Sous-épreuve E42 : corrigé - Eduscol

BREVET DE TECHNICIEN SUPERIEUR
ENVIRONNEMENT NUCLEAIRE
U42 MODELISATION ET CHOIX TECHNIQUES EN ENVIRONNEMENT NUCLEAIRE
GESTION DES EFFLUENTS NUCLÉAIRES
SESSION 2014 ______
Durée : 4 heures
Coefficient : 3 ______ Matériel autorisé : Toutes les calculatrices de poche y compris les calculatrices
programmables, alphanumériques ou à écran graphique à condition que leur
fonctionnement soit autonome et qu'il ne soit pas fait usage d'imprimante
(Circulaire n°99-186, 16/11/1999) Documents à rendre avec la copie : - DOCUMENT REPONSE DR1
- DOCUMENT REPONSE DR2
- DOCUMENT REPONSE DR3
- DOCUMENT REPONSE DR4 Travail demandé
Partie A : analyse et compréhension Objectif : mettre en évidence les fonctions relatives au circuit RPE et à
son environnement. L'analyse fonctionnelle de la gestion des effluents nucléaires étudiée est
donnée dans les documents techniques DT1 et DT2. QA1. Calculer le volume total d'effluents liquides autres que primaires
produit sur une période de dix ans, sachant que le C.N.P.E. comporte deux
tranches. V = 10*12/16*(3000+7000+2000)*2 = 180000 m3 QA2. En utilisant l'analyse fonctionnelle globale A-0 et la présentation
du sujet, compléter le tableau du document réponse DR1 en donnant la liste
des effluents qui sont gérés par le système étudié et ceux qui ne le sont
pas. Voir document réponse DR1. QA3. En utilisant l'analyse fonctionnelle A0, donner toutes les fonctions
principales assurées par le circuit RPE. Collecter / Stocker localement / Transférer / Traiter QA4. Quels éléments du circuit RPE permettent de réaliser la fonction A2 :
« stocker localement » ? Les puisards RPE des différents locaux. QA5. Quelle est la matière d'?uvre entrante de la fonction A32 :
« transférer vers le BTE » ? Les effluents stockés dans les puisards relais du BAN B. QA6. Pour la réalisation de la fonction FS32 : « transférer vers le BTE »,
indiquer le composant assurant la fonction « protéger l'installation contre
les surintensités et les surcharges ». C'est le disjoncteur magnétothermique qui assure cette fonction. Partie B : étude du pompage des effluents du circuit RPE
Partie B1 : étude du circuit d'alimentation électrique d'une motopompe Objectif : dimensionner la protection du circuit d'alimentation électrique
des motopompes. Documents techniques ressources : DT3 et DT4. Voici le schéma électrique d'alimentation d'une motopompe submersible
CP 3060 MT ou CP 3060 HPS dont les caractéristiques sont données document
technique DT4. [pic] QB1.1. Choisir le calibre et le modèle du disjoncteur magnétothermique Q2
dans la gamme GV2 ME dont les caractéristiques sont données document DT3. Intensité nominale du moteur In = 5,3 A. On choisit le disjoncteur de
calibre 6,3 A. Modèle GV2 ME 10. QB1.2. Donner la plage de réglage du déclencheur thermique de ce
disjoncteur et précisez la valeur Ir du courant de déclenchement thermique
qu'il faut régler. La plage de réglage du déclencheur thermique va de 4 A à 6,3 A. La valeur
de réglage correspond à la valeur nominale : Ir = In = 5,3 A. QB1.3. Sachant que le courant de démarrage Id de la motopompe MP1 est tel
que Id / In = 7, déterminer le type de courbe à retenir (courbe B, C ou D). Il ne faut pas que le disjoncteur déclenche au démarrage qui produit un
courant de 7 x In. Il faudra prendre un disjoncteur « Courbe D » dont le
déclenchement magnétique intervient à partir de 10 x In. QB1.4. Déterminer le temps de déclenchement de l'appareil lorsqu'une
surcharge de la motopompe MP1 provoque une intensité de 10,6 A. L'intensité de 10,6 A correspond à 2 x Ir. Le déclenchement thermique aura
lieu entre 10 s et 100 s.
Partie B2 : étude du puisard des drains de plancher Le puisard des drains de plancher est équipé de deux motopompes
submersibles MP1 et MP2 identiques. La hauteur de refoulement est de 13 m
et les pertes de charges, supposées régulières, sont équivalentes à 11 mCE
(mètres de colonne d'eau). Le débit Qe de remplissage maximum est de 6 l(s-1 (soit 6(10-3 m3/s). Objectif : vérifier la validité du choix des pompes. Documents techniques ressources : DT5 et DT8. QB2.1. Calculer le débit minimum d'une pompe pour que l'on puisse éviter le
débordement du puisard avec le débit de remplissage maximum. Le débit minimum d'une pompe vaut Qe / 2, soit 3 l s-1. QB2.2. Choisir la pompe adaptée parmi les deux modèles proposés CP 3060 MT
et CP 3060 HPS. Donner son débit dans les conditions d'utilisation normale
de cette partie. La hauteur de refoulement équivalente est H = 13 + 11 = 24 m. La pompe
CP 3060 HPS permet un débit minimum de 4,8 l s-1 et convient à
l'application. La pompe CP 3060 MT ne convient pas car elle ne permet pas
d'assuré un débit suffisant. QB2.3 Calculer le temps maximum que mettra le puisard pour se vider du
niveau NH1 jusqu'au niveau NTB lorsque le débit de remplissage Qe est nul. Le volume à vider vaut V = 11,88 - 0,99 = 10,89 m3. Avec le débit minimum
de 4,8 l s-1, il faudra un temps t = 10890 / 4,8 = 2269 s, soit 37 min et
49 s Partie B3 : étude de la régulation de niveau du puisard des drains de
plancher N représente le niveau d'effluent dans le puisard. Objectif : décrire le cycle de fonctionnement des pompes. Documents techniques ressources : DT8. QB3.1. Définir sur l'ordinogramme de fonctionnement des deux pompes du
puisard, document réponse DR1, les quatre blocs de comparaisons incomplets.
