Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

22 1 ا لصفحة المركز الوطني للتقويم واالمتحانات والتوجيه االمتحان الوطني الموحد

22 1 ا لصفحة المركز الوطني للتقويم واالمتحانات والتوجيه االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا الدورة العادية 2018 - الموضوع - NS 46 علوم المهندس شعبة العلوم والتكنولوجيات: مسلك العلوم والتكنولوجيات الكهربائية المادة الشعبة أو ا لمسلك مدة اإلنجاز المعامل 8 4 Le sujet comporte 3 situations d'évaluation (SEV) : SEV1 : ANALYSE FONCTIONNELLE ET ETUDE DE LA TRANSMISSION DE PUISSANCE (sur 24 pts) SEV2 : ÉTUDE ÉNERGÉTIQUE …………. …………………………………………………….…………………….... (sur 27,5 pts) SEV3 : ÉTUDE PARTIELLE DE LA CHAINE D’INFORMATION……………………………………… (sur 28,5 pts) Les 3 situations d'évaluation sont indépendantes et peuvent être traitées dans un ordre quelconque après lecture des paragraphes I, II, III et IV. La numérotation des questions est continue : de la question N° 1 (Question :1.) à la question N° 50 (Question :50.).  Le sujet comporte au total 22 pages.  Le sujet comporte 3 types de documents :  Pages 02 à 11 : Socle du sujet comportant la présentation et les situations d’évaluation (SEV) (Couleur Jaune).  Pages 12 à 14 : Documents ressources portant la mention (Couleur Rose).  Pages 15 à 22 : Documents réponses portant la mention (Couleur Blanche). DRES XX DREP XX  Toutes les réponses doivent être rédigées sur les documents réponses : .  Les pages portant en haut la mention (Couleur Blanche) doivent être obligatoirement jointes à la copie du candidat même si elles ne comportent aucune réponse.  Le sujet est noté sur 80 points. DREP XX DREP XX  Aucun document n’est autorisé.  Sont autorisées les calculatrices non programmables. Principe de la voiture électrique 22 2 الصفحة االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا- الدورة العادية 2018 – الموضوع - :مادة علوم المهندس – شعبة العلوم والتكنولوجيات مسلك العلوم والتكنولوجيات ال كهربائ ية NS 6 4 PRINCIPE DE LA VOITURE ELECTRIQUE I. INTRODUCTION Pour réduire les émissions de gaz nocifs et économiser les énergies fossiles (l’essence et le gasoil), les constructeurs proposent des voitures électriques qui permettent aux usagers de se déplacer économiquement en réduisant les émissions polluantes. II. PRESENTATION DU SYSTEME Pour appréhender le principe de la voiture électrique, on dispose, comme le montre la figure 1-DRES 01-, d’une maquette (banc d’essai) constituée d’un demi-essieu de train arrière du véhicule électrique, elle permet l’étude des différentes problématiques liées au véhicule électrique réel (transmission, énergie, commande, …). HYPOTHESES : 1. L’analyse fonctionnelle porte sur la voiture électrique, par contre l’étude des solutions constructives porte sur la maquette. 2. Les grandeurs mécaniques ainsi que les puissances électriques sont réduites. Le fonctionnement, le comportement et les méthodes de réglage restent néanmoins identiques à ce qui est rencontré sur le système réel. 3. Les roues sont placées sur une plateforme inclinable (non représentée) qui simule la route, donc la maquette ne se déplace pas en réalité. III. DESCRIPTION La maquette comporte 2 chaînes : 1. Une chaîne d’énergie englobe 4 fonctions génériques : L’alimentation : assurée par une batterie ; La distribution : réalisée par un variateur de vitesse ; La conversion : assurée par un moteur asynchrone triphasé de traction ; La transmission est réalisée par :  Un système poulies-courroie ;  Un double joint de cardan. 2. Une chaîne d’information assurant 3 fonctions génériques : L’acquisition est assurée par :  Un capteur de vitesse ;  Un capteur de température pour surveiller la batterie ;  Une pédale d’accélération ;  Un levier à trois positions : Centre (arrêt), Haute (marche avant), Basse (marche arrière). Le traitement est assuré par une carte électronique à base du microcontrôleur ‘PIC 16F877’ ; La communication est assurée par :  Un réseau de terrain (réseau de capteurs / actionneurs) utilisant un protocole de communication série ;  Une interface homme / machine (tableau de bord). 22 3 الصفحة االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا- الدورة العادية 2018 – الموضوع - :مادة علوم المهندس – شعبة العلوم والتكنولوجيات مسلك العلوم والتكنولوجيات ال كهربائ ية NS 6 4 IV. FONCTIONNEMENT  L’utilisateur tourne d’abord la clef de contact pour alimenter en énergie électrique les différents circuits et allume, par la même action, le tableau de bord sur lequel on dispose d’un indicateur de charge de la batterie et d’un second indicateur de vitesse des roues.  Puis, il choisit le sens de marche (marche avant ou marche arrière) par action sur le levier.  