2
ement
dèle
EL53
:
(Durée
mac
2
sa
heures,
our
do
et
cumen
de
ts
e
non
diamètre
autorisés)
tre
Mardi
sont
27
Question
juin
et
2006
endr
L'examen
(3
est
grâce
divisée
e
en
1
trois
rotor
parties
de
:
vitesse
1.
pr
Questions
éner
de
que
cours
eur
(6,5
(1,5
p
ol
oin
ge
t)
c
;
son
2.
étude
Exercice
Nous
1
électricité
:
util
étude
de
d'un
22
système
tée
éolien
te,
(3
elle
p
(de
oin
une
ts)
est
;
e
3.
t
Exercice
onsable
2
de
:
c
v
quel
éhicule
démar
pile
adopteriez
à
er
com
util
bustible
o
(10,5
oin
p
le
oin
char
ts).
dé
1
b
Questions
pr
d
à
e
p
cours
on
(6,5
1
p
système
oin
oin
ts)
osons
Question
tation
n
site
o
une
1
t
(1,5
async
p
i
oin
de
ts)
.
:
pré
Expliquer
la
le
suiv
f
un
on
t
ct
dotée
ionnement
trois
d'une
14
pile
t
à
v
c
tr/mn).
ombusti
de
ble
ui
PEMF
lorsque
C
v
(Schéma
comprise
+
esp
r
Final
é
ojet
actions).
développ
Question
de
n
es
o
gies
2
les
(1,5
les
p
ches
oin
vous
ts)
p
:
développ
Donner
l
le
s
mo
isations.
dèle
n
d'un
4
sup
p
er
ts)
c
Donner
ondensateur,
pr
expl
de
iquer
ge
p
de
our
char
quel
d'une
le
atterie
r
les
aison
é
la
autions
c
pr
ap
e
acité
our
de
b
c
fonctionnement.
e
Exercice
dernier
:
est
d'un
tr
éolien
ès
p
gr
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ande.
prop
Expliquer
l'étude
br
l'alimen
i
en
èvement
d'un
la
isolé
structur
à
e
éolienne
d'un
isan
sup
une
er
hine
c
hrone
ondensateur
pu
et
ssanc
les
nominale
matériaux
m/s.
utilisés.
et
Question
Cett
n
éolienne,
o
sen
3
sur
(2
gure
p
page
o
an
in
est
ts)
mo
:
largemen
Donner
répandu,
les
est
p
d'un
oi
à
n
pales
t
m/s
s
de
forts
tournan
et
à
les
vitesse
p
oisine
oints
43
faibles
Elle
des
capable
diér
fournir
entes
p
éner
ssanc
gies
nominale
r
la
enouvelables
du
?
en
Si
est
vous
en
étiez
1
r
d'un
300kW
20mc
disp
de
rapide
que
A
(
B
n
Énergie
p
électrique
p
V
é
en
estimé
t
c
F
duir
rein
o
Arbre
la
len
sous
t
i
Fig.
L
1
endement
de
Schéma
et
de
de
princip
gie
e
96
de
e
l'é
e
olienne
n
Caractéristiques
:
de
déterminer
la
disque
mac
de
hine
oser
async
c
hrone
é
Ces
de
caractéristiques
2
son
c
t
(0,5
dénies
'ensemble
par
90
le
r
constructeur
c
lorsque
gie
la
en
mac
ctrique
hine
estimé
asyn-
En
c
la
hrone
c
fonctionne
sur
en
de
moteur
ateur.
.
3
in
4
utili
p
de
ôl
surfac
e
avoir
s,
olien
rotor
d'un
à
m
cage
de
;
la
e
alimen
nique
tation
e
:
é
230
masse
/
Question
400
à
V
r
mé
50
anique
Hz
p
;
)
l
puissance
4
électrique
à
:
%
Arbre
le
âles.
endement
p
la
des
onversion
e
l'éner
diamètr
mé
;
anique
éner
vitesse
éle
nominale
o
:
est
le
à
Déterminer
%.
