la pollution des cours d’eau et l’augmentation des prix de la nourriture. Un autre scénario possible serait d’améliorer la combustion à l’intérieur des moteurs à essence et de poser des filtres-catalyseurs à leur sortie d’échappement pour diminuer la production de gaz à effet de serre des véhicules. Ce scénario est déjà très avancé en ce moment. En ce qui concerne les véhicules, un scénario de transformation des moteurs à essence pour des moteurs utilisant une autre source d’énergie pourrait être envisagé. En ce moment, on voit apparaître des véhicules électriques ou hybrides. Il est aussi question de véhicules utilisant l’hydrogène comme énergie de propulsion. Ces nouvelles avenues pourraient être de plus en plus présentes sur le marché. Boîtes noires à ouvrir
Disciplines à mobiliser
Spécialistes à consulter
Sélectionner les aspects à intégrer dans la synthèse finale Cet îlot de rationalité a été développé en lien avec le DGF environnement et consommation. Ce projet concernant les biocarburants a été élaboré sous la forme d’un îlot de rationalité, puisque cette formule pédagogique permet de construire des connaissances sur un sujet qui se veut être interdisciplinaire, et s’appuyer sur les connaissances initiales des élèves tout en permettant d’incorporer différentes orientations ainsi que différents points de vue. Les élèves auront, entre autres, à prendre connaissance des principes liés à l’environnement et à comprendre les impacts d’une consommation et d’une utilisation responsables des biens et des services qu’ils utilisent, dans la perspective de favoriser le développement durable. Également, les élèves devront prendre conscience de tous les aspects qui touchent le domaine de la consommation (sociaux, économiques, éthiques). Nous souhaitons aborder ces éléments en favorisant le développement des compétences disciplinaires 2 et 3. Nous voulons mettre à profit les connaissances scientifiques des élèves (construction de son opinion en lien avec les biocarburants) tout en leur permettant de communiquer leurs connaissances à caractère scientifique (participation à des échanges d’informations, interprétation de textes, production et transmission de messages). Les différentes étapes du projet leur permettront d’utiliser diverses compétences transversales, particulièrement celles touchant les compétences d’ordre intellectuel, par l’exploitation de l’information, et d’ordre personnel et social, par la coopération. Tous ces apprentissages seront possibles grâce à la présentation de plusieurs concepts prescrits trouvés au sein des différents univers. Sur le plan de l’univers terre et espace, le concept de l’atmosphère sera discuté puisqu’il est en lien direct avec l’effet de serre, ainsi que le cycle du carbone, un constituant important des cycles biogéochimiques. Pour l’univers matériel, la présentation des notions d’énergies nous permettra d’expliquer le balancement d’équations chimiques simples, permettant l’interdisciplinarité en touchant davantage les aspects biologique, chimique et mathématique des sciences ainsi que l’éthique du sujet. Pour conclure, un aspect de l’enseignement de l’énergie et du cycle du carbone ainsi que les principes de la photosynthèse et de la respiration animale pourront être intégrés à la planification de cours. Finalement, la dynamique des écosystèmes trouvée dans l’univers vivant sera exposée par la présentation du flux de la matière et de l’énergie. Une présentation PowerPoint a été élaborée pour présenter cet îlot de rationalité sur les biocarburants.
Hiérarchiser les données listées 1. Effet de serre et réchauffement climatique 2. Biocarburants 3. Ressources énergétiques 4. Cycles du carbone 5. Balancement d'équation chimique simple 6. Déforestation 7. Agriculture et économie
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Cours 1
Cours 2
Cours 3
Cours 4
Cours 5
Cours 6
L'effet de serre :
Le cycle du carbone :
Les biocarburants : Les ressources renouvelables :
Liens intéressants :
Les impacts sur l'agriculture :
Vous pouvez télécharger, d’un seul clic, tous les fichiers accompagnant la SAÉ. Vous trouverez ici la présentation powerpoint réalisée par les étudiants concepteurs de cette SAÉ. | |||
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Les biocarburants  |
