BTS ÉLECTROTECHNIQUE SESSION 2019 Épreuve E4.2 : Étude d’un système technique i

BTS ÉLECTROTECHNIQUE SESSION 2019 Épreuve E4.2 : Étude d’un système technique industriel Conception et industrialisation Code : 19-EQCIN BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR ÉLECTROTECHNIQUE ÉPREUVE E.4.2. ÉTUDE D’UN SYSTÈME TECHNIQUE INDUSTRIEL CONCEPTION ET INDUSTRIALISATION SESSION 2019 Durée : 4 heures Coefficient : 3 Matériel autorisé : L'usage de tout modèle de calculatrice, avec ou sans mode examen, est autorisé. L’usage de tout autre matériel ou document est interdit. Documents à rendre avec la copie : - le candidat répondra sur le dossier réponses et des feuilles de copie ; - le dossier réponses est à rendre agrafé au bas d’une copie. Dès que le sujet vous est remis, assurez-vous qu’il est complet. Le sujet comporte quatre dossiers : • le dossier présentation - questionnement qui se compose de 11 pages, numérotées de 1/11 à 11/11 ; • le dossier technique qui se compose de 6 pages, numérotées de 1/6 à 6/6 ; • le dossier ressources qui se compose de 15 pages, numérotées de 1/15 à 15/15 ; • le dossier réponses qui se compose de 8 pages, numérotées de 1/8 à 8/8. Il sera tenu compte de la qualité de la rédaction, en particulier pour les réponses aux questions ne nécessitant pas de calcul. Le(la) correcteur(trice) attend des phrases construites respectant la syntaxe de la langue française. Chaque réponse sera clairement précédée du numéro de la question à laquelle elle se rapporte. Les notations du texte seront scrupuleusement respectées. Présentation et questionnement 19xx-EQCIN Page 1/11 BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR ÉLECTROTECHNIQUE SESSION 2019 ÉPREUVE E4.2 Alimentation d’un hôpital. PRÉSENTATION – QUESTIONNEMENT Les trois parties de l’épreuve sont indépendantes. 1. Présentation générale ........................................................................................ 2 2. Enjeux - Objectifs ............................................................................................... 4 PARTIE A Continuité de l’alimentation électrique de l’hôpital ............................. 6 PARTIE B Raccordement et surveillance des groupes électrogènes ................. 8 PARTIE C Motorisation du convoyeur à chaîne de la chaufferie bois ............... 10 Présentation et questionnement 19xx-EQCIN Page 2/11 1. Présentation générale La construction de l’Hôpital Nord Franche-Comté (HNFC) regroupera les services de l’actuel Centre hospitalier Belfort-Montbéliard en un seul et même site. Situé sur la commune de Trévenans, l’établissement sera à égal temps de transport des deux agglomérations de Montbéliard et Belfort. L’accès aux soins sera donc facilité pour les habitants de ce secteur géographique. L’offre de soin sera également améliorée, avec l’ouverture de nouveaux services spécialisés tels que l’hématologie1. Figure 1 - Hôpital Nord Franche Comté D’une surface totale de 73 000 m2 sur quatre niveaux, auxquels s’ajoutera une hélistation2, l’Hôpital Nord Franche-Comté accueillera 772 lits. Parallèlement, un pôle logistique de 14 000 m2, construit à proximité du bâtiment médical, abritera une pharmacie centrale, une blanchisserie, des magasins et ateliers de maintenance, ainsi que des bureaux administratifs. Le souhait du maître d’ouvrage est d’avoir un bâtiment énergétiquement performant :  limitant les consommations énergétiques liées au chauffage et à l’éclairage ;  doté d’un système de production de chaleur utilisant une énergie primaire respectueuse de l’environnement ;  présentant une haute sureté de fonctionnement de son alimentation en électricité, afin de pouvoir assurer la continuité des soins en toutes circonstances. Pour répondre au souhait du maître d’ouvrage les dispositions suivantes ont été prises. Afin de limiter les consommations énergétiques, les façades du bâtiment seront réalisées en « sandwich » de bois et de verre garantissant un haut niveau d'isolation phonique et thermique (voir figure 2). Concernant l’éclairage, des puits de lumière apporteront un éclairage naturel. Ces dispositions ne seront pas étudiées dans le sujet. Figure 2 - Façade Une chaudière à bois (voir figure 3), sous forme de copeaux, permettra de fournir 70 % des besoins en chaleur du bâtiment. Les copeaux seront stockés dans un silo 1 L’hématologie est une branche de la médecine qui étudie le sang et ses maladies. 