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Dessin : Nicolas Maiques Lycée Léonard de Vinci St Michel sur Orge.

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2 Dessin : Nicolas Maiques Lycée Léonard de Vinci St Michel sur Orge

3 PROJET TARA Nous sommes deux classes de 1ère STI à travailler sur ce projet. Nous avons réparti les recherches puis partagé nos idées au sein de cet exposé.

4 ETUDE DES POLES Étude du champ magnétique et des panneaux solaires en physique appliquée. Etude des modes de production dénergie en construction mécanique. Étude du roman daventure de Jules Verne Le sphinx des glaces en français. Étude de la météo polaire et du réchauffement climatique en anglais.

5 Champ magnétique terrestre Le champ magnétique terrestre est bipolaire. Le pôle nord est un pôle sud magnétique. Le pôle nord géographique est décalé.

6 La magnétosphère La magnétosphère protège la terre des agressions extérieures telles que les particules énergétiques du vent solaire. Elle forme un bouclier magnétique naturel.

7 Aurores boréales Les Aurores boréales sont provoquées par les particules chargées du vent solaire. Elles se produisent dans les régions proches des pôles magnétiques.

8 Les perturbations électromagnétiques Les perturbations électromagnétiques sont causées par le vent solaire. Elles peuvent provoquer des dommages aux technologies humaines telles que satellite, GPS …

9 Expériences réalisées en Physique appliquée

10 Utilisation de deux ventilateurs à courant continu (24V, 0,21A). Lun fonctionnant en moteur permet la production dun vent. Lautre identique fonctionne en génératrice débitant sur un rhéostat On note un courant de 63mA Première expérience Cliquez sur la photo pour obtenir une animation

11 Suite à lessai précédent et dans le but daugmenter la puissance fournie, on a réalisé un panneau comportant 9 ventilateurs mis en série. Pour les mesures, on a le projet de réaliser une soufflerie à partie dun ventilateur de refroidissement Réalisation dun panneau comportant 9 ventilateurs

12 Etude dun panneau solaire Deuxième expérience

13 LE MODULE PHOTOVOLTAIQUE Les modules photovoltaïques H245 ont été conçus plus particulièrement pour les applications en site isolé, la collecte de données et les télécommunications. Ces modules sont composés de 38 ou 72 cellules monocristallines de 165mm I-Max®. Ils ont été conçus pour fonctionner dans les conditions les plus sévères. Ils ont une durée de vie moyenne de 30 ans. Leur cadre en aluminium leur confère une excellente rigidité. Le boîtier de connexion permet un câblage rapide. Ces modules sont conçus pour être installés et connectés rapidement. DONNEES TECHNIQUES DU MODULES H245 POUR 100MW/CM², 25°C, AM1.5

14 Courbes I(U) et P(U) pour deux éclairements constants obtenus à laide dune lampe halogène E=6600 lux et E=16700 lux

15 Mise en parallèle des deux panneaux sur une charge résistive Cliquez sur chaque photo du bas pour obtenir une animation Suivant la force du vent et léclairement du panneau, le sens de fonctionnement des ventilateurs est modifié

16 Action menée en Anglais Effet du vortex polaire Avec notre professeur danglais madame Moretto nous avons étudié les effets du vortex polaire. Des chercheurs du projet SEARCH ont montré que cest une accélération des vents. Cela provoque un dérèglement climatique au pôle nord qui affecte toute la planète.* *( The scientists of SEARCH project have shown that it is an acceleration of the winds. That causes make a climatic disordered in the North Pole which affects all planet.)

17 Conséquences du vortex polaire Les premières conséquences du vortex polaire affectent la faune et la flore au pôle nord.* *(The first consequences of the polar vortex are in the wildlife.)

18 Action menée en français Jules Verne : ( ) Auteur du livre étudié: Le sphinx des glaces.

19 Le sphinx des glaces Ce roman est une suite aux "Aventures d'Arthur Gordon Pym", d'Edgar Poe. L'action se situe 12 ans plus tard. Jeorling est embarqué sur un navire en route pour le pôle sud. Ce que Poe a présenté comme un roman est une histoire vraie. Le cadavre de Poe sera finalement retrouvé, fixé par son propre fusil contre un aimant en forme de Sphinx près du Pôle.

20 BESOIN ENERGETIQUE DE TARA

21 Les différents besoins de TARA Besoins électriques La production et le maintien de la chaleur Pour cuisiner

22 Besoins électriques Séclairer Travailler Communiquer

23 LA PRODUCTION ET LE MAINTIEN DE LA CHALEUR Le bateau dispose dune chaudière de 40KW et possède une épaisse couche disolation.

24 Pour cuisiner Utilisation du gaz pour cuisiner. Léquipage dispose dun congélateur, dun chauffe eau, dune cafetière et dune bouilloire. Il utilise aussi le gaz pour faire fondre la glace de la banquise pour avoir de leau.

