Partie 6 - Questions 6.3 à 6.6 : Bilan de puissan… · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - ITEC 2022

Complexe aquatique de la Communauté de Communes de la Vallée de la Bruche

Boiséo

Mise en situation

La noyade est la première cause de mortalité accidentelle chez les enfants.

« La moitié des collégiens, en fin de sixième, ne savent pas bien nager », affirmait la ministre des Sports, Roxana Maracineanu, au Parisien en avril 2019.

L'accès aux piscines pour la plupart des jeunes français, surtout pour les ruraux, n'est pas toujours systématique. C'est dans ce contexte que la CCVB, Communauté de Communes de la Vallée de la Bruche, située dans le Bas-Rhin (67), a lancé une consultation relative à la réalisation d'une étude de faisabilité pour la construction d'un équipement aquatique sur la commune de La Broque. Le cabinet d'architectes IPK Conseil a alors été retenu pour mener à bien cette mission.

L'équipement aquatique de La Broque a pour vocation prioritaire l'apprentissage de la natation pour les scolaires et une vocation complémentaire dans le secteur santé-détente, en réponse à une spécificité touristique assez forte de la vallée.

Question 6.3

Calculer la puissance maximum $P_{\text{max}}$ que peuvent fournir ces trois modes de chauffage lorsqu'ils fonctionnent en même temps.

En fonctionnement nominal, c'est-à-dire pour maintenir la température de l'eau dans le bassin et chauffer les locaux, la consommation est de $300\text{ kW}$. Cette puissance est prioritairement fournie par les panneaux solaires thermiques et les pompes à chaleur.

Question 6.4

Calculer dans ce cas la puissance $P_{\text{ch}}$ que doit fournir la chaudière à gaz.

Déterminer la marge de puissance $P_{\text{Marge}}$ restant pour la chaudière à gaz.

La piscine est alimentée en eau par le réseau public. L'eau arrive à une température de $12^\circ\text{C}$.

Les bassins contiennent $660\text{ m}^3$ d'eau.

Lors du remplissage des bassins, il faut chauffer l'eau pour qu'elle puisse atteindre sa température nominale de $28^\circ\text{C}$.

Données et rappel:

$W = \Delta\Theta \cdot m \cdot Cp$

$\Delta\Theta$: différence de température en $^\circ\text{C}$

$m$: masse de l'eau en $\text{kg}$

$Cp$: chaleur massique de l'eau $= 4185\text{ J}\cdot\text{kg}^{-1}\cdot^\circ\text{C}^{-1}$

$W$: énergie en Joule

$1\text{ m}^3$ d'eau a une masse de $1000\text{ kg}$

Question 6.5

Calculer la quantité d'énergie thermique $W_{\text{th}}$ qu'il faut fournir pour chauffer l'eau.

Exprimer ce résultat en Joule puis en $\text{kW}\cdot\text{h}$.

On prendra une puissance disponible pour chauffer l'eau de $500\text{ kW}$.

Question 6.6

Déterminer le temps en heures nécessaire à la montée en température de l'eau.

Le choix se porte sur une chaudière à gaz de puissance $700\text{ kW}$.

Indiquer l'avantage de disposer d'une chaudière de grande puissance.