Partie 4 - Consommation énergétique · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - SIN 2026

Partie 4: comment réduire la consommation énergétique des escaliers mécaniques permettant d'accéder aux quais ?

Un exemple de chemin est fourni sur le document DT8 pour accéder aux quais de la gare à partir du rez-de-chaussée en utilisant uniquement les escaliers mécaniques représentés sur le graphique.

Le détail des éléments de la chaîne de puissance d'un escalier mécanique est donné sur le diagramme de bloc interne fourni sur le document-réponse DR5. Ce diagramme se limite à l'entraînement des marches.

DT8: exemple de trajet pour descendre sur les quais

Caractéristiques des escaliers mécaniques (RDC au niveau -1)

Six escaliers mécaniques permettent de relier le rez-de-chaussée au niveau -1. Aux heures de pointe, trois escaliers fonctionnent dans le sens descendant et trois dans le sens montant.

La hauteur $H$ entre les deux niveaux est de $7{,}4\text{ m}$ et les escaliers sont inclinés de $30^\circ$ par rapport au niveau du sol.

$$\sin(30^\circ) = \frac{H}{L_1}$$

La vitesse de déplacement des personnes sur les escaliers mécaniques est de $0{,}5\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$.

Données énergétiques des escaliers mécaniques

Un escalier mécanique absorbe une puissance moyenne de $12\text{ kW}$ sur le réseau de distribution électrique de la gare lorsqu'il fonctionne aux heures de pointe.

Lors des heures normales, les flux de voyageurs dans la gare sont moins importants et les escaliers mécaniques sont moins sollicités.

L'énergie absorbée par un escalier mécanique lors de son fonctionnement aux heures normales est de $52\text{ kWh}$ par jour.

DT4: horaires de passage des trains en gare

De 5h30 à 8h00 · De 8h00 à 10h00 · De 10h00 à 17h00 · De 17h00 à 19h00 · De 19h00 à 1h15

Un train toutes les 5 minutes · Un train toutes les 2 minutes · Un train toutes les 5 minutes · Un train toutes les 2 minutes · Un train toutes les 5 minutes

Heures normales · Heures de pointes · Heures normales · Heures de pointes · Heures normales

Un escalier mécanique absorbe une puissance moyenne de 12 kW sur le réseau de distribution électrique de la gare lorsqu'il fonctionne aux heures de pointe.

DT4: horaires de passage des trains en gare

De 5h30 à 8h00

De 8h00 à 10h00

De 10h00 à 17h00

De 17h00 à 19h00

De 19h00 à 1h15

Un train toutes les 5 minutes

Un train toutes les 2 minutes

Un train toutes les 5 minutes

Un train toutes les 2 minutes

Un train toutes les 5 minutes

Heures normales

Heures de pointes

Heures normales

Heures de pointes

Heures normales

Question 4.5

Déterminer l'énergie absorbée par un escalier mécanique en kWh par jour lors de son fonctionnement aux heures de pointe.

kWh/jour

Lors des heures normales, les flux de voyageurs dans la gare sont moins importants et les escaliers mécaniques sont moins sollicités.

L'énergie absorbée par un escalier mécanique lors de son fonctionnement aux heures normales est de 52 kWh par jour.

Question 4.6

Comparer les énergies absorbées par un escalier mécanique aux heures de pointe et aux heures normales.

Proposer une solution pour réduire la consommation d'énergie des escaliers mécaniques lorsqu'ils ne sont pas ou peu utilisés hors des heures de pointe.