TPE math physique "canne à sucre"

Bonjour, nous sommes troies amies de la Réunion et avons choisi de travailler sur la canne à sucre.
Aumoment de notre choix, les profs nous avaient dit "Allez y, bon sujet" et aujourd'hui les professeurs nous ont rendu notre premier jet corrigé (entre temps un d'eux a changé). Les remarques nous ont juste rabaissé & montré qu'on n'avait pas le niveau, & que nous n'avions pas travaillé & que notre plan était "totalement hors-sujet, incohérent avec ce que vous décrivez et des titres qui ne correspondent pas ". Après avoir passé beaucoup de temps à rechercher des informations, et à les classer, on recommence à zéro..
Peut-être pourriez-vous nous aider à définir un plan qui se tienne? Je rappelle les matières : math et physique (pas svt)
Notre plan était:
La canne à sucre une nouvelle ressource d'énergie.
Intro.
Problématique: En quoi la canne à sucre peut être une ressource d'énergie et comment sera-t-elle exploitée?
I) L'électricité utilisée comme ressource d'énergie grâce à la canne à sucre.
a) De la canne à sucre à la bagasse.
b) Comment un résidu fibreux comme la bagasse peut fournir de l'électricité?
II) L'essence, une autre ressource d'énergie.
a) De la canne à sucre à la mélasse.
b) Comment la mélasse est transformée en éthanol?
III) Etude de cas.
a) La Réunion, le principal producteur de toute l'Europe.
b) Le Brésil, un géant du sucre.
Conclusion.

Merci d'avance pour vos remarques.

Bonjour,
La Réunion! pas possible! J'ai passé un long moment à Rivière des Galets... mais bon, ce n'est pas le sujet!
Ton sujet doit être orienté math/physique. Dans ton plan, je vois un peu de physique, mais pas du tout de math: dur! Il va donc falloir revoir ce point...
Si je comprends bien, tu veux aborder la canne comme source (pas ressource!) d'énergie, soit. Mais ton plan doit être plus explicite. Par exemple, le point1.b ne doit pas être une question mais plutôt une introduction à la technique utilisée (combustion?) . Tu dois aborder la physique du mécanisme, pas sa technologie.
Quant au point III, il n'a pas sa place ici. Ton étude de cas doit être en rapport avec le cadre math/physique. Il ne s'agit ni de géographie, ni d'économie.
En bref, tes profs ont raison... mais ça, tu le savais déjà n'est-ce pas?

Je te suggère d'axer ton plan sur:
les différents types d'énergie: électricité, carburants pour ceux en rapport avec ton sujet.
les phénomènes physiques utilisés pour produire de l'électricité, du gaz ou de l'alcool à partir de la canne.
Puis tu détailles deux procédés physiques pour produire: 1/ l'électricité 2/ l'alcool.
Tu conclus sur l'efficacité des procédés et leur avenir.
Le plus difficile sera d'introduire un peu de math... Il faut y réfléchir!

Merci beaucoup pour vos remarques, on va travailler dessus ...
On était tellement découragé qu'on avait pensé changer de direction et se diriger plus vers le sucre (chimie du sucre donc ...) mais là non plus, on ne voit pas trop quoi introduire en math ...
Je vous ferai part de nos avancées
Chloé

Bonjour,
A propos de l'introduction de math dans ton TPE: les processus de transformation physiques ou chimiques se prêtent assez bien au calcul de rendement ou d'efficacité. On peut par ce moyen présenter une petite étude de fonction et de quelques dérivées, en particulier s'agissant de discuter de l'optimisation d'un processus. Le tout est de rester au niveau de 1S...

Bonjour, merci d'avoir répondu . Nos professeurs nous ont conseillé de nous axer sur la Réunion, mais de comparer la Réunion avec d'autres pays tout au long du TPE. & donc de ne pas faire d'étude de cas. Mais peut-être est-ce trop précis?


La canne à sucre, utilisée comme source d'énergie à la Réunion.
Intro.
En quoi et comment la canne à sucre peut-être une source d'énergie fiable à la Réunion?
I- La canne à sucre, une source d'énergie qui se développe à la Réunion.
a) Source d'énergie renouvelable: l'électricité.
b) L'éthanol, un biocarburant qui se développe à la Réunion.
II- Phénomènes physiques utilisés.
a) Pour l'électricité.
b) Pour l'alcool(?)/ éthanol (?)
III- La canne à sucre, une source d'énergie du futur.
a) l'efficacité de ces procédés.
b) L'avenir de la canne à sucre de la Réunion.
Conclusion.

Merci d'avance de votre aide!