:
dé
ts)
e
oin
puissanc
tr/mn.
mé
2.1
anique
Caractérisation
onible
de
l'arbr
l'éolienne
lent
(3
l'aér
p
génér
oin
Question
ts)
o
Question
(1
n
o
o
t)
1
En
(0.5
sant
p
loi
oin
Betz
ts)
la
:
e
Compléter
doit
le
le
schéma
é
pr
qui,
op
l'action
osé
vent
en
15
indiquant
/s,
le
ermet
nom
disp
des
de
él
pu
éments
ssanc
A
mé
et
a-
B.
nominale
Question
alculé
n
pr
o
c
2
demment.
(1
a
p
volumique
o
l'air
in
est
t)
gale
:
.
L
e
est
P = 300kWUN
N = 1485N
ηm
ηe
ρ
−31,225kg·mv
nécessaire
de
Exercice
:
2
fron
:
néce
v
éhicule
t
pile
te
à
p
com
;
bustible
a
(10
p
ertisseur
oin
c
ts)
action
3.1
Fig
Présen
;
tation
m
du
:
problème
3
Ob
omp
je
refroidissemen
ct
le
ifs
de
L'ob
jectif
brute
de
diéren
l'exercice
air
est
air
de
dimensionner
éhicule
une
ul
pile
t
à
Masse
c
kg
om
de
bustible
Co
(puissance
:
brute,
puissance
Diamètre
nette,
à
surface
la
activ
à
e,
ire
nom
de
bre
;
de
3
cellules,
refroidissemen
quan
pile.
tité
d'h
ydrogène
comp
à
con
em
hine
barquer)
rendemen
p
électrique
our
de
une
la
v
aux
oiture
Fig.
électrique
de
p
du
our
caractéristiques
une
hi
autonomie
(v
e
3)
t
suiv
un
:
prol
de
réducteur
vitesse
donnés.
:
Présen
Rapp
tation
;
du
t
système
dans
On
x
considère
des
l
ecien
e
t
système
donné
compresseur
par
air
la
gure
p
2.
e
La
eau
pile
ssa
à
au
com
t
bustible
l
est
pile
de
t
v
yp
tilateur
e
au
PEF
t
C.
la
Elle
est
alimen
tée
directemen
t
.
en
:
h
et
ydrogène
v
sto
mac
c
réducteur
k
tiel
é
t
sous
roues
pression
moteur
(300
traction
atm)
haîne
et
nette
en
aux,const
o
de
xygène
compresseur
au
Rendemen
mo
2
y
Système
en
tr
d'un
Caractéristiques
compresseur
v
à
Les
air.
du
La
é
pile
c
alimen
e
te,
oir
d'une
.
part
son
le
les
moteur
an
électrique
s
p
our
:
la
v
traction
:
de
du
la
;
v
Surface
oiture,
tale
et
réduction
d'autre
ort
part,
le
;
s
auxi
ecien
liaires
de
de
énétration
la
l'air
pile
m
que
r
l'on
roues
considérera
;
au
Co
nom
t
bre
roulemen
de
:
trois
r
:
;
le
en
ηtH2
H2
IU
PP
P P
P
M = 1200
2S = 2,5
C = 0,3
C = 0,01
D = 0,52
r = 7,2
→ η = 0,90tne
bustible
est
rapp
donnée
elle
couran
que
véhicule
la
v
force
couran
équiv
(3)
al
pile
e
n
mo
te
p
à
couran
la
an
résistance
On
de
pile
l'air
le
sur
la
un
de
v
(4)
éhicule
c
est
pile
donné
la
e
sa
par
cellule
l'équation
de
suiv
en
an
4(a)
te
densité
:
par
On
tension
(5)
à
air
a
W
la
aux,const
dih
aut
te
v
F,
tilateur)
de
air
nom
en
v
v
Fig.
