Une pile à combustible de type PEM 1 permet de générer une

Lycée Les Iscles - Manosque - 1GET - 2007/2008 DS no7 – 30min
Une pile à combustible de type PEM 1permet de générer une tension continue à partir
d’hydrogène. J’ai réalisé des essais avec M. Bolo sur notre pile 1200 W (figure 1). Nous
avons chargé la pile par un rhéostat (figure 2) et relever la tension Uaux bornes de la
pile en fonction du courant Iréclamé par la charge (figure 3).
1. Pour ce type d’essai, il convient de charger progressivement 2la pile. Doit-on pour
cela, partir d’une faible résistance Ret l’augmenter ou faire l’inverse ? Justifier
votre réponse.
2. Relever la tension à vide U0de la pile.
3. Peut-on dire que la pile à combustible se comporte comme une source de tension
idéale ?
4. Peut-on dire que la pile à combustible est un dipôle linéaire ?
Au vu de ces résultats, nous avons voulu les comparer aux performances annoncées par
le constructeur, représentées ci-dessous.
5. Peut-on considérer nos résultats cohérents avec ceux anoncés par le constructeur ?
Au vu de nos mesures, nous en concluons que la caractéristique de la pile présente deux
parties linéaires bien distinctes :
– une partie linéaire « A » pour 0 ≤I≤10 A ;
– une partie linéaire « B » pour I > 10 A ;
6. Tracer, sur la figure 2, les segments de droite correspondants à ces deux parties
linéaires.
7. Donner le schéma du modèle équivalent de Thévenin de la partie A. Calculer sa
force électromotrice EAet sa résistance interne rA.
8. Donner le schéma du modèle équivalent de Thévenin de la partie B. Calculer sa
force électromotrice EBet sa résistance interne rB.
9. Donner le schéma du modèle équivalent de Norton de la partie A en précisant les
valeurs de ICCA et de la conductance interne gA.
Le rhéostat est maintenant réglé à la valeur R= 1,5 Ω.
10. Tracer la caractéristique du rhéostat sur la figure 3.
11. Relever graphiquement le point de fonctionnement et ses coordonnées Uet I.
12. Redessiner le circuit de la figure 2, en remplacant la pile par le modèle qui convient.
13. Déduisez en, par le calcul, les coordonnées du point de fonctionnement. Comparer
à la détermination graphique.
1Proton Exchange Membrane – membrane échangeuse de proton.
2contraire de brutalement !