Organisation fonctionnelle
d une chaine locale d energie
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Decoder les fonctions et l'organisation des éléments d'une chaine locale d'énergie.
Système de
production global
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Système local
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Frontière du svstéme local
Limite de I'étude [frontiére du svstéme local]
Definition de la chaîne locale d'énergie
Une chaîne d'énergie est une suite organisée de fonctions dédiées au traitement de
l'énergie entre une source d'énergie et son utilisation ﬁnale. La production de llénergie
utilisée peut étre globale (reseau ERDF par exemple) ou locale, systeme totalement ou
partiellement autonome (véhicule automobile par exemple). Il est important de delimiter
la frontière de la chaîne étudiée.
On retrouve sur chaque systéme pluritechnique, comme les batiments ou les systemes
mécatroniques, tout ou partie des fonctions indispensables à toute utilisation d'énergie,
qui sont listées dans le document 2. Chaque fonction est satisfaite par une classe de
constituants.
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Fonctions d'une chaîne d'énergie
C 2-1 Drganisation fonctionnelle d'une chaine locale d'énergie I 119
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Chaîne d'un systéme local de production d'énergie électrique autonome
pour panneau de signalisation routière
La chaîne d'énergie d'un systéme photovolta'1'que est la suivante :
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Les chaînes d'énergie locales
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Un systéme énergetique local se caractérise par la circulation de flux d'énergie le traversant. Les énergies entrantes proviennent soit d'un réseau diénergie, soit diune source
d'énergie primaire.
É
Chaîne locale d'énergie et sèche-mains Dyson Airblade”
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Frontière du svstènre global
: Syœﬁrno
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ENI
III
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FlU× diimroiﬂ
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120
t
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Flux salarie
warm
L
À chaque maillon de la
chaîne d'énergie, des
pertes sont constatées.
Il est nécessaire de minimiser ces pertes pour
augmenter l'efﬁcacité
de la chaîne.
Les fonctions principales de la chaine d'énergie
d'un systeme technique loca
Alimenter
_ brIW[HocIr] Eﬂ'ooteiirs[ lilmontslzions ],l
Cette fonction correspond à l'entrée
d'un svstéme raccordé à un réseau
d'énergie sans tenir compte de
la production de cette énergie.
Nature
Eneroie
iïpen
Exemples : tra nsformateu r
électrique, régulateur hvdraulique...
1
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l
1
Nature
Eneroie
tvpeå
p
Transformateur
électrique triphasé
Produire
localement Cette fonction correspond à
grou iaiaeii oensr=i=u[_osnsr=iauiJ
la production locale de tout ou
partie de l'énergie par le svstéme
lui-méme.
Nature
_
Enerde
Typo A
Exemples : générateur électrique,
générateur thermique, panneaux
solaires...
. .
bãllle
. Gonordour
Enefgfe
'
oi
Tïlïlﬁ B _
1-?I
_
Convertir
Cellules
photovolta'i'ques
'iiooiaiociii comm' seuiiconvaniissewij
C'est la fonction principale du
svstéme qui délivre l'énergie utile.
thus
Eng*
typo ri
Exemples : convertisseu r
électromécanique (moteur
électrique), convertisseur hvclrothermique (échangeur thermiquel...
:Convertisseur
_
Nature
E,-ng,
tvpo Ei
È
Moteurs svnchrones
brushless
Ces convertisseurs sont aussi appelés actio nneurs _ Un leur associe des effecteurs permettant d'agir sur la matiere d'oeuvre
Stocker
rmi [aioaa aaiierier same 1,)
Cette fonction décrit le cas
particulier de certains svstémes
capables d'emmagasiner et de
restituer une forme d'énergie.
Nam-e
amigo
ﬂﬂslrﬁoe
T1190 8
Exemples : réservoir hvdraulique,
ressort mécanique, batterie
électrique...
