Cette thèse s’intéresse à l’efficacité d’un enseignement basé sur une approche systémique de l’énergie en cycle 3. Il s’agit d’étudier l’effet de l’usage de systèmes biotiques (relatifs au vivant) dans l’enseignement sur les apprentissages des élèves concernant un modèle de chaîne énergétique. À partir de la théorie de l’activité, un cadre d’analyse de l’efficacité reposant sur l’articulation entre la tâche et les actions et opérations des élèves a été proposé. Un protocole expérimental a été conçu afin de comparer, dans une même classe, un groupe d’élèves travaillant sur des systèmes biotiques et domestiques (groupe biotique) et un autre ne travaillant que sur des systèmes domestiques (groupe domestique). Les données se composent de questionnaires administrés avant et après l’enseignement dans 3 classes de CM1 ainsi que des enregistrements vidéos et du recueil des productions de l’ensemble des élèves d’une classe pendant les séances. Les résultats montrent que les élèves du groupe biotique progressent plus que les élèves du groupe domestique au niveau de la réalisation des chaînes énergétiques et de l’identification des sources d’énergie et des ressources naturelles après l’enseignement. Ils révèlent également que, pendant l’enseignement, les élèves du groupe biotique rencontrent plus de difficultés pour réaliser les chaînes énergétiques et évoquent plus les interactions entre les éléments du système. Enfin le couplage des analyses précédentes indique que les élèves qui ont réalisé des chaînes complètes et ceux qui ont évoqué les interactions entre les éléments du système pendant la dernière séance progressent plus sur les chaînes énergétiques après l’enseignement. / This study concerns the effectiveness of a teaching based on a systemic approach of energy in primary school. The aim is to observe the effect of biotic systems (relating to living being) used in the teaching on student learning about an energy chain model. According to the theory of activity, we proposed a framework to analyse the effectiveness based on the link between the task and the actions and operations of the students. An experimental protocol was designed to compare, in the same class, a group of students working on biotic and domestic systems (biotic group) and another working only on domestic systems (domestic group). The data include questionnaires given before and after teaching in 3 classroom of grade 4 and video recordings associated with the productions of all the students of one class during the teaching. The results show that students from the biotic group progress more after the teaching than students from the domestic group in terms of achieving energy chains and identifying sources of energy and natural resources. They also reveal that, during teaching, students from the biotic group had more difficulties to achieve energy chains and spoke more about the interactions between the elements of the system. Finally, the coupling of the previous analyzes indicates that the students who realized complete chains and those who evoked the interactions between the elements of the system during the last course progress more on the energy chains after the teaching.