Ensuite, il appuie sur la pédale d’accélération pour atteindre la vitesse désirée.  Enfin, il remet le levier en position du centre et coupe le contact pour arrêter le système. V. SITUATIONS D’EVALUATION A. Analyse fonctionnelle Tâche : Application de quelques outils de l’analyse fonctionnellle Dans le but d’identifier le besoin et les fonctions de service, on se propose d’appliquer au système quelques outils de l’analyse fonctionnelle. Question : 1. Identifier le besoin en complétant le diagramme « bête à cornes ». [1,75 pt] Question : 2. En utilisant le tableau ci-dessous, compléter le diagramme SADT de niveau A-0 en plaçant le numéro (N°) du descriptif correspondant. [2,25 pts] N° Descriptif N° Descriptif N° Descriptif 1 Énergie perdue 4 Se déplacer économiquement en réduisant les émissions polluantes 7 Réglage 2 Exploitation 5 Conducteur et passagers au départ 8 Énergie électrique 3 Informations – tableau de bord 6 Configuration 9 Conducteur et passagers à destination Question : 3. En vous aidant de la description de la maquette (page 2, paragraphe III), compléter le FAST partiel. [2 pts] B. Étude de la transmission de puissance L’objectif de cette étude est la compréhension des solutions constructives et la vérification de la compatibilité du moteur de traction choisi par le constructeur. La transmission de l’énergie à la roue se fait comme représentée sur le schéma synoptique suivant : SEV 1 : Analyse fonctionnelle et étude de la transmission de puissance [24 pts] Moteur asynchrone Réducteur Poulies-courroie crantée ηP = 0,95 Joint de cardan ηj = 0,95 Roue r Cr V : Vitesse linéaire 22 4 الصفحة االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا- الدورة العادية 2018 – الموضوع - :مادة علوم المهندس – شعبة العلوم والتكنولوجيات مسلك العلوم والتكنولوجيات ال كهربائ ية NS 6 4 Données :  Moteur : PN = 1,7 kW.  Vitesse maximale : V = 60 km/h.  Réducteur : rapport de réduction k = 1/6, (Z1 = 12 dents et Z2 =72 dents).  Roue : diamètre D = 560 mm. Tâche 1 : Compréhension de la solution constructive En se référant au document ressource fig.2 -DRES 01-, et à la chaine de transmission de la roue représentée sur le schéma synoptique page 3, répondre aux questions suivantes : Question : 4. Quel est le type de liaison entre l’arbre moteur et la poulie motrice ? [0,5 pt] Question : 5. Quelle liaison doit-on assurer entre la roue et le bâti ? [0,5 pt] Question : 6. Pourquoi utilise-t-on un système poulies-courroie ? [1 pt] Question : 7. Citer une solution similaire qui peut remplacer le système poulies-courroie. (En gardant le même entraxe). [0,5 pt] Question : 8. Pour quelle raison le constructeur a-t-il choisi un double joint de cardan dans la transmission de puissance ? [1 pt] Tâche 2 : Vérification de la compatibilité du moteur de traction Lors des essais, on crée une situation de fonctionnement qui simule le mouvement de déplacement sur une pente d’angle α qui nécessite une force de traction FT = 180 N (Figure 3-DRES 01-). La vitesse à ne pas dépasser sur la pente est de 30 km/h. Question : 9. Calculer le couple Cr exercé sur la roue (en N.m). [1 pt] Question : 10. À partir du tableau des joints de cardan (DRES 01, Figure 4), choisir la référence du joint de cardan convenable. [1 pt] Question : 11. Calculer la vitesse angulaire r de la roue (en rad/s). [1 pt] Question : 12. Calculer la vitesse angulaire  du moteur (en rad/s). [1 pt] Question : 13. Déduire la vitesse de rotation N du moteur (en tr/min). [1 pt] Question : 14. Calculer le couple moteur C (en Nm). [1,5 pt] Question : 15. Calculer la puissance du moteur PM (en kW). [1 pt] Question : 16. Le moteur choisi par le constructeur répond-t-il aux conditions de fonctionnement exigées ? [1 pt] Tâche 3 : Travail graphique La roue étudiée doit être fixée sur un plateau par 5 vis à tête cylindrique à six pans creux (CHc). Question : 17. En vous aidant de la vue éclatée du montage de la roue, réaliser cette liaison en complétant le dessin d’ensemble partiel. [6 pts] 22 5 الصفحة االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا- الدورة العادية 2018 – الموضوع - :مادة علوم المهندس – شعبة العلوم والتكنولوجيات مسلك العلوم والتكنولوجيات ال كهربائ ية NS 6 4 L’alimentation de la maquette est assurée par une batterie (tension E = 24 V continue). Le moteur asynchrone est alimenté par un variateur de vitesse triphasé fig.5 :  Tension nominale entre phases U = 15 V ;  Courant maximal fourni par la batterie IMax = 200A ;  Fréquence nominale f = 123 Hz. Chaque phase est commandée par quatre interrupteurs électroniques fig. 6. Le tableau uploads/Management/ examen-si-2bac-ste-2018-session-normale-sujet.pdf