3ème - Comment une trottinette électrique pollue-t-elle de sa fabrication à sa fin de vie, et comment réduire cet impact ?

 Comment une trottinette électrique pollue-t-elle de sa fabrication à sa fin de vie et comment réduire cet impact ?

FICHE D'ACTIVITÉ ÉLÈVE — TECHNOLOGIE 3ÈME

Thématique : SFC – Structure, fonctionnement, comportement des objets et systèmes


Niveau : 3ème

Sous-thématique : T7-Matériaux et procédés

Compétence visée : SFC1 – Décrire et caractériser l'organisation interne d'un OST et ses échanges

Support d'étude : Trottinette Électrique Urbaine

Connaissances : SFC1g (Cycle de vie d'un OST) & SFC1h (Incidence environnementale)

Ressources : Capsules Vidéos Académiques SFC1g / SFC1h


1. Situation Déclenchante (vidéo) & Problématique

Situation : Pour ses déplacements quotidiens jusqu'au collège, Lucas hésite à acheter une trottinette électrique. Son ami Youssef affirme que c'est un moyen de transport '100% écologique et sans aucun impact sur la planète'. 

Cependant, lors d'un reportage, Lucas apprend que la fabrication des batteries au lithium et la gestion des trottinettes hors d'usage posent de sérieux problèmes environnementaux.

Problématique à résoudre : Comment l'ensemble du cycle de vie d'une trottinette électrique génère-t-il des impacts environnementaux, et sur quelles étapes peut-on agir pour réduire son empreinte écologique ?

2. Document Ressource Technique : La Trottinette Électrique

Fiche Technique Synthétique — Trottinette Électrique Urbaine :
• Composition : Châssis en aluminium extrudé, batterie Lithium-Ion (manganèse/cobalt/lithium), moteur brushless dans la roue en cuivre/aimants néodyme, pneus en caoutchouc synthétique.
• Origine des composants : Lithium extrait en Amérique du Sud, Assemblage final de la trottinette en Asie, Transport maritime vers l'Europe (15 000 km).
• Durée de vie moyenne en libre-service (flottes partagées) : 12 à 18 mois | En usage personnel : 4 à 6 ans.
• Fin de vie : Recyclage du cadre alu (95%), traitement complexe de la batterie (taux de valorisation ~65%), mise en décharge ou incinération des plastiques non recyclables.

3. Activités Évolutionnaires (Taxonomie de Bloom)

--- NIVEAU 1 : CONNAISSANCE (Restituer & Identifier) ---

Question 1 [Niveau 1] : Parmi les propositions suivantes, quelle est la première étape du cycle de vie d'un objet technique ?

☐  A) Fabrication

☐  B) Extraction des matières premières

☐  C) Assemblage

☐  D) Transport

Réponse : .....................................................................................
...............................................................................................

Question 2 [Niveau 1] : Associez l'action 'Assembler le moteur et la batterie dans le cadre en aluminium' à l'étape du cycle de vie correspondante :

☐  A) Extraction

☐  B) Traitement

☐  C) Assemblage / Fabrication

☐  D) Fin de vie

Réponse : .....................................................................................
...............................................................................................

Question 3 [Niveau 1] : Que signifie le terme 'Incidence environnementale' d'un produit ?

☐  A) Le prix de vente du produit en magasin

☐  B) L'ensemble des impacts et effets du produit sur la nature et l'environnement

☐  C) La vitesse maximale que peut atteindre l'objet

Réponse : .....................................................................................
...............................................................................................


Question 4 [Niveau 1] : Indiquez l'ordre chronologique exact des 4 étapes suivantes : Utilisation (1), Recyclage/Fin de vie (2), Extraction (3), Transport (4).

Réponse : .....................................................................................
...............................................................................................

Question 5 [Niveau 1] : QCU : Quelle étape intervient généralement entre l'extraction des minerais de lithium et l'assemblage de la batterie ?

☐  A) La fin de vie

☐  B) Le traitement/raffinage des matériaux

☐  C) L'élimination des déchets

Réponse : .....................................................................................
...............................................................................................