25 Les données climatiques au pôle Nous avons reçu les données par le bateau Tara sur lintensité du vent, sa direction et la température. Puis nous avons traité plusieurs jours dont celui-ci:

26 Le graphique du 18/10/06 La direction varie tout au long de la journée. La vitesse et la température sont presque stables.

27 Conclusion Nous avons remarqué que lintensité du vent ne change pas ainsi que la température. Par contre la direction du vent ne cesse de changer dans la journée.

28 Production dénergie sur le bateau Les deux groupes électrogène produisent environ 90% de la production électrique à bord. Les panneaux solaires représentent environ 10% de la production électrique en été. Les éoliennes ne représentent quune toute petite partie de la production dénergie.

29 COMMENT PRODUIRE DE LENERGIE PROPRE SUR LE BATEAU ? Éoliennes Magenn. Éoliennes à axe verticale. Hydroliennes. Lénergie solaire Pompe à chaleur.

30 Projet éolienne Magenn Léolienne Magenn développée par krystal planet fournira une puissance de 10kW ou 4 kW. Elle est gonflée à lhélium. Son avantage est de permettre de capter les vents en altitude.

31 Projet éolienne Magenn Sur le ballon, une turbine est entraînée par le vent en altitude sur laquelle est fixé le rotor dune génératrice. Le ballon est fixée au sol par deux filins.

32 Éolienne à axe vertical Deux éoliennes disposées sur les mâts du bateau. Eolienne fixée sur chaque mât Exemple de deux types déoliennes adaptables sur les mâts. Coque du bateau

33 Vue de dessus de léolienne Le vent pousse les pâles bleues, qui entraîne la rotation de léolienne. Elle pourrait produire une énergie de 1kW pour un vent de 60km/h. Direction du vent

34 Les courants marins représentent une énergie fabuleuse qui contrairement aux vents sont constants et prévisibles. C'est un avantage déterminant par rapport aux autres énergies renouvelables intermittentes.

35 Quest ce quune hydrolienne ?

36 Hydroliennes possibles pour le projet TARA : turbine hydrolienne :

37 Prototype dhydrolienne Voici un exemple de prototype de la modification de la nacelle de ravitaillement. Celui ci serait constitué dun alternateur et dun multiplicateur qui intensifierait le courant électrique. : Courants marins : sens de rotation des hélices

38 Profondeur Niveau de la mer Câble Installation sur tara

39 Lénergie solaire

40 Principe de fonctionnement Les cellules photovoltaïques transforment le rayonnement solaire en courant électrique. Lénergie peut être stockée ou transformée en courant alternatif suivant le type dapplication.

41 Utilisation sur Tara Il y a sur le bateau 13 panneaux solaires qui produisent 175W chacun. Mais ce programme a un inconvénient de taille : aux pôles il ne fait jour que 6 mois dans lannée. Néanmoins, lénergie solaire a permis de produire 10% de lénergie consommée à bord.

42 La pompe à chaleur La pompe à chaleur consiste à transférer la chaleur du milieu le plus froid vers le milieu le plus chaud. Cliquez ici pour voir lanimation

43 Et pour TARA ? Dans le cadre du projet TARA on utiliserait la pompe en transférant la chaleur de l eau de la mer vers le bateau car au Pôle Nord la température de leau est supérieure à celle de lair ambiant en Hiver. Donc on utiliserait la « chaleur de leau de mer » pour réchauffer le bateau en faisant circuler leau autour de ce dernier.

44 Projection dun documentaire sur tara: Le cinéaste Bruno Vienne est venu au lycée nous présenter son film documentaire sur le bateau TARA "Prisonniers volontaires sur la banquise" Il a passé huit mois à bord du bateau avec 7 autres personnes et a vécu dans le froid glacial de lArctique (température égale à –30°C en moyenne)

45 Moyens pour réduire la consommation délectricité dans le bateau En premier lieu on pourrait utiliser plus dampoules à faibles consommations On pourrait économiser lénergie grâce à un système de délestage.

46 Conclusions Afin doptimiser la consommation énergétique, il faudrait économiser lénergie et utiliser les énergies « propres » (le vent, le solaire, les courants marins et la géothermique). Pour ce faire nous proposons les diverses solutions ci dessous : Eoliennes verticales Eoliennes MAGENN. Hydroliennes Panneaux solaires Pompes à chaleur (ou géothermie) Utiliser des batteries à haut rendement.

47 Un grand merci à : - Nadia ERRARD, Guerric GRUWÉ de l'association Planète sciences. - Bruno VIENNE - Jean Claude GASCARD - Bernard BERTIN - Matthieu WEBER - Christian de MARLIAVE


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