Comment éclairer l'allée d'un EHPAD, à moindre coût ?
Cet EHPAD (Établissement d'hébergement pour personnes âgées dépendantes) dispose de peu de moyens financiers pour éclairer une allée empruntée par différents personnes. Ce lieu n'est pas exposé au vent.
Sommaire
I) Émettre des hypothèses permettant de produire l'énergie électrique nécessaire pour éclairer l'allée.
II) Proposer un protocole d'expérience.
document élève
III) Mener une expérience.
IV) Amélioration du produit.
I) Émettre des hypothèses permettant de produire l'énergie électrique nécessaire pour éclairer l'allée.
Situation : Un EHPAD se retrouve confronter à une recrudescence de chutes de seniors lors de déplacements de leur espace de vie pour rejoindre le réfectoire pour prendre leur repas.
Question 1) Après avoir consulté les sites de « Santé publique France » et « De la téléassistance », Identifie les trois principaux dangers qui menacent les résidents de l'EHPAD lors de leurs déplacements nocturnes. Pourquoi l'éclairage actuel est-il le facteur déterminant de ces accidents ?
ressources:
Question 2) À l'aide du diagramme ci dessous, reformule avec tes propres mots la mission principale du futur système. En quoi cette mission répond-elle précisément au problème de sécurité identifié précédemment ?
aide
Question 3) Explore trois sources d'énergie différentes (renouvelables ou non) pour alimenter ce système. Pour chacune, évalue sa faisabilité technique et son impact environnemental. Quelle source te semble la plus "éthique" pour un établissement de santé ? Présente le travail sous la forme d’une carte mentale.
ressources:
aide
Bilan : Validez en équipe la solution répondant au besoin de l'EHPAD. Choisissez un membre du groupe pour présenter oralement votre démarche de conception et les avantages de votre projet à la classe
Question 5.1) Avant de choisir une solution, identifiez les exigences techniques à respecter. Complétez le tableau suivant en relevant les valeurs cibles dans le diagramme des besoins:
Question 5.2)Parmi les solutions imaginées par votre équipe, laquelle remplit l'ensemble de ces conditions ? Justifiez votre choix en comparant votre solution aux valeurs du tableau précédent.
aide
II) Proposer un protocole d'expérience.
Question 1) Avant de valider l'achat massif de ces balises pour l'EHPAD, vérifions les promesses du fabricant. Relève dans la documentation la capacité théorique de la batterie (en mAh) et l'autonomie d'éclairage annoncée. Notez les valeurs relevées : La capacité de charge maximale de l'énergie électrique (mAh): _______________ L'autonomie d'éclairement en heures : ___________ Selon toi, cette autonomie est-elle suffisante pour couvrir une nuit complète d'hiver (environ 14h d'obscurité) ?
Question 2) Proposer un protocole d'expérience.
Contexte de l’expérience à mener: Maintenant que nous connaissons l’autonomie d’éclairement annoncé par le fabricant nous allons pouvoir mener deux expériences pour vérifier si l’autonomie réelle de l’éclairement correspond bien à celle indiquée par le fabricant. Pour cela nous avons besoin de relever : • d’une part la tension et l'intensité électrique produites par la cellule photovoltaïque de la balise solaire en fonction de l'éclairement lumineux auquel elle est exposée, • d’autre part la tension et l'intensité électrique absorbées par la lampe de la balise solaire.
aide
ressources:
III) Mener une expérience.
La performance de durée d'éclairement annoncée par le fabriquant de la balise solaire s'applique t-il dans la réalité ?
Partie 1) la charge de la batterie
Maintenant que nous connaissons la durée de charge indiquée par le fabricant, nous allons mener une expérience pour vérifier si cette valeur correspond bien à la réalité. Pour cela, nous allons mesurer la tension et l'intensité électriques produites par la cellule photovoltaïque de la balise solaire, ainsi que l’éclairement lumineux auquel elle est exposée. Contexte de l’expérience : Dans cette expérience, nous avons besoin de mesure la tension, l'intensité du courant électriques produites par la cellule photovoltaïque de la balise solaire et l'éclairement lumineux auquel elle est exposée. Protocole expérimental : À partir du protocole réalisé lors de l’activité précédente (défi n°1), suivez les étapes ci-dessous pour obtenir les mesures souhaitées.
aide
La performance de durée d'éclairement annoncée par le fabriquant de la balise solaire s'applique t-il dans la réalité ?
