Exercice : Étude de l'impact de chaque actionneur sur la consommation globale du tapis de course
Mesure de la puissance consommée sur le tapis de course
Nous allons utiliser une prise Contrôleur de consommation électrique sur laquelle nous allons brancher le tapis de course.
Question
Q1 : Compléter le tableau du document réponse en effectuant les différents essais demandés et en relevant, pour chacun, la puissance P (en Watt), le tension U (en Volt) et l'intensité I (en Ampère).
Étude de l'impact de la consommation en mode veille
Objectif : étudier l'impact de la consommation en mode veille et proposer (ou valider) une solution technologique pour limiter cet impact si nécessaire.
Question
Q2 : A l'aide de vos mesures, estimer la puissance absorbée en mode veille et calculer l'énergie annuelle consommée si le tapis est laissé en mode veille lors des phases où il n'est pas utilisé (on négligera le temps des phases où il est utilisé).
Indice
E = P x t
un an = 365 jours de 24 heures
Question
Q3 : Conclure sur l'impact économique et énergétique de cette consommation.
Indice
Les particuliers payent en moyenne en France 0,1765 € TTC par kWh en 2019 (d'après Eurostat) en incluant à la fois le prix de l'abonnement (la partie fixe de la facture) et les consommations.
Question
Le fournisseur d'énergie électrique, dimensionne son installation par rapport à la puissance apparente (S = U x I) à transporter et non la puissance active P. De même, les pertes occasionnés lors du transport de l'énergie électrique sont lié à l'intensité (et donc à la puissance apparente) et non à la puissance active P.
Q4 : Déterminer la puissance apparente absorbée en mode veille et recalculer l'énergie annuelle consommée pour les mêmes conditions qu'à la question Q2.
On considérera que le résultat de notre calcul correspond à des kwh.
Indice
E = U x I x t
un an = 365 jours de 24 heures
Question
Q5 : Conclure sur l'impact économique et énergétique de cette nouvelle estimation de consommation.
Indice
Les particuliers payent en moyenne en France 0,1765 € TTC par kWh en 2019 (d'après Eurostat) en incluant à la fois le prix de l'abonnement (la partie fixe de la facture) et les consommations.
Question
Q6 : Observer le système et préciser le nom de la solution technique qui permet de limiter l'impact de la consommation en mode veille.
Indice
Regarder en face avant du tapis de course.
Question
Q7 : Préciser si cette solution vous semble satisfaisante.
Étude de l'impact de la consommation lors de la modification de l'inclinaison
Objectif : étudier l'impact de la consommation lors de la modification de l'inclinaison et proposer (ou valider) une solution technologique pour limiter cet impact si nécessaire.
Question
Q8 : A partir de vos relevés, estimer la puissance consommée lors des phases de modification de l'inclinaison (passage de 0 à 10 % et passage de 10 à 0 %).
Indice
Pour un réglage de vitesse donné (par exemple 1 km/h), comparer la puissance consommée lors des différentes phases (inclinaison stable, en augmentation ou en diminution).
Question
Q9 : Justifier le léger écart de puissance entre les 2 phases (passage de 0 à 10 % et passage de 10 à 0 %).
Indice
La force à laquelle est soumis un corps en raison de la pesanteur est appelée poids de ce corps et est directement reliée à la pesanteur par sa masse. Cette force définit la verticale du lieu, direction suivant laquelle tous les corps libres tombent vers le sol en un lieu donné.
Question
Q10 : Calculer l'énergie annuelle consommée si le tapis est utilisé en moyenne 2 heures par jours et que la modification de l'inclinaison représente 5% du temps d'utilisation.
Indice
E = P x t
un an = 365 jours
Indice
Pour P faire la moyenne entre les 2 puissance déterminer à la question Q8. En effet, on peut considérer que l'inclinaison est autant en phase d'augmentation que de diminution.
Question
Q11 : Conclure sur l'impact économique et énergétique de cette consommation. Conclure sur une éventuelle amélioration.
Indice
Les particuliers payent en moyenne en France 0,1765 € TTC par kWh en 2019 (d'après Eurostat) en incluant à la fois le prix de l'abonnement (la partie fixe de la facture) et les consommations.
Étude de l'impact de la consommation lors de l'utilisation du tapis
Objectif : étudier l'impact de la consommation lors de l'utilisation du tapis et proposer (ou valider) une solution technologique pour limiter cet impact si possible.
Question
Q12 : A partir de vos relevés, estimer la puissance maximale consommée par le moteur d'entraînement du tapis. Préciser les conditions de l'essai correspondant à cette puissance maximale.
Indice
Comparer la puissance consommée par le tapis de course alors que l'on ne modifie pas l'inclinaison.
Indice
Conditions :
- en charge ou à vide ;
- vitesse de 1 km/h, 7 km/h ou 13 km/h
Question
Q13 : Calculer l'énergie annuelle consommée si le tapis est utilisé en moyenne 2 heures par jours.
Indice
E = P x t
un an = 365 jours
Question
Q14 : Conclure sur l'impact économique et énergétique de cette consommation.
Indice
Les particuliers payent en moyenne en France 0,1765 € TTC par kWh en 2019 (d'après Eurostat) en incluant à la fois le prix de l'abonnement (la partie fixe de la facture) et les consommations.
Question
Rappel : lors de l'activité dirigé de validation du choix du moteur d'entraînement du tapis nous avons déterminé que pour une consigne de vitesse de 13 km/h :
- la puissance électrique absorbée par le moteur était de : Pa_elec = Um x Im = 180 x 5 = 900 W ;
- la puissance mécanique de rotation disponible au niveau du tambour d'entraînement du tapis était de : Ptamb = Pu_meca x ηtransmission = 895 x 0,98 = 877 W
Q15 : Calculer le rendement global de la chaîne de puissance de l'entraînement du tapis. Conclure sur une éventuelle amélioration.
Indice
Le rendement est le rapport de la puissance sortante (ou utile) sur la puissance entrante (ou absorbée).
Extrait documentation technique constructeur
La consommation électrique du tapis de course peut varier de 750 à 850 Watts, pour un utilisateur de 90 kg à 13 km/h.
Question
Q16 : Critiquer cette information du constructeur à partir de vos expérimentations.