--- NIVEAU 2 : COMPRÉHENSION (Expliquer & Mobiliser les capsules vidéos) ---

Question 6 [Niveau 2] : En vous appuyant sur la vidéo SFC1g (Cycle de vie), expliquez pourquoi l'étape du 'Transport' est présente à plusieurs moments du cycle de vie de la trottinette.




Question 7 [Niveau 2] : D'après la vidéo SFC1g, reformulez avec vos mots la différence entre la phase de 'Fabrication/Traitement' et la phase d' 'Assemblage'.




Question 8 [Niveau 2] : En consultant la vidéo SFC1h (Incidence environnementale), citez deux types d'incidences (pollutions ou consommations) générées lors de la phase d'UTILISATION d'un objet électrique.




Question 9 [Niveau 2] : En croisant le document technique et la vidéo SFC1h, expliquez pourquoi l'extraction du lithium pour la batterie pose un problème environnemental majeur.





Question 10 [Niveau 2] : Expliquez ce qu'advient de la trottinette électrique lors de son étape de 'Fin de vie' d'après la fiche technique rattachée.





--- NIVEAU 3 : APPLICATION (Appliquer à un contexte concret) ---

Question 11 [Niveau 3] : Lucas parcourt 1 200 km par an. Calculez l'économie de CO2 réalisée s'il utilise sa trottinette (émissions totales cycle de vie : 25g CO2/km) au lieu d'être déposé en voiture thermique (150g CO2/km).




Question 12 [Niveau 3] : Proposez 2 actions concrètes que l'utilisateur de la trottinette peut réaliser pendant la phase d'UTILISATION pour prolonger sa durée de vie et réduire son impact.




Question 13 [Niveau 3] : Sur un schéma simplifié du cycle de vie (Extraction ➔ Traitement ➔ Fabrication ➔ Transport ➔ Utilisation ➔ Fin de vie), placez les éléments suivants : 'Moteur Brushless', 'Recharge sur secteur', 'Recyclage de l'aluminium', 'Mines de cuivre'.




Question 14 [Niveau 3] : Si une entreprise décide de fabriquer le cadre de la trottinette en France avec de l'aluminium recyclé plutôt qu'en Asie avec de l'aluminium vierge, quelles étapes du cycle de vie voient leur impact fortement réduit ?




Question 15 [Niveau 3] : Complétez le tableau d'impact suivant en associant le composant principal à sa phase critique : batterie Lithium-Ion / Cadre Aluminium / Emballage carton.





--- NIVEAU 4 : ANALYSE et JUSTIFICATION (Critiquer, comparer et proposer) ---

Question 16 [Niveau 4] : En analysant le document technique, comparez l'impact environnemental global d'une trottinette en 'libre-service' (durée de vie 12 mois) par rapport à une trottinette 'personnelle' (durée de vie 5 ans). Justifiez votre réponse.




Question 17 [Niveau 4] : Une municipalité souhaite interdire les trottinettes électriques au profit du vélo mécanique classique. Analysez les avantages et inconvénients environnementaux de ce choix sur l'ensemble du cycle de vie.




Question 18 [Niveau 4] : Proposez deux modifications de conception (Éco-conception) sur la trottinette permettant d'améliorer la phase de 'Fin de vie' et d'en faciliter le recyclage.




Question 19 [Niveau 4] : Analyse de dysfonctionnement : La trottinette de Lucas ne tient plus la charge après 1 an. Le fabricant propose de remplacer toute la trottinette. Argumentez pourquoi cette solution est une aberration environnementale et proposez la solution adaptée.




Question 20 [Niveau 4] : Synthèse critique : Répondez à l'affirmation de Youssef ('C'est un moyen de transport 100% écologique'). Rédigez un paragraphe argumenté de 5 lignes pour nuancer son propos.




4. Ma carte mentale

✏️ Ma synthèse en carte mentale :


Construis une carte mentale ci-dessous résumant  la problématique : Comment l'ensemble du cycle de vie d'une trottinette électrique génère-t-il des impacts environnementaux, et sur quelles étapes peut-on agir pour réduire son empreinte écologique ?



































Synthèse

À retenir  :











Ressources

Définitions

Le néodyme est un métal de la famille des terres rares utilisé pour fabriquer les aimants permanents les plus puissants au monde.

Châssis en aluminium extrudé : 


Moteur brushless dans la roue en cuivre/aimants néodyme :