Moduler
:Eléments de
Nu
Type B
_
___
Document 6 Batterie
lithium-ion pour
vehicule électrique
Cette fonction permet de délivrer tout ou partie de l 'énergie vers le convertisseur principal. C 'est sur cette foncti'on qu'ogit la
TW
ciioine d'information qui permet la commande
_ du systéme. Elle peut être déclinée en 3 types :
_
Voir ﬁche C 3.1/_,
aaraiocximoauueuimaasaaxij
Hallo
Modulation par variation
Emy,
'
:llod|.lotoi.|r \fondeur
Typo A
Tvpo A
pfûg TESSIVÊ
Exemple :variateur de vitesse pour
moteur électrique.
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NH'-re
Eng-gie
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aorrmmoeoiniooiiuiaur
lim _
Variateur de frequence
å contrôle vectoriel
de ﬂux
C 2-1 Drganisalion fonctionnelle d'une chaine locale d'énergie I 121
ou [simili iiiaiuiaaui imaiimur 1]
Nﬂ|,|rg
lrlﬂtlﬂ
Energie
Modulation par pilotage à deux
niveaux HDR).
tllodlldzoul TOI!
Tri:-= A
Ensrgo
Triwo
I
Exemples :distributeur
pneumatique, vanne hvdraulique.
Fortporrriottsliio
0tili'I'Ilü'IlI0£lil'lﬁ¢I.IHli.l'
Vanne tout ou rien à
commande électrique
bu [Hour] iiiou1.raÎaur[ iiiooÎ1ata:1l*
Maui;
--e
Emmig
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T"
Hduro
: llloiltldoil lolorill
Type A
Modulation asservie ou régulation
T
Energie
Tres il
Exemple : régulateur pour circuit
électronique.
Régulateur
électronique
de tension
Port poriiiottorl to
ooniritido du riioiitlltou
Ada pter
Cette fonction permet de
transmettre et d'ada pter une
énergie issue d'un convertisseur
vers l'effecteu r.
fluo [elocii] Trmsi11iesionÎTrÎar1s111ission JT
Exemples : réducteur de vitesse,
échangeur de chaleur, circuit
électrique ou hvdropneumatique...
-*
|rμu,_.,
: Trliomlooion
Energie
Tvoo A
mu,
Energie
Tvpo ii.
E
-*
Document 10
Réducteurs planétaires
mécaniques
Proteger
' hd |Biocir] Eloinerts dol Eiemorits deu
Cette fonction assure la protection
des biens et des personnes selon la
dangerosité des énergies emplovée 5_
' se fait
' par rupture
Cette protection
ou dérivation des ﬂux.
'
protection
È
Nature
Emme
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I
protection
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Ndurs
Energie
Troc A
Exemples :disjoncteur électrique,
soupape de sécurité, absorbeur
de choc...
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Tro* 4 E
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Port pormottii la
I
ii
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I U
U
ocument 11
Disjoncteurs
électriques pour la
protection des biens
et des personnes
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Cette fonction est cette qui agit
sur la matiere d'oeuvre entra nt
dans le systéme pour lui procurer
une valeur ajoutée en sortie grâce
aux effecteu rs.
: Elîecteuro
E
Erierde
/
Action sur la matière
dbeuvro
iﬂiowqﬂë
I
Scooter Piaggio
Exemple: fonctions principales
de la chaîne du scooter hybride
En examinant la structure interne du scooter, on identifie les constituants qui réalisent les
fonctions :
- alimenter (soit à partir de l'énergie stockée, soit à partir d'une production locale) ;
- convertir ;
- moduler ;
- transmettre
- protéger.
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Carburant
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Diagramme des blocs internes du scooter Piaggio MP3
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Pour chaque systéme des ﬁches S1 a S7, indiquer s'ils utilisent une source d'énergie
locale, s'ils produisent leur énergie et quelles sont pour chacun les fonctions qu'ils
mettent en oeuvre.
C 2-1 Organisation fonctionnelle diune chaîne locale d'énergie I 123