Partie 2) la décharge de la batterie
Contexte de l’expérience :Nous allons pouvoir vérifier si la durée de fonctionnement de l'éclairage présentée par le fabriquant correspond à celle constatée dans la réalité. Pour cela nous avons besoin de relever la tension et l'intensité du courant électrique absorbées (consommées) par la lampe de la balise solaire. Protocole expérimental : À partir du protocole réalisé lors de l’activité précédente (défis n°2), suivez les étapes ci-dessous pour obtenir les mesures souhaitées :
Partie 3 ) Calculs de la capacité et de l'autonomie de la balise solaire
Question 1) à partir des valeurs trouvées, calculer la durée de fonctionnement de l'éclairement de la lampe de la balise solaire.Déterminer par le calculer la charge d’une batterie (mAh) pour une durée de charge de 12 heures.
Question 2) Pour vérifier que la capacité maximale de la batterie n'est pas dépassée pendant les 12 heures de charge.
Question 3) Calculer l’autonomie d’éclairement
Question 4) Comparer le résultat obtenu après mesures et calculs avec la durée maximale d’éclairage en heure indiquée par le fabricant. Selon vous, que faut-il faire pour que la durée d’éclairage réelle corresponde à celle annoncée par le fabricant.
IV) Amélioration du produit.
Le produit ne répond pas encore aux attentes du cahier des charges.
Question 1) Vous devez proposer des améliorations pour corriger ces défauts. Vous pouvez vous aider d'une Intelligence Artificielle pour trouver des solutions techniques.
Formule à appliquer :
Défi n°2 : La consommation est-elle optimisée ?
Le fabricant prétend que la DEL consomme très peu. Conçois un protocole expérimental pour mesurer l'énergie absorbée par la lampe lorsqu'elle est allumée. En comparant tes résultats avec ceux du panneau solaire, prédis si la batterie va se vider plus vite qu'elle ne se recharge.Détaille ta méthode (schéma normalisé et texte) pour mesurer simultanément la tension (U) et l'intensité (I) à la sortie de la DEL.
A) À l’aide des fiches ressources de l’utilisation de l’ampèremètre du voltmètre, trace les traits (uniquement des traits droits horizontaux et verticaux) représentant le câblage de l’ampèremètre (en C1, C2, C3, ou C4) pour relever l’intensité et le voltmètre (en C1, C2, C3, ou C4) pour relever la tension.
B) Brancher les différents matériels C) Régler les appareils de mesure sur le bon calibre D) Appeler le professeur pour vérification. Corriger, si nécessaire. E) Indiquer le sens de circulation du courant sur le circuit à l’aide d’une flèche sur le fil. F) Indiquer la tension à l’aide d’une flèche parallèle à la batterie. G) Effectuer les mesures et noter les résultats.
Les grandeurs à mesurer :
- L'intensité du courant produite
- La tension produite
Question 7) Soutenance orale (Le Pitch) : Le conseil d'administration de l'EHPAD vous reçoit. En 3 minutes chrono, présentez votre démarche : du problème identifié (la sécurité des seniors) jusqu'à votre solution technique. Votre objectif : obtenir leur feu vert pour l'installation !
Formule à appliquer : Capacité chargée (mAh) =
Intensité produite (mA) × Durée d'exposition (h)
Donnée :On considérera qu’une journée de charge correspond à 12h.
Donnée : Capacité maximale de la batterie : 800 mAh.
- Ouvrez le fichier « Simulation production d’énergie d’une balise solaire» à l’aide du logiciel LibreOffice Calc.
- Complétez la cellule (fond gris) « Intensité du courant produite en mA » dans le tableau correspondant à l'heure de votre mesure.
