Partie C - Questions C.1, C.5, C.6 : Conformité d… · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - EE 2023

PARTIE SPÉCIFIQUE (1,5h) — 8 points

Énergie et environnement

VÉLODROME RAYMOND POULIDOR

Mise en situation

Le vélodrome Raymond Poulidor, initialement pensé comme un équipement de plein air, est constitué d’une piste en béton sur remblai pour s’intégrer au mieux à la qualité paysagère du site.

Après la réalisation et l’utilisation des pistes, le besoin d’une couverture est devenu une évidence pour optimiser l’usage de cette structure tout au long de l’année. Une solution gonflable, communément appelée « dôme », a été privilégiée d’un point de vue économique et pour répondre efficacement aux contraintes imposées par le site en pente.

Malgré la couverture, la piste reste humide de par le phénomène de condensation.

La solution pour éviter cette condensation, a été de déshumidifier l’air entrant dans le dôme et de le réchauffer. Le contrôle de la température de l’air, de l’humidité à l’intérieur et de la température du sol permet de régler le problème en s’éloignant du point de rosée.

Travail demandé

Partie A: comment maintenir gonflé le dôme du vélodrome tous les jours de l’année ?

Trois générateurs d'air chaud placés à l'extérieur injectent de l'air neuf dans le volume du dôme afin de maintenir une pression constante de $300\text{ Pa}$ selon les conditions météorologiques.

Chaque générateur d'air a un débit disponible maximum de $30\,000\text{ m}^3\cdot\text{h}^{-1}$. Dans les pires conditions (ouverture des portes lors des accès, tempêtes où la pression augmente pour stabiliser le dôme) un maximum de $105\,000\text{ m}^3\cdot\text{h}^{-1}$ est requis.

Une centrale de traitement d'air de secours ultime ($35\,000\text{ m}^3\cdot\text{h}^{-1}$) peut assurer (sans chauffage) un fonctionnement a minima afin de maintenir le dôme en état.

Le débit d'air neuf nominal injecté toutes portes d'accès fermées est de $24\,000\text{ m}^3\cdot\text{h}^{-1}$ environ.

En cas de chute de neige, ou en cas de besoin de monter en température du volume du vélodrome, les brûleurs gaz des trois générateurs d'air sont utilisés. Ils sont alimentés par une cuve de capacité $3\text{ tonnes}$ de propane et se mettent en fonctionnement jusqu'à une température de $10\,^\circ\text{C}$ à l'intérieur du dôme.

Un anémomètre placé à l'extérieur de la couverture permet d'adapter le débit d'air pour compenser la poussée du vent sur le dôme.

Partie C: Comment diminuer la consommation électrique de l'éclairage ?

Le niveau d'éclairage vertical requis pour un classement en catégorie 2 du vélodrome est 1 000 lux minimum avec un coefficient d'uniformité de 0,7 (Uo).

Pour les entraînements sans spectateur, un éclairage de 300 lux minimum est préconisé.

Le pilotage de l'éclairage du vélodrome s'effectue via l'application SMARTDOME sur tablette, PC, smartphone ou en manuel sur site depuis l'armoire de commande. Dans tous les cas, quatre possibilités sont offertes: 0 lux, 300 lux, 700 lux, 1 000 lux.

Luminaires installés sur mât pour l'éclairage intérieur du dôme

C.1

D'après les fiches techniques des luminaires à éclairage direct et indirect (DTS9 et DTS10), identifier la technologie des luminaires installés pour éclairer l'intérieur du dôme.

C.5

Les résultats de la simulation du niveau d'éclairement pour 1 000 lux sont donnés sur le document technique DTS13:

DTS13: Simulation du niveau d'éclairement pour 1000 lux

Données du logiciel:

Hauteur de la surface: 4,30 m — Facteur de maintenance: 0,90

Éclairement moyen: $E_{\text{moy}} = 994\text{ lx}$

Éclairement minimum: $E_{\text{min}} = 705\text{ lx}$ — Éclairement maximum: $E_{\text{max}} = 1330\text{ lx}$

Uniformité de la surface $U_o = E_{\text{min}} / E_{\text{moy}} = 0{,}71$

C.6

L'éclairage naturel moyen sur une journée nuageuse et pluvieuse à l'extérieur est d'environ 3 000 à 5 000 lux. L'éclairage extérieur moyen par jour ensoleillé est d'environ 35 000 à 130 000 lux.

La translucidité de la double membrane blanche du dôme est de 3 % (100 lux à l'extérieur fournit 3 lux à l'intérieur).

Calculer l'apport minimum d'éclairage naturel à travers la membrane du toit du vélodrome pour un jour ensoleillé.