+
des
e
sur
x
de
omp
adoptera
(p
statique
puissance
à
(1)
té
où
e
Cette
(tension
est
c
la
en
vite
densité
sse
:
du
2
v
la
éhicule
ge
(en
La
m/s)
puissance-densité
et
est
le.
gure
air
que
la
la
masse
jamais
v
V
olumi
ac,mi
que
par
de
rapp
l'air
en
(
molaire
pi
et
air
4
la
constan
par
v
ivrée
et
l
la
kg/m
cellules
3
bre
).
le
La
c
résistance
où
de
F
s
3
roues
Bilan
sur
for
le
es
sol
le
(horizon
Caractéristiques
tal)
la
est
On
donnée
un
par
dèle
la
de
form
pile
ule
com
dé
représen
puissance
c
r
courb
la
de
soit
olarisation
que
d'une
quelle
H
r
en
onstante
olts
c
fonction
sance
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(2)
de
où
t
puis-
exprimée
est
mA/cm
représen
)
te
par
le
gure
p
pa
oids
suiv
du
te.
v
caractéristique
éhicule.
de
une
de
ble
t
ensem
donnée
t
la
consommen
4(b).
tilateur
souhaite
en
la
v
de
le
pile
et
soit
e
inférieure
air
100
omp
:
p
P
la
n
que
l
considérera
débitée
air
On
On
elle
auxiliaires
relation
des
tre
Puissance
débit
C/mol).
de
(F
ydrogène
y
le
arada
t
F
de
par
1 2~F =− ρ v SC ~x,
2
v ρ ρ =
1,3
~F =−P C ~x,
P
~v
~Rr~y
1 2~F =− ρ v SC ~xx2
G
~x
~ ~F =−M gC ~x Fr r t
~P =M ~g
V
j
V > 100V
I
In
n˙ = ,2
2
n =
96485
P = 400600
de
puissance-densité
de
200
couran
W/cm
t
à
Densité
(mA/cm
(mA/cm
600
2
de
)
(b)
0.4
d'une
0.5
com-
0.6
t
0.7
)
0.8
400
0.9
200
1
1000
1.1
pile
1.2
)
0
densité
200
couran
400
de
600
com
800
Densité
1000
couran
T
à
ension
2
de
100
cellul
300
e
500
bustible
0
(V)
400
0.3
800
(a)
Densité
Caractéristique
puissance
T
(m
ension-densité
2
de
0
couran
Caractéristique
t
de
d'une
de
cell
t
ule
cellule
de
5
pile
bustible
j
j
P
V293,15
est
:
puissance
te
électrique
compresseur)
du
endan
compresseur,
5
quan
s
t
t
à
fonctionnemen
elle,
adopté
n'est
vitesse
pas
à
constan
d'air
te
pile.
et
érature
dép
c
end
;
de
à
la
3
puissance
Le
de
s
l
4
a
;
pile.
t
Elle
(représen
est
à
donnée
et
par
une
la
on
form
:
ule
0
suiv
le
an
4
te
l
:
t
La
constan
comp
s.
1.
13
le
t
2.
endan
base
p
6
arrêt
air
6.
km/h
p
te
;
2.
c
où
s
co
m
rapp
4
st÷c
en
le
km/h
rapp
syst
quan
0
à
à
c
km/h
tension
20
de
de
ce
décélération
les
5.
an
;
la
s
l'air
6
égale
(6)
;
a
t
v
pre
ec
est
:
é
t
à
c
le
rendemen
moteur
t
m
du
et
compresseur
accélération
endan
pression
m
du
rendemen
est
t
;
électrique
ecien
du
égal
moteur
routier
du
routier
compresseur
de
p
divisé
co
6
ecien
5
t
t
isen
p
tropique
0
de
de
l'air
constan
:
brute
km/h
c
0
(7)
2
s
de
le
te
ecien
constan
de
vitesse
ort
4.
la
débit
hiométrie
massique
te
d'air
surplus
[kg/s]
par
;
ort
s
la
pression
tité
atmosphérique
théorique
[atm]
fournir)
7
en
syst
représen
pression
la
de
d'
sortie
cellule
du
la
compresseur
Dans
(pression
problème
système)
considérera
[atm]
donnée
en
suiv
p
tes
capacité
thermique
temp
de
de
l'air
km/h
km/h
est
p
à
20
K
à
km/h
rendemen
40
du
[J/kg
om
de
sseur
K]
c
décélération
constan
3.
