Partie 3 · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - SIN 2023

Partie 3: comment sélectionner les générateurs d'air chaud ?

Il existe sur le dôme des fuites d'air au niveau de:

la jonction entre la toile du dôme et le sol;

la jonction entre les pièces de toile constituant le dôme;

les jonctions des différentes portes (sas, sorties de secours).

La somme des fuites d'air équivaut à un « trou » de surface $S = 0{,}315\text{ m}^2$ dans le dôme.

Les trois générateurs d'air chaud doivent compenser ces fuites pour garder une pression relative par rapport à l'extérieur de $+300\text{ Pa}$ dans le dôme.

Données et formules

$V = \sqrt{\dfrac{2 \times P}{\rho_{\text{air}}}}$

$V$: vitesse d'écoulement de l'air en $\text{m}\cdot\text{s}^{-1}$

$P$: pression relative de l'air à l'intérieur du dôme en Pascal ($\text{Pa}$)

$\rho_{\text{air}}$: masse volumique de l'air ($1{,}25\text{ kg}\cdot\text{m}^{-3}$)

$Q_{\text{fuites}} = V \times S$

$Q_{\text{fuites}}$: débit de l'air en $\text{m}^3\cdot\text{s}^{-1}$

$V$: vitesse d'écoulement de l'air en $\text{m}\cdot\text{s}^{-1}$

$S$: surface des fuites d'air en $\text{m}^2$

Question 3.1

Calculer la vitesse de l'air s'échappant par les fuites du dôme.

Question 3.2

Calculer le débit d'air s'échappant par la surface $S$ correspondant aux fuites en $\text{m}^3\cdot\text{s}^{-1}$.

Convertir en $\text{m}^3\cdot\text{h}^{-1}$ le débit d'air correspondant aux fuites.

Question 3.3

Le gonflage du dôme nécessite un débit de $60\,000\text{ m}^3\cdot\text{h}^{-1}$ indépendamment des fuites.

Choisir le modèle le plus adapté pour les trois générateurs d'air, à partir du document technique DT5.

Question 3.4

Le dôme étant sous pression, toutes les entrées sont conçues pour qu'un minimum d'air s'échappe grâce à des sas de plusieurs types:

portes tambour dit « sas tournant » dont l'étanchéité est assurée par des brosses;

sas technique délimité par deux portes de « garage » actionnées en différé et comportant un espace d'attente proportionnel à l'usage qui en est fait (camion, groupe de vélos, etc.).

Indiquer aux étapes 2, 3 et 4 sur le document réponses DR3, le niveau de pression dans le sas technique pour l'entrée d'une personne dans le vélodrome.

Rappel de la légende: « + » (pression extérieure) ou « +++ » (pression intérieure dôme).

Question 3.5

Conclure sur l'importance des sas vis-à-vis du choix des générateurs à air chaud.