Bonjour,
Attention : l'électricité n'est pas une source d'énergie renouvelable! C'est la canne qui sert à produire l'électricité qui est la source d'énergie renouvelable! Encore que cela soit discutable à long terme...
L'éthanol est un alcool...
Ton plan est déjà mieux!
Dans ton étude d'efficacité, n'oublie pas de tenir compte de l'énergie nécessaire à cultiver la canne (et à faire circuler ces maudits cachalots!)
Le point sur l'avenir de la canne à la Réunion dépasse de loin le cadre de ton TPE. Ce n'est pas la physique de la transformation de la bagasse en méthane ou éthanol qui va déterminer cet avenir, mais la politique agricole de Bruxelle: rien à voir donc!
Sans compter que les surfaces cultivables de l'ile sont réduites et devraient être consacrées à autre chose qu'à une monoculture industrielle d'exportation non concurrentielle. Il se trouve que je me suis assez longuement pencher sur le sujet....
Quant à imaginer que l'ile, avec sa démographie, devienne autosuffisante énergétiquement en transformant la canne, c'est complètement illusoire! Si tu transformes ta canne en énergie, tu n'auras plus d'exportation et donc ton économie déjà pas florissante s'effondre. Et en faisant ça, tu produis quelle part de l'énergie dont tu as besoin? Peanuts !!

Mais ça n'a pas de rapport avec ton TPE!

Hum, merci beaucoup. Donc la 3eme partie est toujours Hors- sujet?
Je ne vois pas de quoi je pourrais parler.. vu que je ne peux plus faire d'étude de cas, ni parler de l'avenir!
Cette IIIeme partie serait peut-être plus interessante en conclusion?

Si tu veux parler de l'avenir énergétique de l'ile tout en restant dans le cadre de ton TPE, je te propose plutôt d'étudier l'intégration de la production d'énergie à partir des déchets de canne dans une politique plus large d'énergies renouvelables : le solaire thermique et électrique, l'énergie des vagues et des courants (pense à ceux du cap la Houssay ou du sud!) ou même éventuellement la géothermie. Ainsi, tu ne t'éloignes pas trop de la physique et tu penses avenir.
Oublie les biocarburants de premiere génération, et même ceux de la seconde génération. Même le Brésil en revient!

Bonjour, pendant ces vacances nous nous sommes réparties les taches et moi je dois réaliser la 2ème partie j'ai commencé mais je voulais savoir si je ne suis pas hors sujet:
II.Procédés physiques utilisés.
a)Pour la production d'électricité.
Je pensais parler des centrales thermiques de Bois rouge et du Gol de leur fonctionnement,...
Ensuite je pensais citer quelques chiffres importants en rapport avec la bagasse e l' tricité à la Réunion comme la consommation d'électricité des habitants,la production d'électicité,de bagasse,...
b)Pour la production d'un alcool, l'éthanol.
Dans cette partie, je pense d'abord donner la formule chimique de l'éthanol puis expliquer le phénomène de la distillation à partir de jus de canne fermentée et essayer d'en réaliser une le jour de l'exposé

Merci d'avance pour votre aide

chloé a écrit:Bonjour, pendant ces vacances nous nous sommes réparties les taches et moi je dois réaliser la 2ème partie j'ai commencé mais je voulais savoir si je ne suis pas hors sujet:
II.Procédés physiques utilisés.
a)Pour la production d'électricité.
Je pensais parler des centrales thermiques de Bois rouge et du Gol de leur fonctionnement,...

Bonjour,
oui c'est une bonne idée. Choisis une des deux centrales puis décris son fonctionnement en détail, d'abord dans l'aspect thermique de la combustion de la bagasse puis dans l'aspect conversion de l'énergie thermique en énergie électrique (l'ensemble turbine/alternateur). Avec des schémas bien sur!

Ensuite je pensais citer quelques chiffres importants en rapport avec la bagasse e l' tricité à la Réunion comme la consommation d'électricité des habitants,la production d'électicité,de bagasse,...

très bonne idée! Ainsi, tu pourras situer les capacités de production d'électricité à partir de la bagasse par rapport à la consommation de l'Ile...

b)Pour la production d'un alcool, l'éthanol.
Dans cette partie, je pense d'abord donner la formule chimique de l'éthanol puis expliquer le phénomène de la distillation à partir de jus de canne fermentée et essayer d'en réaliser une le jour de l'exposé

Merci d'avance pour votre aide

Euh, avant de distiller, il faut faire fermenter, sinon tu n'auras pas d'alcool à distiller! Donc, commence par expliquer le phénomène de fermentation. Même s'il est plutôt biochimique que physique, tu ne peux pas couper à expliquer pourquoi et comment le jus de canne fermente... Parce que sinon, je ne vois pas comment tu vas faire la relation entre l'éthanol et la distillation. Ce n'est pas la distillation qui produit l'éthanol, on est d'accord? La distillation n'est qu'un moyen d'extraire l'éthanol du jus de canne déjà fermenté.