et
temp
ga
érature
à
d'en
km/h
trée
de
rendemen
l'air
du
[K]
(du
La
0
v
est
aleur
t
du
égal
débit
de
d'air
;
est
la
liée
de
à
t
la
système
puissance
syst
brute
de
(
atm
;
brute
co
)
t
de
est
la
à
pile
Cycle
suiv
adopté
an
cycle
t
de
la
(prol
form
vitesse)
ule
est
suiv
en
an
phases
te
:
d'air
!γ−1
γq˙ T c Pair e
P = −1
η η P0
η
η
γ γ = 1,4
q˙air
P0
P
c c = 1004 ·
Te
P
P−7q˙ = 3,57×10 ν ,
V
ν
V
Te
η 70%
η 90%
P
νc
(0,75
puissanc
Questions
e
T
doit
outes
ette
les
est
parties
e
(de
puissanc
3.2.1
P
à
et
3.2.5)
et
son
esseur
t
p
indép
brute
endan
aximale
tes.
6
3.2.1
nette,max
Puissance
pile
motrice
pile
et
pt)
puissance
de
de
c
la
(
mac
la
hine
tension
électrique
puissanc
(3
(0,75
p
omp,max
oin
ar
ts)
(c.-à-d,
Question
(donner
n
maximale.
o
Que
1
nett
(0,25
2)
pt)
Dimensionnemen
:
ible
Déterminer
on
la
nette
r
n
elation
les
entr
5,
e
Déterminer
le
e,
c
(
ouple
d'une
3.2
Question
r
l'expr
sur
ctrique
les
en
r
l
oues
:
et
brute
la
Question
for
le
c
ession
e
la
de
délivr
tr
Question
action
du
?
délivr
t
).
du
valeur
véhicule.
puissanc
Question
n
n
pt)
o
alors
2
éle
(0,5
maximale
pt)
Fig
:
la
Dé
?
duir
de
e
com
la
(2,5
puissanc
la
e
que
mé
une
c
arrondie
anique
.
3)
7
m
D'apr
de
es
tr
p
action
la
en
e
fonction
our
de
de
la
densité
vites
ant
se
numérique
age
tension
et
el
de
c,min
la
o
for
:
c
(numérique)
e
e
de
c
tr
c
action
de
p
c
t
l
(sans
le
la
de
développ
brute
er)
é
du
la
véhicule.
o
Question
:
n
la
o
c
3
(0,75
(0,75
fonction
pt)
sanc
:
10
En
e
a
pile
ppl
o
iquant
phase
le
cycle
princip
à
e
brute,max
fondamental
m
de
Calculer
la
la
dynamique,
numérique)
exprime
brute
r
e
de
Question
f
o
açon
(0,25
littér
:
ale
vaut
la
la
for
e
c
ctrique
e
e
de
e
tr
(voir
action
.
2
que
t
pile
en
fournir
fonction
3.2.2
de
t
.
la
air
à
,
bust
Fig
1/2
,
pt)
(voir
ar
v
suite
,
admettra
pile
la
v
a
,
puissance
la
maximale
,
à
ar
la
r
Question
,
o
d
(0,25
p
:
d
ès
e
gur
.
4(a)
Question
4(b)
n
age
o
déterminer
4
densité
(0,25
puissanc
pt)
maximale.
:
p
Dé
c
duir
densité
e
puissanc
des
la
questions
de
pr
our
é
maximale
c
de
é
)
dentes
la
l'
minimale
expr
c
ession
lule
littér
valeur
ale
).
de
n
la
8
puissanc
pt)
e
Donner
mé
ession
c
de
anique
puissanc
é
éle
m
du
développ
ompr
é
la
e
omp
p
fonction
ar
la
les
d'une
r
el
oues.
u
Question
e
n
c
o
Quel
5
et
(1
la
pt)
e
:
pt)
L
délivr
a
e
puissanc
ar
e
pile.
mé
n
c
9
anique
pt)
maximale
Quel
sur
est