Exercice Sous-partie 1 - Question 1.2 · Bac Sciences de l'Ingénieur Métropole 2 remplacement 2021

Thème : Modélisation multi-physique : grandeurs d'effort et de flux, exploitation des simulations · Tiré du sujet Métropole France 2 remplacement (2021)

Énoncé

Le « Challenge ÉducÉco » est une compétition automobile, organisée en France depuis 2009 par l'Association pour le Développement d'Épreuves Éducatives sur l'Écomobilité (AD3E). Ce challenge est basé sur les économies d'énergie liées à l'usage des véhicules. Son objectif est de parcourir le plus de kilomètres avec la plus faible quantité d'énergie possible, sur des véhicules innovants.

Les véhicules utilisent les carburants ou types d'énergies suivants: l'essence sans plomb 95 (EU), le diesel, le bio méthane, l'ester méthylique d'acide gras (100% FAME), l'éthanol E100 (100% Éthanol), l'hydrogène liquide, l'énergie électrique embarquée sur batterie chargée à partir du réseau électrique national.

Deux types de véhicules sont autorisés à concourir:

les éco-citadins semblables aux véhicules routiers classiques dans leur aspect comme dans leur technique, en ayant pour objectif les préoccupations habituelles du transport de personnes;

les prototypes pour lesquels la quantité d'énergie utilisée pendant la course constitue le critère le plus important. Cette catégorie entend favoriser le maximum d'innovation technique avec le moins de contraintes possible. Le classement est effectué par type d'énergie utilisé.

Le slogan du « Challenge ÉducÉco » est: « la course à l'innovation pour une mobilité durable ».

Présentation du véhicule prototype « ÉcoDark »

L'objectif de cette sous-partie est d'identifier les performances attendues du véhicule prototype ÉcoDark ainsi que la structure de sa chaîne de puissance.

Figure 1: le prototype « ÉcoDark » en compétition Diagrammes SysML

Figure 2: diagramme de mission principale Figure 3: diagramme des exigences du système Diagramme de définition de blocs

Figure 4: diagramme de définition de blocs

Question 1.2 — Compléter sur le document réponse DR1 la chaîne de puissance en indiquant la nature et l'unité des grandeurs de flux et d'effort.

1. Entre la Batterie et le Contacteur

2. Entre le Moteur et le Réducteur

3. Entre le Réducteur et la Roue Motrice

4. Entre la Roue Motrice et le Sol

Énoncé: Exercice Sous-partie 1 - Question 1.2 · Bac Sciences de l'Ingénieur Métropole 2 remplacement 2021

Corrigé

Corrigé établi d’après les éléments de correction officiels

Batterie → Contacteur : Nature de la puissance

Réponse : Puissance électrique continue

Batterie → Contacteur : Flux

Réponse : intensité (A)

Batterie → Contacteur : Effort

Réponse : tension (V)

Moteur → Réducteur : Nature de la puissance

Réponse : Puissance mécanique de rotation

Moteur → Réducteur : Flux

Réponse : vitesse angulaire ωm\omega_m (rad·s⁻¹)

Moteur → Réducteur : Effort

Réponse : couple CmC_m (N·m)

Réducteur → Roue Motrice : Nature de la puissance

Réponse : Puissance mécanique de rotation

Réducteur → Roue Motrice : Flux

Réponse : vitesse angulaire ωr\omega_r (rad·s⁻¹)

Réducteur → Roue Motrice : Effort

Réponse : couple CrC_r (N·m)

Roue Motrice → Sol : Nature de la puissance

Réponse : Puissance mécanique de translation

Roue Motrice → Sol : Flux

Réponse : vitesse VV (m·s⁻¹)

Roue Motrice → Sol : Effort

Réponse : force FF (N)

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