Partie B - Cinématique et validation du cycle de… · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - ITEC 2025

Partie B: comment valider l'efficacité du dégrilleur ?

Partie B: comment valider l'efficacité du dégrilleur ?

La capacité du dégrilleur à traiter de grandes quantités de déchets est liée à la durée du cycle de dégrillage et à la quantité de déchets qui peuvent être évacués à chaque cycle.

Le motoréducteur qui pilote le mouvement de montée/descente de la poche de raclage (6) par rapport au bâti (1) est donc déterminant pour valider l'efficacité du dégrilleur.

Ce mécanisme est détaillé dans le document-technique DTS6.

DTS6: caractéristique du système de levage

Le mouvement vertical (montée/descente) de la poche de raclage (6) est piloté par un motoréducteur (3).

Celui-ci actionne trois treuils (4) qui enroulent/déroulent les deux câbles latéraux (13) et le câble central (12). Les deux câbles latéraux mettent en mouvement les deux boggies (5) qui entraînent la poche.

La figure de gauche montre la poche en position haute au niveau de la ligne d'écrêtement.

La figure de droite montre la poche en position basse au niveau du radier. La butée basse (7) détermine cette position.

Remarque: La poche de raclage est représentée en position ouverte sur les deux figures.

Moteur • Marque: Siemens

• Type: CAZ88-LA4L100-L16G

• Puissance électrique: $2{,}2\text{ kW}$

• Intensité absorbée: $4{,}7\text{ A}$

• Déphasage: $\cos \varphi = 0{,}82$

• Rendement: $72\,\%$

• Couple moteur: $10\text{ N}\cdot\text{m}$

Réducteur • Rendement: $96\,\%$

• Rapport de réduction: $1/75$

Treuil • Rendement: $100\,\%$

• Diamètre treuil: $220\text{ mm}$

• Diamètre câble: $8\text{ mm}$

DTS7: implantation du dégrilleur

DTS8: cahier des charges (Cycle de dégrillage)

Question B.2

Calculer la vitesse de rotation en sortie du moteur $\omega_m$ en $\text{rad}\cdot\text{s}^{-1}$.

Calculer la vitesse de rotation en sortie du réducteur $\omega_r$ en $\text{rad}\cdot\text{s}^{-1}$.

Pour la suite de l'étude, $\omega_r = 2\text{ rad}\cdot\text{s}^{-1}$.

L'enroulement du câble sur le rouleau du treuil se fait sur un seul niveau comme cela est représenté sur le document-technique DTS6.

Question B.3

Calculer le rayon d'enroulement du câble sur le rouleau du treuil en se plaçant au centre du câble.

En déduire, la vitesse $V_{5/1}$ du boggie accroché au câble.

Pour la suite de l'étude, $V_{5/1} = 0{,}25\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$.

Le cycle de dégrillage est composé de quatre étapes (voir le document-technique DTS1):

• Les étapes 1 et 3 durent 5 secondes chacune.

• La durée de l'étape 4 est égale à celle de l'étape 2.

Question B.4

Calculer la durée de l'étape 2 (mouvement entre l'écrêtement et le radier).

Calculer la durée totale d'un cycle de dégrillage et conclure par rapport au cahier des charges.

Pour la suite de l'étude, $P_t = 1{,}5\text{ kW}$.

La masse de la poche de raclage est de $150\text{ kg}$, les câbles et autres éléments suspendus au treuil ont une masse totale de $50\text{ kg}$.

Question B.5

Calculer la force $F_t$ que peut supporter le treuil à l'aide de la puissance en sortie de treuil.

Calculer la masse maximale de déchets qui pourra être remontée dans la poche de raclage.

Conclure par rapport au cahier des charges.