Oui bien sur quand je parlais de jus de canne fermenté j'allais d'abord expliquer la fermentation!
Merci beaucoup de votre aide cela me redonne de l'espoir pour continuer!
je voulais egalement savoir si le jour de la présentation ce serait une bonne idée d'essayer de réaliser une distillation (ou alors une fermentation?)

Oui c'est une bonne idée...
Pour la fermentation, il faut t'y prendre à l'avance! Pour la distillation, demande à ta prof de physique/chimie de te prêter du matériel et ne fais pas de choses très compliquées. Pense au moyen de mettre en eévidence l'éthanol dans le distillat!

Bonjour,
excusez nous encore de vous dérangez mais nous devons rendre notre produit final dans 2 semaines
et aujourd'hui nous nous sommes réunies et nous avons remarqué que nos deux premières parties se rejoignent beaucoup
donc nous ne savons pas vraiment de quoi parler dans la première partie peut-être plus nous orienter plus sur l'usine de bois rouge ?
merci d'avance de votre réponse

Bonjour,
Il n'y a aucune raison objective pour que les parties I et II de ton plan se recouvrent.
La partie I traite de sujets généraux ; la production d'électricité à partir de sources d'énergie renouvelables; la production de biocarburants. Il s'agit là de tracer les grandes lignes de la technologie et des aspects économiques du sujet. Très mal venu de venir parler du cas particulier de Bois Rouge, sauf à titre d'exemple.
Si vous avez ce genre de problème, c'est que la partie I n'est pas correctement traitée...

bonjour,
j'ai encore une question à vous soumettre.
j'ai terminé mon paragraphe sur la fermentation alcoolique mais je n'ai trouvé nulle part l'assurance qu'on produit bien du bioéthanol à la réunion ? je ne trouve que la fabrication de rhum à partir de la mélasse ...et ça m'inquiète un peu !!
enfin, concernant la mise en évidence de l'éthanol, j'ai demandé à la prof de physique en charge de notre groupe de tpe, elle m'a dit qu'elle ne savait pas ...
ma mère elle utilise un éthylotest, contenant du dichromate de potassium(elle est prof de svt) en 6ème qu'elle introduit dans son montage de fermentation alcoolique du sucre contenu dans la farine pour montrer le dégagement d'alcool et de co².
mais moi, si je fais une fermentation avec des levures sur une solution de glucose, j'obtiendrai un "jus de canne fermenté" et c'est ce jus que je veux distiller et montrer la présence d'éthanol dans mon distillat ...
c bien ça ?, et alors l'éthylotest, je ne peux pas le mettre.
merci pour votre éventuelle aide
chloé

Bonjour,
Une précision pour commencer : le sucre de canne est du saccharose et pas du glucose (en fait c'est un polymère de glucose).
La manip pour la production d'éthanol comprend donc les étapes suivantes:
fermentation dite "alcoolique" du jus de canne, ce qui produit une solution contenant de l'éthanol. Puis distillation de la solution pour extraire l'éthanol.
Tu peux mettre ton éthylotest dans la solution avant ou après distillation, tu dois dans les deux cas détecter de l'alcool. La distillation ne produit pas d'alcool mais sert à le séparer.
Pour mettre en évidence l'éthanol, deux possibilités simples:
- avec du bichromate de potassium : mélange 10 g de bichromate de potassium et 10 mL d'acide sulfurique concentré dans 50 mL d'eau. Le réactif vire de l'orange au vert en présence d'éthanol,
- tu oxydes l'éthanol avec une solution de permanganate de potassium, ce qui produit un aldéhyde. Tu mets en évidence ce dernier avec de la liqueur de Fehling

merci beaucoup, encore une fois pour vos réponses !!
oui, j'avais écrit glucose mais je pensais sucre en général en fait, donc c'est bien du saccharose que je dois utiliser.
je pense que je vais utiliser du permanganate plutôt parce que sur un site j'ai vu qu'on ne pouvais plus utiliser de dichromate de potassium ? et l'acide sulfurique, je ne sais pas s'ils voudront bien m'en donner ...
et pour le bioéthanol, j'ai l'impression qu'on en est encore à l'état de projet, pour l'anecdote, je peux peut être dire un mot sur le rhum ???
encore une question bête sûrement ? mon jus fermenté contient de l'alcool sous forme de vapeur non ? et la distillation va séparer l'eau de l'alcool parce que l'éthanol bout à une T° inf à l'eau mais après je récupère de l'alcool liquide ou gazeux ?
chloé

