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BAC BLANC du 11-04-2014 DS

CORRECTION

Station de recharge pour véhicule électrique Consommer mieux. Consommer plus malin

Question I.3.1

Voir DR3 Question I.3.2

Voir DR3 Question I.3.3 Vplot_inox/fût = f(Nmot, Rred, pas)

avec n = Nmot x Rred Vplot_inox/fût = n x pas Vplot_inox/fût = Nmot x Rred x pas Nmot = 2800 tr.min-1 = 2800 / 60 tr.s-1 = 46,67 tr.s-1 Rred = 1/3 pas = 5 mm = 5.10-3 m Vplot_inox/fût = (2800 / 60) x 1/3 x 5.10-3 Vplot_inox/fût = 0,078 m.s-1

AN :

Pplot_inox/fût = (M x g) x Vplot_inox/fût Vplot_inox/fût = 0,078 m.s-1 M = 22 kg g = 9,81 m.s-2 Pplot_inox/fût = 22 x 9,81 x 0,078 Pplot_inox/fût = 16,83 W AN :

ou ou ou

g = 10 m.s-2 Pplot_inox/fût = 22 x 10 x 0,078 Pplot_inox/fût = 17,16 W

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Question I.3.4 Puissance électrique attendue : Pmot_plot_inox Pplot_inox = 16,83 W ou Pplot_inox = 17,16 W

DR3 Rendement de la vis à billes : ηvis : 0,95 Rendement du réducteur : ηred : 0,63 Rendement du moteur : ηmot : 0,48

DT7 ηvis à billes : 0,95 η : 0,63 η : 0,48

ηtotal = ηvis . ηred . ηmot = Pplot_inox / Pmot_plot_inox d'où

Pmot_plot_inox = Pplot_inox / (η ηvis . ηred . ηmot)

AN : Pmot_plot_inox = 16,83 / (0,95 x 0,63 x 0,48) Pmot_plot_inox = 16,83 / 0,28728

ou ou

Pmot_plot_inox = 17,16 / (0,95 x 0,63 x 0,48) Pmot_plot_inox = 17,16 / 0,28728

Pmot_plot_inox = 58,58 W

ou

Pmot_plot_inox = 59,73 W

Sur l'écran de l'appareil, on relève la puissance active réelle consommée par le moteur : Pmot_plot_inox = 83,64 W La différence (environ 25 W ou 24 W) entre la puissance mesurée (83,64 W) et celle calculée (58,58 W ou 59,73 W), est due principalement aux frottements du joint brosse lors de la montée du plot. D’autres inconnues non prises en compte dans le calcul peuvent aussi entrer en jeu.

Question I.3.5 Course du plot : DT 7  course : 700 mm Vitesse moyenne du plot : Vplot_inox/fût = 0,078 m.s-1 Temps de levée du plot : T

Vplot_inox/fût = course / T AN : ou

d'où

T = course / Vplot_inox/fût

avec course = 700 mm et T = 700 / 78 T = 8,97 s avec course = 700 mm = 0,7 m et T = 0,7 / 0,078 T = 8,97 s

Vplot_inox/fût = 0,078 m.s-1 = 78 mm.s-1 Vplot_inox/fût = 0,078 m.s-1

Wmot_plot_inox_par_cycle = Pmot_plot_inox . T AN : avec Pmot_plot_inox = 83,64 W Wmot_plot_inox_par_cycle = 83,64 x 8.97

et

T = 8,97 s Wmot_plot_inox_par_cycle = 750,6 J

Question I.3.6 Voir DR3

Le matériau du plot escamotable présentant l’impact environnemental le plus faible est la fonte. L’entreprise a fait le choix d’un matériau qui est un compromis dans la relation ProduitProcédé-Matériau, le plot en acier inoxydable étant plus impactant au niveau environnemental, on peut penser que les contraintes de fabrication, ou de résistance à la corrosion ont été déterminantes. Corrigé - Page 2/4


Question I.3.7 Voir DR3

L’élément sur lequel il serait le plus intéressant d’agir pour minimiser la consommation d’énergie sur les dix années d’exploitation est l'électro frein. La résistance chauffante consomme plus mais uniquement durant l’hiver.