2 Une hélistation est un aérodrome équipé pour recevoir exclusivement les hélicoptères. Présentation et questionnement 19xx-EQCIN Page 3/11 (1) et acheminés vers la chaudière (4) par un convoyeur à chaîne (3) puis un convoyeur à vis (7). Les cendres seront stockées dans une benne (9) via un convoyeur (8). Les fumées seront dépoussiérées par un filtre (5) puis rejetées dans l’air par une cheminée (6). Le dimensionnement, le choix et la mise en œuvre de certains de ces constituants seront abordés dans le sujet. Figure 3 - Chaufferie bois Le site retenu pour bâtir l’hôpital sera alimenté par deux lignes électriques 20 kV (voir figure 4) :  Une première ligne, en provenance d’un poste source situé dans la commune d’Argiésans. Cette ligne alimentera un poste repéré « POSTE DE LIVRAISON EDF » ;  Une deuxième ligne, en provenance d’un poste source situé dans la commune d’Héricourt. Cette ligne alimentera le poste repéré « POSTE EDF SECOURS ». Figure 4 - Lignes 20 kV Des groupes électrogènes et des onduleurs garantiront une autonomie énergétique suffisante pour assurer les activités médicales en toutes circonstances. La mise en œuvre de ces sources d’énergies, postes 20 kV, groupes électrogènes et onduleurs, sera abordée dans le sujet. 1 Poste source de la commune d’Argiésans 2 Poste « POSTE DE LIVRAISON EDF » de l’hôpital 3 Poste source de la commune d’Héricourt 4 Poste « POSTE EDF SECOURS » de l’hôpital. 2 1 3 4 Lignes 20kV 1 2 5 6 3 4 7 8 9 Présentation et questionnement 19xx-EQCIN Page 4/11 2. Enjeux - Objectifs L’Hôpital Nord Franche-Comté devra garantir la continuité des soins médicaux en toute circonstance, tout en étant un bâtiment énergétiquement performant. En relation avec ces enjeux, le sujet traite des solutions mises en œuvre pour assurer la continuité de l’alimentation électrique du site, et pour alimenter en combustible la chaudière bois qui permet de fournir 70 % des besoins énergétiques u bâtiment. Le barème de notation des parties A, B, C représente respectivement 31%, 33% et 36% de la note finale. Objectif 1 Assurer la continuité de l'alimentation électrique. E41 - Partie A Quel est le volume de carburant qui permet d’assurer le fonctionnement minimal du groupe électrogène ? Les batteries des ASI sont-elles bien dimensionnées ? E41 - Partie B Comment réguler la tension des groupes électrogènes ? Objectif 2 Assurer le chauffage des locaux. E41 - Partie C Quel est le besoin en puissance pour le chauffage ? Les 70% de production par la chaudière à bois imposés par le cahier des charges sont-ils vérifiés ? E41 - Partie D L’alimentation en combustible est-elle bien dimensionnée ? E42 - Partie A Quelle architecture de distribution et quels matériels doit-on mettre en place ? E42 - Partie B Comment raccorder les groupes électrogènes au réseau et en assurer la surveillance ? E42 - Partie C Comment assurer la motorisation du convoyeur à bois de la chaufferie ? Présentation et questionnement 19xx-EQCIN Page 5/11 Présentation et questionnement 19xx-EQCIN Page 6/11 PARTIE A Continuité de l’alimentation électrique de l’hôpital Contexte La figure 5 présente l’architecture du réseau de distribution HTA de l’hôpital. La distribution est assurée par 13 TGBT répartis dans trois postes qui sont alimentés :  en coupure d’artère, par la boucle B-HTA ;  en antennes, depuis le poste GE (groupes électrogènes) par les liaisons A1-S, A2-S, A3-S et A4-S. Les tableaux TGBT ASIEN, TGBT ASI1, TGBT ASI2 sont équipés d’onduleurs de technologie « on line double conversion ». Chaque tableau possède 4 onduleurs de 120 kVA. Chaque onduleur alimente un départ triphasé. Le poste « POSTE GE » est équipé de trois groupes électrogènes. Chaque groupe présente une puissance apparente de 2000kVA. Figure 5 - Réseau de distribution HTA de l’hôpital En fonctionnement normal, l’alimentation est assurée par la ligne provenant d’Argiésans. Dans ce cas, l’ensemble des tableaux électriques est alimenté. En cas de coupure d’alimentation de la ligne d’Argiésans, les groupes électrogènes démarrent et assurent l’alimentation des tableaux TGBT ASIEN, TGBT ASI1, TGBT ASI2, TGBT NSEN, TGBT NS1 et TGBT NS2. Le temps de démarrage puis de mise en service des groupes électrogènes est d’environ 8 secondes. Les groupes électrogènes restent en service jusqu’au basculement sur l’alimentation d’Héricourt. L’ensemble des tableaux électriques est alors alimenté par la ligne Héricourt. La durée du basculement entre une coupure de l’alimentation « Argiésans » et la mise en service de l’alimentation « Héricourt » est estimée à 15 minutes. Votre responsable se demande quelles manœuvres d’ouvertures et de fermetures TGBT 11 TGBT 12 POSTE N°1 MCO TGBT ASI1 TGBT NS1 4 x 120kVA TGBT 21 TGBT 22 POSTE N°2 MCO TGBT ASI2 TGBT NS2 4 x 120kVA POSTE DE LIVRAISON EDF POSTE EDF SECOURS POSTE GE GE 3 x 2000kVA I1 I2 I3 I4 I5 POSTE ENERGIE TGBT ASIEN TGBT NSEN 4 x 120kVA TGBT EN1 TGBT EN2 TGBT EN3 A4-S A3-S A1-S A2-S B-HTA B-HTA B-HTA B-HTA B-HTA B-HTA Argiésans Héricourt Présentation et questionnement 19xx-EQCIN Page 7/11 il sera nécessaire d’effectuer sur les interrupteurs du poste GE lorsqu’une coupure de la ligne d’alimentation « Argiésans » se produira jusqu’au basculement sur l’alimentation « Héricourt ». Il vous charge de lui apporter une réponse à cette question. Il vous demande également de vérifier que les onduleurs uploads/Sante/ sujet-19.pdf

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  • Publié le Nov 01, 2021
  • Catégorie Health / Santé
  • Langue French
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