TPE: Session 2005-2006

TPE: Session 2005-2006
Clément BLAZQUEZ 1SEU
Corentin DEBAINS 1SBN
David LANSADE 1SBN
Alix LADAM 1SBN
Sommaire:
I- La Houle
II- Principe conceptuelle de la Bouée
III- Partie Mécanique
IV- Partie Electrique
V- Autres projets existants
1 La Houle
Si le vent souffle au-dessus d'une région donnée de l'océan, il lui cède
une énergie qui bientôt soulève et abaisse en alternance chaque point
de sa surface : une telle région, où des vagues sont ainsi engendrées
par le vent local, est alors appelée la mer du vent. La force et la direction
du vent prennent au même instant des valeurs variables d'un point à
l'autre de la mer du vent, et ces valeurs fluctuent d'un instant à l'autre en
un même point : de ce fait, les vagues de la mer du vent présentent un
aspect turbulent, souvent qualifié de "haché" ou de "chaotique".
Cependant, à mesure que les vagues se propagent en se dégageant de
la mer du vent qui les a générées, elles se différencient suivant leur
énergie et leur longueur d'onde et finissent par se regrouper dans des
trains de vagues à l'aspect plus régulier, qui constituent la houle.
Exemple de Houle dans l’ocean Atlantique :
2 Phénomène d’induction Electromagnétique
Loi de Lenz : phénomène d’induction
Lorsqu’on approche un aimant d’une bobine connectée sur un
galvanomètre ,on détecte un courant électrique créé dans la bobine .
Le sens de ce courant dépend de la façon dont on déplace l’aimant :



si on approche le pôle nord suivant l’axe le courant est dans le
sens représenté sur la figure : il gènère lui-même un champ
magnétique b induit qui tend à s’opposer au champ magnétique B ,
son sens et sa direction sont donnés par le bonhomme d’Ampère (
on " couche " le bonhomme d’Ampère sur le circuit , le courant lui
rentrant par les pieds , lui sortant par la tête , son regard est tourné
vers le point où on cherche à déterminer le champ magnétique
induit par le courant , son bras gauche tendu indique le sens et la
direction de ce vecteur )
si on recule le pôle nord , I s’inverse
si on approche le pôle sud , cela a le même effet que si on recule
le pôle nord
Dans tous ces cas , on vérifie que I crée un champ b qui s’oppose à la
variation du champ magnétique que tend à provoquer le déplacement de
l’aimant , au sein de la bobine .
Le phénomène est d’autant plus important que le mouvement de l’aimant
est rapide .Il est d’autant plus important que l’aimant est présenté
axialement devant la bobine ( il est imperceptible si on approche l’aimant
perpendiculairement à l’axe de la bobine )
Loi de Lenz- Faraday :
Elle permet d’exprimer la force électromotrice (fem) e qui apparaît aux
bornes de la bobine lors de l’expérience puisqu’elle devient alors
équivalente à un générateur , cette fem e permet la circulation du
courant dans le circuit lorsqu’il est refermé grâce au galvanomètre.
Soit Φ le flux du vecteur champ magnétique B au travers d’une surface
S:
Φ = N. B.S
N est le nombre de spires dont est constituée la bobine .
Le vecteur S est défini de la façon suivante :


sa norme est S
son sens et sa direction sont donné par la règle du bonhomme
d’Ampère à partir d’un sens de circulation positif choisi
arbitrairement sur la spire de surface S.
exemple :
Unité du flux : B en tesla , S en m2 dans le système international Φ est
donc en T.m2 ou en weber (symbole Wb)
La fem e est orienté dans le sens arbitraire choisi pour définir S.
Dans le cadre de notre Bouée, nous utiliserions un électro-aimant, et une
bobine comportant le maximum de spires possible. Le courant sera
proportionnel à la valeur en tesla fournie par l’aimant, et au nombre de
spires de la bobine.
Dans les conditions réelles, nous ignorons combien de spires et quelle
sera puissance de l’aimant. Nous ne ferons donc pas de calcul
d’estimations de cette production, néanmoins nous n’ignorons pas que
cette production d’énergie ne sera pas très élevée.
Nous avons trouvé une application correspondant au meme systeme
que nous, mais considerablement miniaturisé, avec un petit aimant et
une petite bobine :
Calcul approché pour une spire circulaire de rayon 1cm et pour un
aimant droit en ticonal :
Entre deux positions extrêmes A et B correspondant à une demi-période
du cycle
Ce résultat, est si petit car il correspond a une seule spire. Le
laboratoire nous fournissant une bobine de 1000spires, l’expérimentation
avec un champ magnétique équivalent donnera un courant de tension
d’environ 100mV.