ta solution fermentée contient de l'alcool liquide. La quantité de vapeur d'alcool au-dessus de la solution dépend de la température. Disons qu'à 20° il n'y en a pas beaucoup. A 30° C, c'est un peu différent!
La distillation consiste à chauffer la solution pour faire passer le maximum d'alcool (tout dans l'idéal) à l'état de vapeur. ton appareil à distiller contient un élément refrigérant (généralement à circulation d'eau) pour condenser cette vapeur. Tu recueilles donc de l'alcool liquide. Mais, selon la température du labo, il y aura toujours un peu de vapeur d'alcool. Essaye d'opérer à température ambiante basse (viens à Paris en ce moment :-))

pour le bio-éthanol à la Réunion, je me renseigne....

Tu connais ce site http://www.ercane.re ?

J'imagine que tu as déjà lu ça : http://www.temoignages.re/la-production-d-ethanol-a-la,6996.html
Ce n'est pas récent, mais cela te pose bien le problème. En plus, l'article te donne des pistes de recherche...

Et pour continuer, va voir ici : http://www.bioethanolcarburant.com/index.php/bioethanolcarburant

oui oui c'est justement l'article de témoignage que j'avais lu et un autre plus récent de 2007 mais depuis plus rien trouvé ...
non ercane je ne connais pas, je vais aller voir.
c'est sûr qu'en ce moment chez nous, il fait chaud !! plus qu'à paris où d'ailleurs j'y étais il n'y a meme pas une semaine
encore merci de votre aide, ça m'aide vraiment!

Bonjour, merci pour les sites que vous nous avez donnés, ils ont l'air en effet très interessants.
Nous sommes en train de nous pencher sur la partie I , mais nous trouvons pas beaucoup choses sur l'aspect économique car c'est ce que j'ai traité dans la partie 3, en comparant par exemple avec le Brésil.
Par exemple pour le a) utilisation de la canne à sucre pour produire de l'électricité , nous devons plus s'orienter sur le passage de la canne à sucre à la bagasse, non? Mais il n'y a pas beaucoup de choses à développer. On pensait aussi parler de comment passer de la bagasse à l'électricité pour répondre à notre titre, mais cela rejoint la deuxième partie et pour le b) Utilisation de la canne à sucre pour produire de l'éthanol, ne reste qu'un projet , on a chercher à développer les différents projets qui n'ont pas abouti à la Réunion mais bon.. Pourriez-vous nous indiquez les idées principales.. Merci d'avance

Bonjour,
Voyons la partie I du plan :
I- La canne à sucre, une source d'énergie qui se développe à la Réunion.
a) Source d'énergie renouvelable: l'électricité.
b) L'éthanol, un biocarburant qui se développe à la Réunion.

Je ne vois pas dans cette partie d'aspect économique, qui sera traité en III.
J'imagine que tu as corrigé la partie a) pour étudier comment on peut obtenir de l'électricité à partir d'une source d'énergier renouvellable, en l'occurrence la canne à sucre....
Il y a beaucoup à dire, à la fois sur le plan physico-chimique et technologique!
De la canne, tu peux extraire de l'éthanol et des résidus végétaux, la bagasse.
L'éthanol peut servir à produire de l'électricité (tu parleras de carburant dans la partie I.b) selon plusieurs procédés : sa combustion dans une chaudière, mais aussi son utilisation dans une pile à combustible. Savais-tu qu'on fait actuellement des batteries de PC qui fonctionnent à l'éthanol? Regarde par exemple http://www.ceth.fr/reacmemfr.php ou dans wiki!
La bagasse peut être brûlée dans une chaudière. Mais elle peut être aussi soumise à fermentation pour obtenir du méthane ou d'autres gaz.
Bref, sur le sujet, il y a quand même plusieurs points à développer... Rien que pour le point I.a, tu pourrais produire 10 pages de texte serré, au moins!

Bonjour,
Dans la premiére partie il faut donc parler de comment passer de la canne à sucre à l'électricité en passant par la bagasse ainsi que comment passer de la canne à sucre à l'éthanol. Vous nous conseillez de parler aussi sur le plan physico-chimique et technologique en effet nous n'avions pas pensez à developper sur ces deux plans. Mais pour les procédés dont il faut que nous parlions pour passer de la canne à l'ectricité et l'éthanol ( combustion...) c'est enfaite la deuxiéme partie dont le titre est " Procédés physiques utilisés" voilà pourquoi nous disions avant que ces deux parties se rejoignent. Qu'en pensez-vous? Et merci d'avance.