- Saisissez la formule « Somme » dans la cellule D19 (fond jaune) pour calculer l'énergie produite sur une journée en mAh. Résultat attendu : Notez l'énergie produite et stockée au bout d’une journée de charge en mAh.
- Proposez une formule dans la cellule D24 (fond vert) pour vérifier si la charge de la batterie permet à la lampe LED d'éclairer pendant 6 heures la nuit.
A) À l’aide des fiches ressources d’utilisation de l’ampèremètre du voltmètre, trace les traits (uniquement des traits droits horizontaux et verticaux) représentant le câblage de l’ampèremètre (en C1, C2, C3, ou C4) pour relever l’intensité et le voltmètre (en C1, C2, C3, ou C4) pour relever la tension.
B) Brancher les différents matériels C) Régler les appareils de mesure sur le bon calibre D) Appeler le professeur pour vérification. Corriger, si nécessaire. E) Indiquer le sens de circulation du courant sur le circuit à l’aide d’une flèche sur le fil. F) Indiquer la tension à l’aide d’une flèche parallèle à la batterie. G) Effectuer les mesures et noter les résultats.
Les grandeurs à mesurer :
- l'Éclairement lumineux
- L'intensité du courant produite
- La tension produite
Question 6) Rédaction du dossier technique (ENT) :
En tant qu'ingénieurs-conseils, publiez sur l'ENT votre "Note de Préconisation" destinée à la direction de l'EHPAD. Utilisez le plan structuré pour démontrer que votre solution est la plus fiable et la plus économique. N'oubliez pas d'insérer un visuel ou un schéma de votre solution pour convaincre votre lecteur.
FICHE METHODE PROPOSER UN PROTOCOLE
FICHE METHODE UTILISER UN AMPEREMETRE
FICHE METHODE UTILISER UN VOLTMETRE
Document technique :
La balise solaire à piquer "Yuki" de 10 lumens, idéale pour décorer votre jardin ou votre allée. Fabriquée en métal, elle résiste aux intempéries. De plus, son ampoule LED filament offre une lumière douce et agréable. Son autonomie est de 6 heures.
Défi n°1 : La source d'énergie est-elle fiable ?
Imagine une expérience pour mesurer l'énergie réellement produite par le panneau solaire sous différentes conditions (plein soleil, ciel couvert, ombre). Détaille ta méthode (schéma normalisé et texte) pour mesurer simultanément la tension (U) et l'intensité (I) à la sortie de la cellule photovoltaïque.
Comment éclairer l'allée d'un EHPAD, à moindre coût ?
Mme Vaquer
Created on February 17, 2026
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Comment éclairer l'allée d'un EHPAD, à moindre coût ?
Cet EHPAD (Établissement d'hébergement pour personnes âgées dépendantes) dispose de peu de moyens financiers pour éclairer une allée empruntée par différents personnes. Ce lieu n'est pas exposé au vent.
Sommaire
I) Émettre des hypothèses permettant de produire l'énergie électrique nécessaire pour éclairer l'allée.
II) Proposer un protocole d'expérience.
document élève
III) Mener une expérience.
IV) Amélioration du produit.
I) Émettre des hypothèses permettant de produire l'énergie électrique nécessaire pour éclairer l'allée.
Situation : Un EHPAD se retrouve confronter à une recrudescence de chutes de seniors lors de déplacements de leur espace de vie pour rejoindre le réfectoire pour prendre leur repas.
Question 1) Après avoir consulté les sites de « Santé publique France » et « De la téléassistance », Identifie les trois principaux dangers qui menacent les résidents de l'EHPAD lors de leurs déplacements nocturnes. Pourquoi l'éclairage actuel est-il le facteur déterminant de ces accidents ?
ressources:
Question 2) À l'aide du diagramme ci dessous, reformule avec tes propres mots la mission principale du futur système. En quoi cette mission répond-elle précisément au problème de sécurité identifié précédemment ?
aide
Question 3) Explore trois sources d'énergie différentes (renouvelables ou non) pour alimenter ce système. Pour chacune, évalue sa faisabilité technique et son impact environnemental. Quelle source te semble la plus "éthique" pour un établissement de santé ? Présente le travail sous la forme d’une carte mentale.
