Gestion du barrage de Chatou

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Annales corrigées
Classe(s) : 3e | Thème(s) : La modélisation et la simulation des objets et systèmes techniques
Type : Exercice | Année : 2018 | Académie : Centres étrangers


Centres étrangers • Juin 2018

technologie • 25 points

Gestion du barrage de Chatou

Les phénomènes de fortes précipitations ainsi que les périodes de sécheresse ont un impact important sur le niveau d’eau des fleuves et des rivières.

Les barrages de navigation servent à réguler le niveau d’eau des fleuves et des rivières permettant ainsi le transport fluvial tout en tenant compte des risques de crues.

Ils contribuent également à fiabiliser l’alimentation en eau potable des populations ainsi que les besoins des industries et de l’agriculture.

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ph © HAMILTON/REA

Barrage de Chatou – VNF

document 1 Fonctionnement du barrage à clapet

Le système est composé d’un volet métallique appelé clapet qui pivote sur une semelle en béton.

La position du clapet varie selon la mesure du niveau d’eau amont.

Lors des crues, le clapet est complètement couché afin de ne pas créer d’obstacle à l’écoulement de l’eau.

Dans la salle de commande du barrage, un voyant de couleur s’affiche sur l’écran de visualisation pour indiquer la position du clapet.

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Position 1 du clapet

niveau d’eau bas

voyant orange

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Position 2 du clapet

niveau d’eau normal

voyant vert

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Position 3 du clapet

niveau d’eau haut (crue)

voyant rouge

document 2 Principe de fonctionnement d’un barrage à clapet

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L’ensemble hydraulique, alimenté par le réseau électrique, pousse ou tire le clapet.

L’automate de gestion analyse les informations reçues par le capteur de niveau d’eau afin de définir les consignes de position du clapet, ce qui permet de maintenir le niveau d’eau constant en amont du barrage.

document 3 Le fonctionnement automatique d’un barrage à clapet

Le niveau d’eau est maintenu automatiquement en fonction des paramètres de gestion du barrage.

Le programme est écrit en boucle, il se répète indéfiniment suivant la logique ci-après.

Si le niveau d’eau est normal, le clapet est en position 2 et le voyant est vert.

Si le niveau d’eau est haut, le clapet est couché en position 3 et le voyant est rouge.

Si le niveau d’eau est bas, le clapet se met en position 1 et le voyant est orange.

1. Quelle est la fonction principale d’un barrage de navigation ? (2 points)

2. Donner au moins trois raisons qui justifient la nécessité de réguler le niveau d’eau des fleuves et des rivières. (4 points)

3. Compléter le tableau en indiquant l’élément correspondant à chaque fonction. (6 points)

Tableau des fonctions et des éléments associés

Fonctions

Éléments du barrage à clapet

Retenir l’eau en amont

Détecter le niveau d’eau amont

Gérer la position du clapet

Alimenter le barrage en électricité

Afficher des informations

4. À l’aide du document 2, compléter les chaînes d’information et d’énergie du barrage à clapet. (7 points)

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Chaînes d’information et d’énergie du barrage à clapet

5. À l’aide des documents 1 et 3, compléter le logigramme et l’extrait du programme par blocs du barrage. (6 points)

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Programmation de la régulation du niveau de l’eau du barrage

Logigramme

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Extrait du programme par blocs
décrivant le même fonctionnement

Les clés du sujet

Comprendre les documents

Le document 1 décrit le fonctionnement du barrage à clapet.

Le document 2 détaille les éléments permettant le fonctionnement du barrage.

Le document 3 est l’algorithme expliquant le fonctionnement automatique d’un barrage à clapet.

Répondre aux questions

1. Formule la fonction d’usage du barrage de navigation.

2. Donne trois fonctions remplies par le barrage.

3. Identifie la fonction des différents éléments du système de gestion du barrage à clapet.

4. Identifie sur le document 2 les éléments de la chaîne d’énergie, et ceux de la chaîne d’information

5. Traduis l’algorithme en programme.