Exercice Sous-partie 1 - Modélisation multi-physique · Bac Sciences de l'Ingénieur Métropole Candidat libre 2021 (sujet 1)

Thème : Modélisation multi-physique : grandeurs d'effort et de flux, exploitation des simulations · Tiré du sujet Métropole Candidat libre 1 (2021)

Énoncé

Partie 1 - Sciences de l'ingénieur

Mise en situation

Baptisés NEMO en l’honneur de Jules Verne, illustre habitant d’Amiens, les nouveaux bus connecteront efficacement le centre-ville, les pôles d’emploi, les lieux de loisirs et les grands équipements métropolitains.

Ces bus circuleront de 5 h du matin à 1 h le soir avec une fréquence de 8 à 10 minutes.

Les 43 bus électriques représentent la plus importante acquisition de matériel de ce type en Europe. N’émettant aucun polluant atmosphérique et permettant de réduire le bruit et les vibrations, NEMO améliorera la qualité de vie des voyageurs et des riverains.

Les nouveaux véhicules, fournis par la société Irizar (de modèle ie-tram), confortables et esthétiques, offriront de nouvelles possibilités aux usagers.

Par ailleurs, les services innovants en station feront de ce « Bus à Haut Niveau de Service » (BHNS) une vitrine des ambitions d’Amiens, en matière de transports en commun, de développement durable et culturel.

L’objectif de l’étude est de valider la faisabilité de la création d’une ligne de bus électrique qui respecte les ouvrages existants et protège les usagers et habitants d’Amiens.

Question 1.3 (DR1): À l'aide des figures 4, 5 et 6, sur le document réponse DR1, compléter la chaîne de puissance du bus, en indiquant les éléments qui remplissent chaque fonction, les grandeurs d'efforts, de flux et les différents rendements correspondants.

Figure 5: schéma fonctionnel du bus

Figure 6: rendements de constituants de chaîne de puissance

1. Fonction Stocker / Alimenter

2. Fonction Distribuer

3. Fonction Convertir

4. Fonction Transmettre

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Corrigé

Corrigé établi d’après les éléments de correction officiels

Fonction Stocker / Alimenter : constituant

Réponse : Batteries lithium-ion

Fonction Distribuer : constituant

Réponse : Onduleur DC/AC

Fonction Distribuer : rendement η\eta (%)

Réponse : 98 %

Fonction Distribuer : grandeur de flux en sortie

Réponse : I (A)

Fonction Distribuer : grandeur d'effort en sortie

Réponse : U (V)

Fonction Convertir : constituant

Réponse : Moteur synchrone

Fonction Convertir : rendement η\eta (%)

Réponse : 90 %

Fonction Convertir : grandeur de flux en sortie

Réponse : ω (rad·s⁻¹)

Fonction Convertir : grandeur d'effort en sortie

Réponse : C (N·m)

Fonction Transmettre : constituants

Réponse : Boîte de vitesse et différentiel

Fonction Transmettre : rendement global η\eta (%)

Réponse : 93 %

Fonction Transmettre : grandeur de flux en sortie

Réponse : ω (rad·s⁻¹)

Fonction Transmettre : grandeur d'effort en sortie

Réponse : C (N·m)

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