Question I.4 Les 3 domaines abordés sont :

la Matière l'Energie et l'Information  la gestion (pilotage) pour l’information,  l’énergie pour l'électricité produite (à partir d’une source renouvelable) et sa réinjection dans le réseau,  les matériaux pour la matière du plot.

Question II.1.1 Puissance consommée pour l'éclairage, l'équipement de traitement et de gestion de l'énergie et l'équipement d'identification : P = 300 + 450 + 200 P = 950 W Energie consommée en 3 heures pour l'éclairage, l'équipement de traitement et de gestion de l'énergie et l'équipement d'identification : W=Px3 W = 950 x 3 W = 2850 W.h Energie consommée en 3 heures pour l'éclairage, l'équipement de traitement et de gestion de l'énergie, l'équipement d'identification et le plot escamotable : Wtotale = (300 + 450 + 200) x 3 + 150 Wtotale = 3000 W.h = 3 kW.h

Question II.1.2 La puissance photovoltaïque installée est de 3 kW. En mode secouru, l’énergie nécessaire pour les 3h de fonctionnement imposée par le cahier des charges est Wtotale = 3 kW.h (Question II.1.1). Il suffira donc théoriquement d'une heure à pleine puissance pour produire l'énergie nécessaire pour le mode secouru. Le reste de la journée, énergie produite par les panneaux photovoltaïques sera réinjectée sur le réseau. De plus le fonctionnement en mode secouru ne devrait être qu'exceptionnel.

Question II.1.3 La puissance photovoltaïque installée est de 3 kW. La puissance photovoltaïque d'un panneau est de 100 W, soit 0,1 kW. Nombre de panneaux photovoltaïques = puissance photovoltaïque installée puissance photovoltaïque d'un panneau Nombre de panneaux photovoltaïques = 3 / 0,1 Nombre de panneaux photovoltaïques = 30

La masse d'un panneau photovoltaïque est de 17 kg. La masse des 30 panneaux photovoltaïques est de 30 x 17 kg. La masse supplémentaire à supporter par l'abri est donc de 510 kg.

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Question II.2.1 Voir DR3

La position ‘’HIVER’’ est celle qui engendre l’effort le plus important dans le tirant (repère 2). Le type de sollicitation principale s’exerçant sur le tirant (repère 2) est : compression Diamètre du tirant : D = 30 mm = 30.10-3 m Epaisseur du tirant : e = 3 mm = 3.10-3 m Surface du tirant : S = π . D2 / 4 - π . (D - 2.e)2 / 4 = π/4 . [D2 - (D - 2.e)2] S = π/4 . [D2 - (D2 + 4.e2 - 4.D.e)] = π/4 . [ - 4.e2 + 4.D.e] S = π . [D.e - e2] S = π . [30. 10-3 x 3.10-3 - (3.10-3)2] S = 257,47.10-6 m2 ou Diamètre du tirant : D = 30 mm = 30.10-3 m Epaisseur du tirant : e = 3 mm = 3.10-3 m Diamètre intérieur du tirant : d = D - 2.e = 30.10-3 - 2 x 3.10-3 = 24.10-3 m Surface du tirant : S = π . D2 / 4 - π . d2 / 4 = π/4 . (D2 - d)2 S = π/4 . [(30. 10-3)2 - (24.10-3)2] S = 257,47.10-6 m2 L'effort normal :

N = 4404 N

Contrainte normale de compression : σ = N / S AN :

σ = 4404 / 257,47.10-6 = 4404.106 / 257,47 = 17,1.106 σ = 17,1 MPa

Les dimensions de la section circulaire du tirant (repère 2) entraînent une contrainte de 17,1 MPa qui est bien inférieure à 235 MPa.

Question II.3 Autre solution technique permettant de produire localement de l’énergie :  les éoliennes  microcentrale hydraulique  hydrolienne  valorisation des déchets (méthanisation)

La localisation urbaine des stations limite l’emploi de certaines solutions. Les panneaux photovoltaïques sont plus adaptés pour une production d’électricité sans détériorer le cadre de vie, et exploitent une énergie renouvelable assez largement disponible.

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Station de recharge corrige gm  
Station de recharge corrige gm  
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