Présentation générale

Enseignements Technologiques Transversaux
Automobile et Développement Durable
Energie mécanique Em = Ec + Ep
Ec : énergie cinétique (J) ;
Ep : énergie potentielle (J) ;
Ec = ½ . M . V²
M : masse du solide (kg) ; V : vitesse du solide (m.s-1)
Ep = M.g.zg
M : masse du solide (kg) ;
g : intensité de la pesanteur terrestre en N.kg-1 ;
P : poids du solide (N) ; zg : altitude du solide (m)
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Travail d’une force :
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Puissance d’une force :
Si la force et la vitesse sont de même
direction et de même sens :
P=F.V
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- P en W, F en N, V en m/s
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Énergie et puissance électrique :
Énergie électrique fournie :
W=U.Q
- W en J (Joule), U en V (Volt), Q en C
(Coulomb)
Q= I . t
- I en A (Ampère), t en s (seconde)
Puissance électrique :
P=U.I
(Ampère)
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- P en W (Watt), U en V (Volt), I en A
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L’invasion par l’automobile…
Croissance rapide du
nombre d’automobiles
Un impact déterminant
sur nos sociétés
La sécurité vite devenue
préoccupation majeure
L’énergie, problème posé
à l’échelle mondiale
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La limitation de la circulation automobile
transports en commun, train et tramway
déplacements piétonnier ou cycliste
densification et « verticalisation »
meilleure répartition des fonctions
Le remplacement de la source d’énergie
électricité du réseau
pile à combustible
L’optimisation ou l’adaptation des solutions
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Objectif « 95 gCO2/km en 2020 »
Consommation maximale
pour 110 gCO2/km ?
Une molécule de CO2 est composée de
1 atome de Carbone et 2 atomes d’Oxygène,
La masse molaire du Carbone est 12 g·mol−1,
celle de l’Oxygène est 16 g·mol−1,
Le carburant Diesel contient
en masse 85% de C,
La masse volumique du carburant étant
de 830 kg/m3 (soit 0,83 g/l)
Autres carburants : teneur massique en carbone ↓ et son fort pouvoir calorifique ↑
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Courbes d'iso-consommation
• boites de vitesses à variation continue
• hybridation (charge et régime optimisés)
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La mise en mouvement
Quelle quantité d’énergie pour amener un
véhicule de 1 T à une vitesse de 100 km//h ?
- L’énergie cinétique acquise est Ec = ½.M.V²
Les dénivellations
Quelle quantité d’énergie faut-il pour faire
gagner 20 m d’altitude à un véhicule de 1 T ?
- L’énergie gagnée est Ep = M.g.H
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La résistance de l’air :
Quel est le travail fourni par la force de
résistance de l’air sur 1 km à 100 km.h-1 ?
La force de résistance de l’air F = ½.ρ.V².Cx.A,
Le travail d’une force W = F.L.cosα,
ρair = 1,25 kg/m3 ; Cx = 0,4 ;
maitre-couple A = 2,70 m²,
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La résistance au roulement
Quel est le travail fourni par la résistance au
roulement sur 1 km pour une masse de 1 T ?
- La force de résistance au roulement F = Cr.M.g
- Le travail d’une force W = F.L.cosα,
- Le coeff. de résistance au roulement Cr = 10-2
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Calcul de la consommation de la Toyota PRIUS
Mise en vitesse de du véhicule et relief du parcours non pris en compte,
-
Pour un trajet de 100 km à la vitesse de 90 km/h,
Le carburant essence ayant un PCI = 35,45 MJ/l,
Véhicule fonctionnant avec rendement global 40 %,
Résistance à l'avancement (air et roulement) :
F(en N) = 188+0,32.v+0,456.v² (v en m.s-1)
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Hybride série
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Hybride parallèle
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Les flux d’énergie :
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