Activités d'Investigation
Bilan de puissance en carrosserie, passage à l'éclairage LED sur chantier et abonnement Linky.
Bilan de Puissance & Énergie d'un Atelier
Situation Professionnelle
Dans un atelier de carrosserie alimenté en $230\text{ V}$, un compresseur d'air de puissance $P_1 = 3000\text{ W}$ ($3\text{ kW}$) tourne pendant $4\text{ heures}$ par jour. Un poste à souder MIG de puissance $P_2 = 4600\text{ W}$ ($4{,}6\text{ kW}$) est utilisé pendant $2\text{ heures}$ par jour. Le tarif d'électricité est de $0{,}22\text{ € / kWh}$.
Travail à réaliser
1. Intensité du Poste à Souder (Compétence Réaliser) : Calculer l'intensité $I$ absorbée par le poste sous $230\text{ V}$ ($I = \frac{P}{U}$).
2. Énergie Consommée par Jour (Compétence Réaliser) : Calculer l'énergie journalière $E_1$ consommée par le compresseur et $E_2$ par le poste en $\text{kWh}$ ($E = P \times t$). En déduire l'énergie totale $E_{\text{totale}}$.
3. Coût Mensuel (Compétence Valider) : Calculer le coût mensuel pour 20 jours de travail ($\text{Coût} = E \times \text{Prix du kWh}$).
Voir le corrigé de l'Activité 1
1. $I = \frac{4600}{230} = \mathbf{20\text{ A}}$.
2. $E_1 = 3\text{ kW} \times 4\text{ h} = 12\text{ kWh}$ et $E_2 = 4{,}6\text{ kW} \times 2\text{ h} = 9{,}2\text{ kWh}$.
$E_{\text{totale}} = 12 + 9{,}2 = \mathbf{21{,}2\text{ kWh / jour}}$.
3. Énergie mensuelle = $21{,}2 \times 20 = 424\text{ kWh}$. Coût = $424 \times 0{,}22 = \mathbf{93{,}28\text{ €}}$.
Rénovation Énergétique : Halogènes vs LED
Situation Professionnelle
Sur un chantier BTP, l'éclairage temporaire comporte 5 projecteurs halogènes de $500\text{ W}$ chacun allumés $10\text{ h/jour}$. L'entreprise souhaite les remplacer par 5 projecteurs LED de puissance équivalente $50\text{ W}$ chacun. Le kWh coûte $0{,}25\text{ €}$. L'année de chantier compte 200 jours travaillés.
Travail à réaliser
1. Puissance Totale Installée (Compétence S'approprier) : Calculer la puissance totale du parc d'halogènes ($P_{\text{halo}}$) puis du parc LED ($P_{\text{LED}}$) en kW.
2. Énergie Annuelle Consommée (Compétence Réaliser) : Calculer l'énergie électrique annuelle $E_{\text{halo}}$ et $E_{\text{LED}}$ consommée sur 200 jours à raison de 10 h/jour.
3. Économie Financière Réalisée (Compétence Valider) : Calculer l'économie financière annuelle en euros apportée par le passage aux projecteurs LED.
Voir le corrigé de l'Activité 2
1. $P_{\text{halo}} = 5 \times 500\text{ W} = 2500\text{ W} = \mathbf{2{,}5\text{ kW}}$. $P_{\text{LED}} = 5 \times 50\text{ W} = 250\text{ W} = \mathbf{0{,}25\text{ kW}}$.
2. Durée annuelle = $200 \times 10 = 2000\text{ heures}$.
$E_{\text{halo}} = 2{,}5 \times 2000 = \mathbf{5000\text{ kWh}}$ | $E_{\text{LED}} = 0{,}25 \times 2000 = \mathbf{500\text{ kWh}}$.
3. Économie d'énergie = $5000 - 500 = 4500\text{ kWh}$.
Économie en euros = $4500 \times 0{,}25 = \mathbf{1125\text{ € par an}}$ (facture divisée par 10 !).
Choix de la Puissance Souscrite au Compteur Linky
Situation Professionnelle
Un artisan boulanger fait l'inventaire des appareils électriques fonctionnant simultanément lors de la fournée matinale :
• Four à soles : $6000\text{ W}$ ($6\text{ kW}$)
• Pétrin mécanique : $2500\text{ W}$ ($2{,}5\text{ kW}$)
• Chambre froide : $1800\text{ W}$ ($1{,}8\text{ kW}$)
• Éclairage & vitrine : $1200\text{ W}$ ($1{,}2\text{ kW}$)
Questions & Choix d'Abonnement
1. Puissance Totale Maximale (Compétence Réaliser) : Calculer la puissance totale maximale appelée $P_{\text{totale}}$ en Watts puis en kW.
2. Sélection de l'Abonnement (Compétence Valider) : Le fournisseur d'énergie propose les abonnements standards suivants : $6\text{ kVA}$, $9\text{ kVA}$, $12\text{ kVA}$ et $15\text{ kVA}$ ($1\text{ kVA} \approx 1\text{ kW}$). Quel abonnement minimal évite toute disjonction intempestive le matin ?
Voir le corrigé de l'Activité 3
1. $P_{\text{totale}} = 6000 + 2500 + 1800 + 1200 = 11\,500\text{ W} = \mathbf{11{,}5\text{ kW}}$.
2. L'abonnement de $9\text{ kVA}$ est insuffisant ($11{,}5 > 9$). Il faut souscrire au minimum l'abonnement de **$12\text{ kVA}$** (ou $15\text{ kVA}$ si d'autres appareils s'ajoutent).