Presentation generale 2 partie a choix du materiel 6

BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR
ÉLECTROTECHNIQUE


ÉPREUVE E.4.2.

ÉTUDE D’UN SYSTÈME TECHNIQUE INDUSTRIEL

CONCEPTION ET INDUSTRIALISATION

SESSION 2017

Durée : 4 heures Coefficient : 3

Matériel autorisé :

Calculatrice à fonctionnement autonome autorisée conformément à la circulaire N 99-186 du 16/11/99. L’usage de tout autre matériel ou document est interdit.

Documents à rendre avec la copie :

• 
  le candidat répondra sur le dossier réponses et les 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 12 pages, numérotées de 1/12 à 12/12 ;
  
• 
  le dossier réponses qui se compose de 5 pages, numérotées de 1/5 à 5/5 ;
  
• 
  le dossier technique qui se compose de 13 pages, numérotées de 1/13 à 13/13.
  
• 
  le dossier ressources qui se compose de 12 pages, numérotées de 1/12 à 12/12.
  

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.

BTS ÉLECTROTECHNIQUE	SESSION 2017
Épreuve E4.2 : Étude d’un système technique industriel Conception et industrialisation	Code : 17- EQCIN

SESSION 2017

PRESENTATION GENERALE 2

PARTIE A CHOIX DU MATERIEL 6

PARTIE B ÉTUDE ECONOMIQUE DU PROJET 8

PARTIE C REALISATION DES SCHEMAS 10

PARTIE D PARAMETRAGE DES VARIATEURS 12

Présentation générale

Mise en situation

• 
  la gestion technique du bâtiment est assurée via un bus de type KNX ;
  

• 
  la limitation de la consommation d’éclairage est obtenue par l’utilisation de matériels efficaces (lampes basses consommations, LED) et par l’extinction automatique des éclairages lorsque c’est possible (détecteurs de présence, capteurs de luminosité) ;
  
• 
  la limitation de la consommation des pompes (auxiliaires techniques) est obtenue par
  

• 
  la limitation de la consommation du système de ventilation et de chauffage est obtenue par l’emploi d’un échangeur thermique double flux, qui réchauffe l’air neuf (entrant) avec l’air vicié (sortant).
  

Enjeu

• 
  la moitié des pertes énergétiques du bâtiment sont liées aux ventilations car le bâtiment est très bien isolé thermiquement ;
  
• 
  toutes les salles sont ventilées indépendamment de leur occupation, alors qu’elles sont parfois inoccupées. Par exemple, la salle des maîtres est vide lorsque ceux-ci sont dans les salles de classe avec les élèves. On estime qu’en moyenne une salle reste inoccupée pendant 30 % du temps.
  

• 
  Pour contrôler les flux d’air entrant et sortant d’une salle :
  
  • 
    installer des clapets sur l’entrée d’air neuf, et sur la sortie d’air vicié ;
    
  • 
    asservir l’ouverture et la fermeture de ces clapets à la détection de présence dans la salle ;
    
  • 
    utiliser le capteur de présence du système d’éclairage déjà implanté dans la salle.
    

• 
  Pour adapter le débit de ventilation à l’occupation de l’école :
  
  • 
    installer des capteurs de pression dans les gaines de ventilation ;
    
  • 
    installer des variateurs de vitesse pour piloter les ventilateurs de soufflage et de reprise. Il est ainsi possible d’obtenir un débit d’air variable ;
    
  • 
    réguler la pression dans la gaine de ventilation en sortie du ventilateur de soufflage. Il s’agit d’adapter les débits d’air en fonction des informations délivrées par les capteurs de pression ;
    

• 
  la partie A s’intéresse au choix du matériel à installer pour obtenir une ventilation à pression constante ;
  
• 
  la partie B propose une étude économique du projet ;
  

• 
  la partie C s’attache à la réalisation des schémas de la nouvelle installation de ventilation ;
  
• 
  enfin, la partie D traite du paramétrage des variateurs.
  

