BTS électrotechnique épreuve E42 sujet (DOC) - Eduscol

BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR ÉLECTROTECHNIQUE
ÉPREUVE E.4.2.
ÉTUDE D'UN SYSTÈME TECHNIQUE INDUSTRIEL
CONCEPTION ET INDUSTRIALISATION SESSION 2016
_________ Durée : 4 heures
Coefficient : 3
_________ Matériel autorisé : Calculatrice à fonctionnement autonome autorisée conformément à la
circulaire
N 99-186 du 16/11/99. L'usage de tout autre matériel ou document est
interdit. Documents à rendre avec la copie : - le candidat répondra sur le dossier réponses et les feuilles de copie ; - le dossier réponses est à rendre agrafé au bas d'une copie. Dès que le sujet vous est remis, assurez-vous qu'il est complet. Le sujet comporte trois dossiers : - le dossier présentation-questionnement qui se compose de 15 pages,
numérotées de 1/15 à 15/15 ;
- le dossier réponses qui se compose de 4 pages, numérotées de 1/4 à 4/4 ;
- le dossier technique et ressources qui se compose de 23 pages, numérotées
de 1/23 à 23/23. Il sera tenu compte de la qualité de la rédaction, en particulier pour les
réponses aux questions ne nécessitant pas de calcul. Le(la)
correcteur(trice) attend des phrases construites respectant la syntaxe de
la langue française. Chaque réponse sera clairement précédée du numéro de
la question à laquelle elle se rapporte. Les notations du texte seront scrupuleusement respectées. BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR ÉLECTROTECHNIQUE
SESSION 2016
ÉPREUVE E.4.2
POSTE TERMINAL
DE RELÈVEMENT DES EAUX USÉES PRÉSENTATION-QUESTIONNEMENT
Il est impératif de lire au préalable la présentation générale Les 5 parties de l'épreuve sont indépendantes. PRÉSENTATION GÉNÉRALE 2
ENJEU 5
QUESTIONNEMENT 7
PARTIE A : ASSURER LA CONTINUITE DE SERVICE 7
PARTIE B : INSTALLER LA POMPE 8
PARTIE C : ALIMENTER LA POMPE 10
PARTIE D : GÉrer LES NIVEAUX D'EFFLUENTS 12
PARTIE E : INSTALLER UNE SUPERVISION 14 PRÉSENTATION GÉNÉRALE Le service des eaux de la ville de LANNION est chargé de la distribution
d'eau potable et du traitement des eaux usées. Dans l'étude qui suit, on
s'intéresse uniquement au traitement des eaux usées.
La collecte Les eaux usées de la ville de LANNION sont collectées par un réseau de
canalisations d'une longueur d'environ 170 kilomètres. Près de 50 stations de relèvement sont nécessaires pour les acheminer.
Toutes ces eaux usées passent par le dernier poste de relèvement appelé Nod
Huel avant d'être traitées par la station d'épuration de LOGUIVY située
1,7 km plus loin (Figure 1). Le nombre d'abonnés à l'assainissement est d'environ 10 000 avec Ploubezre
et Ploulec'h, deux communes limitrophes.
Le traitement Chaque année, environ 1 700 000 m³ d'eaux usées sont traités et 550 tonnes
de matière sèche sont valorisées par épandage agricole sur les parcelles du
plan d'épandage dont la surface dépasse les 350 hectares. La station d'épuration, modernisée depuis 2000, présente des rendements
tout à fait satisfaisants et les normes de qualité des rejets sont
respectées.
Le diagnostic des branchements au réseau de collecte Dans de nombreuses habitations, des non-conformités existent au niveau du
raccordement des eaux usées et pluviales au réseau de collecte. D'importantes intrusions d'eaux pluviales dans le réseau d'eaux usées
viennent ainsi perturber le fonctionnement de la station d'épuration. A
l'inverse, certaines eaux usées sont déversées dans les réseaux d'eaux
pluviales, ce qui constitue une pollution directe de la rivière. On nomme
« effluents » ces eaux usées ou pluviales. La ville de Lannion a donc lancé depuis 2005 une importante campagne de
diagnostic de ces branchements. Dans les années à venir, d'autres
diagnostics auront lieu. L'objectif, à terme, est d'assurer le retour à la
conformité.
Le poste de relèvement de Nod Huel Le dernier poste de relèvement des eaux usées avant la station d'épuration
de Loguivy est situé à Nod Huel. Ce poste en contrebas de la ville de
Lannion permet après relevage, d'acheminer par gravitation les effluents
vers la station d'épuration (Figure 2).
