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Publié parAlizée Lachapelle Modifié depuis plus de 9 années
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EPAP – Epreuve pratique d’activité pédagogique
Etude énergétique globale – Sorbetière Alexandre Mansur
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PLAN Présentation du système Mesures effectués lors du TP
Séquence pédagogique Questions Alexandre Mansur
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1. Présentation du système
Générale - Diagramme de définition de blocs Fonctionnement – Diagramme PV Exploitation de la machine - Diagramme paramétrique Alexandre Mansur
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1. Présentation du système
Générale – diagramme de définition de bloc Consigne : durée Effecteurs : compresseur, ventilateur, malaxeur / échangeur thermique Capteur : température Fonctionnement – diagramme PV Compression adiabatique Refroidissement isobare Détente adiabatique Echauffement isobare Alexandre Mansur
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1. Présentation du système
Exploitation de la machine – diagramme paramétrique Energie électrique d’alimentation Intensité Tension Temps Energie calorifique de refroidissement de la glace Modèle de comportement thermodynamique Température Alexandre Mansur
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1. Présentation du système
Thème sociétale : Transformer Problématique et mise en situation : Mise en place d’un système permettant le refroidissement d’un liquide Problème technique : Modéliser le comportement d’une sorbetière Objectifs : Analyser et modéliser fidèlement le fonctionnement du système pluri-technique, sous ses aspects énergétique. Alexandre Mansur
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2. Mesures effectuées lors du TP
Estimation des pertes énergétiques électriques internes Estimation des pertes énergétiques du système Répartition de l’énergie électrique dans le système Alexandre Mansur
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2.Mesures effectuées lors du TP
Matériel mis à disposition : Sorbetière Câbles électriques Wattmètre Thermomètre Logiciels de bureautique Alexandre Mansur
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2.Mesures effectuées lors du TP
Estimation des pertes énergétique électriques internes 2 min : malaxeur seul P_élec_prise = 35,4 W P_élec_malaxeur = 33,3 W Soit un perte énergétique interne de : (35,4-33,3)*2*60 = 252 J Alexandre Mansur
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2.Mesures effectuées lors du TP
Estimation des pertes énergétique du système Puissance en fonctionnement : Compresseur : 105 W Ventilateur : 3,8 W Malaxeur : 32,5 W Prise électrique : 145,5 W Durée d’utilisation pour 500ml d’eau : 14 min Soit une perte énergétique électrique de : 3528 J Alexandre Mansur
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2.Mesures effectuées lors du TP
Estimation du rendement énergétique du système Modèle thermique : Capacité thermique de l’eau liquide : 4185 J/(kg.K) Masse d’eau : 0,5 kg Température de l’eau init(iale : 22,5°C Energie = m*cp*delta_T Energie nécessaire : 47081 J Alexandre Mansur
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2.Mesures effectuées lors du TP
Estimation du rendement énergétique du système Energie électrique fournie : 145,5*14*60 = J Rendement énergétique global du système : 39 % Alexandre Mansur
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2.Mesures effectuées lors du TP
Conclusion : Pertes énergétiques internes faibles Compresseur : énergivore Rendement ~ 39% Alexandre Mansur
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3. Séquence pédagogique Cadre général Objectifs visés - Programme
Apprentissage – Déroulement de la séquence Structuration des connaissances Alexandre Mansur
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3.Séquence pédagogique Cadre général Cycle terminal (1ère et terminale) STI2D en tronc commun Objectifs de la STI2D : Mieux préparer les élèves aux études supérieures Spécialisation plus fluide Formation évolutive en fonction des besoins de la société Objectifs de formation : Concepts de base de la technologie industrielle dans une logique de limitation de l’impact environnemental Pédagogie de l’action, à dominante inductive Communication Nombre d’heure allouées : 1ère : 7h/semaine Terminale : 5h/semaine Alexandre Mansur
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3.Séquence pédagogique Exploitation pédagogique : Situation :
Cadre général Exploitation pédagogique : Modélisation du comportement énergétique global d’un système Situation : Classe de 36 élèves Début de première année cycle terminal (classe de 1ère) Alexandre Mansur
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3.Séquence pédagogique Objectifs et compétences Alexandre Mansur
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3.Séquence pédagogique Programme Alexandre Mansur
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3.Séquence pédagogique Déroulement de la séquence
4h d’activités pratiques (AP) – classe dédoublée Organisation fonctionnelle d’une chaine d’énergie Modèles de comportement 2x2h de travaux dirigés (TD) simulation d’un système mécanique et comparaison avec les résultats obtenus lors de l’AP – classe dédoublée 4x1h de restitution oral par les élèves / évaluation formative – classe entière 2h de cours de remédiation Alexandre Mansur
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3.Séquence pédagogique Thème sociétal : Supports :
Déroulement d’une séance d’AP Thème sociétal : Transformer Supports : Sorbetière Panneau solaire Vélo électrique Robot Roomba Problématique et mise en situation : Améliorer le rendement énergétique global du système pluri-technique Problèmes techniques : Déterminer les composants les plus énergivore Modéliser le comportement des composants en vue d’une prédiction de comportement énergétique du système Alexandre Mansur
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3.Séquence pédagogique Moyens et ressources :
Déroulement d’une séance d’AP – Sorbetière Moyens et ressources : Sorbetière Câbles électriques Wattmètre Thermomètre Logiciels de bureautique Principales activités et thèmes abordés : Elaboration d’un modèle de comportement Quantification expérimentale du rendement énergétique du système Alexandre Mansur
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3.Séquence pédagogique Etude générale du système – 1h
Déroulement d’une séance d’AP – Sorbetière Etude générale du système – 1h Organisation fonctionnelle de la chaine d’énergie Mesures expérimentales – 2h Protocole expérimental à suivre Relevé de température Relevé des puissances électriques internes Etablissement d’un modèle de comportement - 1h Justification des hypothèses données Recherche des caractéristiques utiles pour la modélisation Alexandre Mansur
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3.Séquence pédagogique Espace de formation
Déroulement d’une séance d’AP Espace de formation Laboratoire de sciences de l’ingénieur – les îlots Alexandre Mansur
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3.Séquence pédagogique Conclusion
L’élève a pu à travers cette séquence pédagogique : Approche fonctionnelle d’un système – niveau taxonomique 1/2 Justification d’un modèle de comportement Alexandre Mansur
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4.Questions Merci de votre attention Alexandre Mansur
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5.Annexes Alexandre Mansur
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