Le barème de notation des parties A, B, C et D représente respectivement 30 %, 25 %, 33 %, 12 % de la note totale.

Désignation	Référence	Nb*	Observation
Sonde de pression	à rechercher	2
Variateur	6L3200-6AM21-3BH0	2
Démarreur-contrôleur	à rechercher	1

* Nb : Nombre (quantité)
Remarque 1 : seul le câble nécessaire pour raccorder les moteurs aux variateurs est à commander. Les autres câbles ne font pas partie de l’étude (en stock aux services techniques de la ville).

Remarque 2 : le régulateur fait partie de l’installation existante. Il n’est pas à commander.
Les contraintes ci-dessous sont à prendre compte :

• 
  les variateurs et les sondes seront placés en extérieur. Ces équipements devront être protégés des poussières et de la pluie ;
  
• 
  la pression à maintenir dans les gaines est estimée à 70 Pa ;
  
• 
  le régulateur existant RMU730B possède des entrées analogiques 0 – 10 V ;
  
• 
  afin de limiter les nuisances sonores, il sera nécessaire de paramétrer chaque variateur à une fréquence supérieure ou égale à 8 kHz ;
  
• 
  le démarreur-contrôleur de la gamme TesysU sera placé en amont des deux variateurs. Il assurera les fonctions de mise sous tension, de sectionnement et de protection contre les courts-circuits. Il signalera par des contacts à fermeture, la présence d’un défaut et la position de son bouton rotatif de commande manuelle ;
  
• 
  la catégorie C1 de la CEM (compatibilité électromagnétique) doit être respectée ;
  
• 
  chaque moteur sera raccordé à un variateur par un câble multiconducteur. Son coefficient total de mode de pose sera pris égal à 1 et l’âme des conducteurs sera en cuivre ;
  
• 
  le variateur assurera la protection thermique du moteur. Le réglage de cette protection s’effectuera à la valeur nominale du courant moteur ;
  
• 
  l’alimentation des circuits de commande s’effectuera en 24V~.
  

1. 
   Donner la référence à commander pour les sondes de pression. Justifier votre choix, sur la base de critères techniques et économiques.
   
2. 
   Justifier la référence retenue pour les variateurs qui piloteront les ventilateurs de soufflage et de reprise. Préciser la fréquence de découpage retenue.
   
3. 
   Donner en la justifiant, pour le démarreur-contrôleur :
   
   • 
     la référence de l’unité de contrôle à commander ;
     
   • 
     la référence de la base Tesys U à commander ;
     
   • 
     la référence du module de contacts additifs à commander.
     
4. 
   Donner une référence pour le câble de raccordement des moteurs aux variateurs.
   

PARTIE B Étude économique du projet

Contexte

• 
  au débit de ventilation initial, ce qui correspond au débit du cahier des charges initial soit 6 500 m³/h. Le document technique DTEC1 détaille le calcul du coût annuel des consommations énergétiques pour ce fonctionnement ;
  
• 
  au débit de ventilation optimisé, ce qui correspond au débit réduit lorsque les salles inoccupées ne sont plus ventilées soit 5 500 m³/h.
  

• 
  
  • 
    Les défauts concernant le démarreur-contrôleur et les variateurs seront rapportés sur l’entrée du régulateur qui remplit actuellement cette fonction.
    
  • 
    La mise en œuvre du variateur sera conforme à l’exemple d’application fourni par le document ressource DRES2. Pour chaque variateur :
    
  • 
    son entrée de marche et d’arrêt sera identique à celle de l’exemple d’application ;
    
  • 
    son entrée de consigne de vitesse sera identique à celle de l’exemple d’application ;
    
  • 
    sa sortie de défaut sera identique à celle de l’exemple d’application.
    
  
  

Les renvois de folio et les numéros de fils seront impérativement indiqués (C6 et C7).

PARTIE D Paramétrage des variateurs