Un premier regard by-pass collecte les effluents venant des rives droite et
gauche de la
ville (Figure 3). Ce regard alimente la zone de rétention où sont installées deux vis
d'Archimède et une pompe centrifuge qui se chargent de remonter les
effluents à une altitude supérieure dans le bassin tampon. Actuellement, les vis d'Archimède sont mises en service en priorité en
fonction du niveau d'effluents dans la zone de rétention. Celles-ci
génèrent des nuisances sonores particulièrement la nuit. La pompe
centrifuge vient en complément, si besoin. [pic]
Maintenance La zone de rétention nécessite des opérations de curage pour évacuer les
boues qui se sont accumulées avec l'arrivée des effluents et qui peuvent
atteindre un volume de 5 m3. On profite de ces opérations pour assurer une maintenance préventive au
niveau des vis d'Archimède et de la pompe centrifuge : remplacement de
paliers, de joints ou d'autres pièces d'usure. Des périodes d'arrêts de 24 h sont programmées tous les trois mois pour
effectuer ces opérations qui nécessitent la condamnation de l'arrivée des
effluents par la vanne située à l'entrée de la zone de rétention.
ENJEU Le service des eaux de la ville de LANNION est chargé du traitement des
eaux usées. Cette mission doit être assurée 365 jours par an et 24 heures
sur 24 heures. On recherche une continuité de service maximum.
La continuité de service du poste de relevage des effluents de Nod Huel
pose problème en raison de deux contraintes de fonctionnement : . La municipalité impose au service des eaux de ne plus mettre en
service les vis d'Archimède durant la nuit : les riverains se
plaignent des nuisances sonores ; . Des opérations de maintenance imposent périodiquement un arrêt du
poste de relevage (voir la présentation générale). L'étude proposée dans ce sujet se décompose en cinq parties indépendantes,
sa finalité est de proposer pour le relevage des effluents, des solutions
qui prennent en compte les contraintes exposées ci-dessus, tout en assurant
une continuité de service maximum.
PARTIE A : ASSURER LA CONTINUITE DE SERVICE
Dans cette partie trois solutions pour résoudre le problème sont
envisagées. Il s'agit de rédiger une note au chef de projet pour lui
indiquer la solution qui présente le meilleur compromis technico-
économique.
PARTIE B : INSTALLER LA POMPE
La solution retenue est l'installation d'une seconde pompe centrifuge dans
le regard by-pass. Il faut choisir la pompe et le variateur associé, puis
établir les documents nécessaires à la mise en ?uvre de ces équipements.
PARTIE C : ALIMENTER LA POMPE
La pompe est installée dans le regard by-pass en amont de la zone de
rétention. Il faut dimensionner le câble alimentant la pompe et calculer
son coût d'installation.
PARTIE D : GERER LES NIVEAUX D'EFFLUENTS
La mise en service des vis d'Archimède et des pompes centrifuges s'effectue
en fonction du niveau des effluents dans le regard by-pass. Il faut choisir
un capteur de niveau et établir des éléments de programmation pour gérer
les niveaux d'effluents.
PARTIE E : INSTALLER UNE SUPERVISION
Le service des eaux usées de la ville de Lannion souhaite mettre en place
une supervision de son système de collecte des effluents afin d'en
améliorer la maintenance. Il faudra choisir certains équipements de
communication, puis établir les documents nécessaires à la mise en ?uvre du
réseau de supervision.
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QUESTIONNEMENT
ASSURER LA CONTINUITE DE SERVICE Contexte Le service des eaux doit assurer le relevage des effluents du poste de Nod
Huel avec une continuité de service maximum. Une première étude conduit à proposer les trois solutions décrites ci-
dessous : > Solution 1 : installation d'une troisième vis d'Archimède dans
l'emplacement prévisionnel ; > Solution 2 : installation d'une seconde pompe centrifuge dans la zone de
rétention ; > Solution 3 : installation d'une seconde pompe centrifuge dans le regard
by-pass. Chaque solution nécessite l'installation ou la modification d'équipements
et il est préalablement nécessaire d'en dresser la liste. Vous aiderez le
chef de projet à choisir une solution en tenant compte des contraintes
rappelées ci-après : > La municipalité impose au service des eaux de ne plus mettre en service
les vis d'Archimède durant la nuit : les riverains se plaignent des
nuisances sonores ; > Des opérations de maintenance imposent périodiquement un arrêt du poste
de relevage (voir la présentation générale). Spécifications : > La pompe centrifuge déjà présente dans la zone de rétention ne permet
pas à elle seule le refoulement des effluents vers la station
d'épuration de Loguivy lors de forte pluviométrie. > La section du conduit de relevage existant a été prévue pour recevoir
les effluents d'u