Voir document réponse DR1. QB3.2. Compléter les chronogrammes du document réponse DR2 en précisant
l'état des pompes MP1 et MP2, en considérant qu'initialement les pompes et
l'alarme sont à l'arrêt et que c'est la pompe MP1 qui sera prioritaire en
premier.
Voir document réponse DR2. Partie B4 : étude de la logique de commande des pompes Objectif : décoder le logigramme de déclenchement de la pompe MP1. Documents techniques ressources : DT9. QB4.1. Quel est l'état de la pompe MP1 lorsque les vannes ne sont pas
ouvertes ? La pompe est déclenchée : DMP1 = 1 QB4.2. Quelles sont les conditions associées à la commande de déclenchement
du pupitre de commande locale CLDMP1 pour déclencher effectivement la pompe
MP1 ? Il faut SCCL et pas NH2 pour que la commande locale CLDMP1 soit active. QB4.3. Donner l'équation logique complète du déclenchement de la pompe MP1.
DMP1 = SCDMP1 + ( SCCL ( CLDMP1 ( NH2 ) + ( SCCL ( CLAuto ( NB ) + NTB + VO Partie C : intervention sur la motopompe Présentation : L'intervention étudiée concerne une motopompe submersible
Flygt de type CP 3060 HPS (DT4) qui sert à vidanger un puisard du BAN B
(DT7). Il s'agit de vérifier l'isolement des enroulements de cette pompe et
de préparer son échange standard. Le matériel nécessaire à cette intervention est le suivant : . Multimètre . Voltmètre . Mégohmmètre 500 V . Palan 250 kg (DT11) . Chariot de manutention (DT10 et DT11) . Élingue de longueur 1 m supportant une charge maximale de 250 kg . Manille de 250 kg . Caisse standard du mécanicien.
Partie C1 : Objectif : Vérifier l'isolement de la motopompe MP1 Documents techniques ressources : DT6. QC1.1. Donnez la raison pour laquelle l'utilisateur du mégohmmètre doit
porter des gants isolants.
Le mégohmmètre délivre une tension dangereuse de 500 V qui impose le port
de gants isolants.
QC1.2. Analyser le rapport d'expertise et conclure. La valeur mesurée est bien inférieure à 1 M(, il y a un défaut d'isolement
qui nécessite une intervention.
Partie C2 : Objectif : dans le cadre d'un échange standard d'une motopompe, déterminer
la longueur du bras d'indexage nécessaire pour sa mise en place dans le
puisard des drains de plancher du BAN B. Documents techniques ressources : DT7, DT8, DT10 et DT11 QC2.1. Calculer la hauteur entre le fond du puisard et le niveau NS.
Hauteur pour 17.88 m3, surface de base 4.4 x 4.5 = 19.8 m² D'où NS = 17.88/19.8 = 0.903 m QC2.2. Calculer la hauteur minimale pour que la pompe ne touche pas le sol
pendant la man?uvre. Cette hauteur est égale à la somme de la hauteur de
surcapacité NS, de la distance entre NS et le niveau du sol (réserve de
niveau), de la demi-longueur de l'élingue (voir page 8/26), de
l'encombrement du palan (325 mm) et de la hauteur du crochet. Hmini = NS + 0.5 + 0.5+ 0.325 + 0.11273 = 0.903 + 0.5 + 0.5 + 0.325+
0.11273
Hmini = 2.34073 m QC2.3. Calculer la course disponible C, en déduire la hauteur disponible Ht
de façon littérale (en fonction de Li). Course disponible : c = Li * sin 25 + Li * sin 60 = Li * ( sin 25 +
sin 60)
Hauteur disponible : ht = Li * sin 60 + 1464.08 QC2.4. Donner la valeur numérique des quatre hauteurs totales Ht. La hauteur totale nécessaire à la mise en place de la pompe doit être de
2,5 m, elle comprend la hauteur du palan, la longueur de l'élingue, la
hauteur NS, la réserve de niveau, la hauteur de sécurité par rapport au sol
(au moins 100 mm). Ht = 1083,1 * (sin 60) + 1464.08 = 2402.072 mm pour L1=1083.1mm
Ht = 1233,1 * (sin 60) + 1464.08 = 2531.976 mm pour L1=1233.1mm
Ht = 1383,1 * (sin 60) + 1464.08 = 2661.880 mm pour L1=1383.1mm
Ht = 1533,1 * (sin 60) + 1464.08 = 2791.784 mm pour L1=1533.1mm QC2.5. : Donner la longueur Li que doit avoir le bras. Li = 1233.1 mm Partie C3 : Objectif : déterminer la pression d'alimentation dans le vérin du chariot
lorsque le bras (4) est en position haute maximale. Documents techniques ressources : DT10, DT11 et DT12 Documents réponses : DR3 et DR4 QC3.1. Compléter sur le document réponse DR3 le schéma cinématique du
chariot de manutention, en ajoutant les él