ressources:
aide
Bilan : Validez en équipe la solution répondant au besoin de l'EHPAD. Choisissez un membre du groupe pour présenter oralement votre démarche de conception et les avantages de votre projet à la classe
Question 5.1) Avant de choisir une solution, identifiez les exigences techniques à respecter. Complétez le tableau suivant en relevant les valeurs cibles dans le diagramme des besoins:
Question 5.2)Parmi les solutions imaginées par votre équipe, laquelle remplit l'ensemble de ces conditions ? Justifiez votre choix en comparant votre solution aux valeurs du tableau précédent.
aide
II) Proposer un protocole d'expérience.
Question 1) Avant de valider l'achat massif de ces balises pour l'EHPAD, vérifions les promesses du fabricant. Relève dans la documentation la capacité théorique de la batterie (en mAh) et l'autonomie d'éclairage annoncée. Notez les valeurs relevées : La capacité de charge maximale de l'énergie électrique (mAh): _______________ L'autonomie d'éclairement en heures : ___________ Selon toi, cette autonomie est-elle suffisante pour couvrir une nuit complète d'hiver (environ 14h d'obscurité) ?
Question 2) Proposer un protocole d'expérience.
Contexte de l’expérience à mener: Maintenant que nous connaissons l’autonomie d’éclairement annoncé par le fabricant nous allons pouvoir mener deux expériences pour vérifier si l’autonomie réelle de l’éclairement correspond bien à celle indiquée par le fabricant. Pour cela nous avons besoin de relever : • d’une part la tension et l'intensité électrique produites par la cellule photovoltaïque de la balise solaire en fonction de l'éclairement lumineux auquel elle est exposée, • d’autre part la tension et l'intensité électrique absorbées par la lampe de la balise solaire.
aide
ressources:
III) Mener une expérience.
La performance de durée d'éclairement annoncée par le fabriquant de la balise solaire s'applique t-il dans la réalité ?
Partie 1) la charge de la batterie
Maintenant que nous connaissons la durée de charge indiquée par le fabricant, nous allons mener une expérience pour vérifier si cette valeur correspond bien à la réalité. Pour cela, nous allons mesurer la tension et l'intensité électriques produites par la cellule photovoltaïque de la balise solaire, ainsi que l’éclairement lumineux auquel elle est exposée. Contexte de l’expérience : Dans cette expérience, nous avons besoin de mesure la tension, l'intensité du courant électriques produites par la cellule photovoltaïque de la balise solaire et l'éclairement lumineux auquel elle est exposée. Protocole expérimental : À partir du protocole réalisé lors de l’activité précédente (défi n°1), suivez les étapes ci-dessous pour obtenir les mesures souhaitées.
aide
La performance de durée d'éclairement annoncée par le fabriquant de la balise solaire s'applique t-il dans la réalité ?
Partie 2) la décharge de la batterie
Contexte de l’expérience :Nous allons pouvoir vérifier si la durée de fonctionnement de l'éclairage présentée par le fabriquant correspond à celle constatée dans la réalité. Pour cela nous avons besoin de relever la tension et l'intensité du courant électrique absorbées (consommées) par la lampe de la balise solaire. Protocole expérimental : À partir du protocole réalisé lors de l’activité précédente (défis n°2), suivez les étapes ci-dessous pour obtenir les mesures souhaitées :
Partie 3 ) Calculs de la capacité et de l'autonomie de la balise solaire
Question 1) à partir des valeurs trouvées, calculer la durée de fonctionnement de l'éclairement de la lampe de la balise solaire.Déterminer par le calculer la charge d’une batterie (mAh) pour une durée de charge de 12 heures.
Question 2) Pour vérifier que la capacité maximale de la batterie n'est pas dépassée pendant les 12 heures de charge.
Question 3) Calculer l’autonomie d’éclairement
Question 4) Comparer le résultat obtenu après mesures et calculs avec la durée maximale d’éclairage en heure indiquée par le fabricant. Selon vous, que faut-il faire pour que la durée d’éclairage réelle corresponde à celle annoncée par le fabricant.
