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émissions de CO2, un jeu de données pour des activités avec un SIG en classe de seconde
En méthodes et pratiques scientifiques (MPS) le thème "Science et prévention des risques d'origine humaine" permet aussi d'aborder les émissions anthropiques de CO2 comme facteur du réchauffement climatique.
Les données publiées ici sont issues du site de l'EIA (Agence fédérale dépendant du département de l'énergie des USA). Elles permettent de mener à bien des travaux qui conduiront les élèves à faire des choix raisonnés pour publier des cartes des émissions de CO2 soit par habitant soit par source d'énergie et par habitant. Après une brève évocation de la méthode utilisée pour fabriquer les jeux de données, une fiche technique et des exemples d'utilisations possibles sont indiqués. Si le premier jeu de données "co2_par habitant" est plus adapté à une découverte de certaines fonctions d'un SIG au cours d'une séance de prise en main de l'outil, le second jeu "sources_co2", beaucoup plus complet, peut donner lieu à une travail d'atelier en SVT et Géographie.
Le logiciel et les données "CO2 par habitant"
La fiche technique
Les résultats obtenus
Exploitation ultérieure en MPS
Travaux interdisciplinaires en SVT et Géographie
le logiciel et les données "CO2 par habitant"
Toutes les informations sur l'acquisition et la mise en oeuvre du logiciel Mapwindow sont données dans cette ressource.
http://www.eia.doe.gov/emeu/international/contents.html
La page d'accueil fournit un accès direct aux statistiques en cliquant sur "Carbon Dioxide/Emissions"
Pour une procédure plus complète voir la ressource spécifique.
Une fois décompressé le dossier contient les trois fichiers ci-contre qui doivent rester dans le même dossier et ne pas être renommés. Cet ensemble de fichiers a été mis à disposition des élèves sur le réseau du lycée. Le fichier zippé peut aussi être diffusé via l'ENT. Avant de commencer le travail chaque élève transfère une copie de ce dossier dans son dossier de travail personnel. Cela évite d'avoir à régénérer les fichiers pour retourner à l'état initial.
Ajouter une couche d'information
Cette icône
La nouvelle couche d'information s'affiche dans la fenêtre principale et son nom est ajouté dans la liste de légende.
Discrétiser un affichage
Pour afficher une coloration en classes (la couleur dépend de la valeur d'une variable associée à chaque entité de la couche d'information) il faut ouvrir l'éditeur de légende par un double clic sur le nom de la couche d'information.
La ligne "Coloring Scheme" permet d'ouvrir une nouvelle boîte de dialogue en cliquant sur le bouton avec 3 petits points.
Dans une nouvelle boîte, il faut choisir le nombre de classes et les couleurs d'arrivée et de départ avant de cliquer sur OK.
"Apply" permet une prévisualisation du résultat.
Dans la barre d'outils supérieure, ces trois boutons permettent respectivement d'ajouter, d'enlever une classe ou de tout supprimer.
Lorsque le résultat est correct cliquer sur OK.
Les résultats obtenus
On peut amorcer les discussions sur le fond en affirmant que la Chine est maintenant le premier pays producteur de CO2 lorsque l'on compare les productions par pays et non par habitant.
Exploitation ultérieure en MPS
Ce travail de découverte technique peut amorcer des réflexions qui conduisent à des problématiques. En tout début d'année, il a été choisi de proposer des problématiques pour le premier thème. Les élèves peuvent bien entendu modifier le libellé de la problématique au fur et à mesure du travail et en accord avec l'équipe pédagogique. Voici quelques propositions :
Comment expliquer l'effet de serre ?
Comment expliquer et prévenir l'augmentation de l'effet de serre ?
Comment expliquer les disparités entre les différents pays ?
Comment la production d'énergie est-elle reliée à la production de dioxyde de Carbone ?
Comment faire évoluer les systèmes producteurs de CO2 vers plus de sobriété ?
Comment fonctionne la recapture du CO2 à partir des centrales à flamme ?
Existe-il une relation mathématique entre la production de CO2 et le PIB ?
Existe-il une relation mathématique entre la production de CO2 et l'IDH ?
Comment augmenter le rendement d'une conversion énergétique ?
Comment calculer la quantité de CO2 émise lors de la fabrication d'un objet ?
Dans certaines de ces problématiques l'utilisation du SIG peut conduire à exprimer des relations entre les différents paramètres. Certaines de ces relations paraissent paradoxales. C'est le cas de l'Afrique, de la Chine et de l'Inde qui paraissent sur ces cartes assez vertueuses alors que les disparités entre elles sont énormes.
Travaux interdisciplinaires en SVT et Géographie
La production de CO2 peut bien entendue être reliée à la production d'énergie. Celle-ci est bien souvent électrique. L'ensemble de ressources : documents sur l'exploitation des différentes sources d'énergies primaires pour produire de l'électricité présente les résultats d'une étude réalisée partiellement avec un SIG.
La démarche ayant conduit à la production de cet ensemble de document est décrite dans la ressources : utiliser un SIG pour étudier l'exploitation des différentes sources d'énergies primaires pour produire de l'électricité
Le données préparées pour ces activités sont téléchargeables sous la forme d'un fichier compressé appelé : énergie_2008.zip. Elles peuvent être utilisées dans le contexte de MPS.
La consommation de charbon, de pétrole et de gaz ne se limite pas à la production d'énergie électrique. Le fichier "sources_co2_04_09.zip" contient en ensemble de données issues du site de l'EIA. Les trois fichiers ci-dessous sont présents dans l'archive décompressée.
Voici la signification des différents champs :
AREA représente la surface en km²,
NAME est le nom du pays,
FIPS_CODE est le code international du pays,
MDKWH_TN08 et 09 sont les quantités totales d'énergie électrique produite par pays en Milliards de KWH en 2008 et 2009,
KWH_H08 et 09 sont les nombres de kWh produit par an et par habitant en 2008 et 2009
CO2_04 à CO2_09 sont les quantités totales de CO2 produites par habitant et par an en tonnes entre 2004 et 2009,
POP2004 à POP2009 sont les populations entre 2004 et 2009,
CHARB04 à CHARB09 sont les quantités de CO2 produites à partir de l'utilisation du charbon par habitant et par an en tonnes entre 2004 et 2009,
PETRO04 à PETRO09 sont les quantités de CO2 produites à partir de l'utilisation du pétrole par habitant et par an en tonnes entre 2004 et 2009,
GAZ04 à GAZ09 sont les quantités de CO2 produites à partir de l'utilisation du gaz par habitant et par an en tonnes entre 2004 et 2009
Le site suédois Gapminder : http://www.gapminder.org/ qui dépend de l'université de Stokholm (Karolinska Institutet, Division of Global Health) fournit de très nombreuses données sur le développement et la santé dans le monde. Ces données sont disponibles sous la forme de tables mais le plus intéressant est sans doute l'ancienneté de certaines mesures qui permet de montrer des évolutions temporelles. Un dispositif de graphique animé dans le temps permet de suivre la trajectoire d'un ou de plusieurs pays au cours de son histoire. Le nombre de variables disponibles est très grand et chacun des axes du graphique et la taille des disques sont programmables par des listes déroulantes.
Ci-dessus les émissions de CO2 par personne en fonction du revenu moyen par personne en 2006 dans divers pays.
Information(s) pédagogique(s)
Science et prévention des risques d'origine humaine
Le Soleil : une source d'énergie essentielle
Atmosphère, hydrosphère, climats: du passé à l'avenir