IV) Amélioration du produit.
Le produit ne répond pas encore aux attentes du cahier des charges.
Question 1) Vous devez proposer des améliorations pour corriger ces défauts. Vous pouvez vous aider d'une Intelligence Artificielle pour trouver des solutions techniques.
Formule à appliquer :
Défi n°2 : La consommation est-elle optimisée ?
Le fabricant prétend que la DEL consomme très peu. Conçois un protocole expérimental pour mesurer l'énergie absorbée par la lampe lorsqu'elle est allumée. En comparant tes résultats avec ceux du panneau solaire, prédis si la batterie va se vider plus vite qu'elle ne se recharge.Détaille ta méthode (schéma normalisé et texte) pour mesurer simultanément la tension (U) et l'intensité (I) à la sortie de la DEL.
A) À l’aide des fiches ressources de l’utilisation de l’ampèremètre du voltmètre, trace les traits (uniquement des traits droits horizontaux et verticaux) représentant le câblage de l’ampèremètre (en C1, C2, C3, ou C4) pour relever l’intensité et le voltmètre (en C1, C2, C3, ou C4) pour relever la tension.
B) Brancher les différents matériels C) Régler les appareils de mesure sur le bon calibre D) Appeler le professeur pour vérification. Corriger, si nécessaire. E) Indiquer le sens de circulation du courant sur le circuit à l’aide d’une flèche sur le fil. F) Indiquer la tension à l’aide d’une flèche parallèle à la batterie. G) Effectuer les mesures et noter les résultats.
Les grandeurs à mesurer :
Question 7) Soutenance orale (Le Pitch) : Le conseil d'administration de l'EHPAD vous reçoit. En 3 minutes chrono, présentez votre démarche : du problème identifié (la sécurité des seniors) jusqu'à votre solution technique. Votre objectif : obtenir leur feu vert pour l'installation !
Formule à appliquer : Capacité chargée (mAh) = Intensité produite (mA) × Durée d'exposition (h)
Donnée :On considérera qu’une journée de charge correspond à 12h.
Donnée : Capacité maximale de la batterie : 800 mAh.
A) À l’aide des fiches ressources d’utilisation de l’ampèremètre du voltmètre, trace les traits (uniquement des traits droits horizontaux et verticaux) représentant le câblage de l’ampèremètre (en C1, C2, C3, ou C4) pour relever l’intensité et le voltmètre (en C1, C2, C3, ou C4) pour relever la tension.
B) Brancher les différents matériels C) Régler les appareils de mesure sur le bon calibre D) Appeler le professeur pour vérification. Corriger, si nécessaire. E) Indiquer le sens de circulation du courant sur le circuit à l’aide d’une flèche sur le fil. F) Indiquer la tension à l’aide d’une flèche parallèle à la batterie. G) Effectuer les mesures et noter les résultats.
Les grandeurs à mesurer :
Question 6) Rédaction du dossier technique (ENT) : En tant qu'ingénieurs-conseils, publiez sur l'ENT votre "Note de Préconisation" destinée à la direction de l'EHPAD. Utilisez le plan structuré pour démontrer que votre solution est la plus fiable et la plus économique. N'oubliez pas d'insérer un visuel ou un schéma de votre solution pour convaincre votre lecteur.
FICHE METHODE PROPOSER UN PROTOCOLE
FICHE METHODE UTILISER UN AMPEREMETRE
FICHE METHODE UTILISER UN VOLTMETRE
Document technique : La balise solaire à piquer "Yuki" de 10 lumens, idéale pour décorer votre jardin ou votre allée. Fabriquée en métal, elle résiste aux intempéries. De plus, son ampoule LED filament offre une lumière douce et agréable. Son autonomie est de 6 heures.
Défi n°1 : La source d'énergie est-elle fiable ?
Imagine une expérience pour mesurer l'énergie réellement produite par le panneau solaire sous différentes conditions (plein soleil, ciel couvert, ombre). Détaille ta méthode (schéma normalisé et texte) pour mesurer simultanément la tension (U) et l'intensité (I) à la sortie de la cellule photovoltaïque.