Épreuve de sciences de l'ingénieur - juin 2018 - Métropole

Le métro de Rennes (de type VAL : Véhicule Automatique Léger) est un système de transport en commun entièrement automatique, développé par la société Siemens France.
Sans conducteur, il ne nécessite aucun personnel d'exploitation à bord des véhicules ainsi qu'en station.

Ce métro, alimenté en énergie électrique et équipé de pneus, figure parmi les modes de transport les plus silencieux et les plus propres. Le pilotage centralisé et distant permet à chaque instant d'adapter le nombre de rames à l’affluence des voyageurs.

La société Kéolis, en charge de l'exploitation du métro, fait en sorte de minimiser sa consommation d'énergie en mettant en oeuvre des solutions innovantes autour desquelles s'articule le questionnement proposé.

Les deux postes importants de consommation d’énergie sont l'alimentation des rames (une rame est constituée de deux voitures, lien vers la figure 2) et le chauffage des voies (bandes de roulement des pneus).

Les objectifs de l'étude pour réduire l'énergie consommée par la société Kéolis sont :

• optimiser les temps séparant les rames successives (partie 2) ;
• rattraper le retard généré par un incident mineur (partie 3) ;
• stocker  l’énergie de freinage par volant d’inertie (partie 4) ;
• optimiser le chauffage des voies (partie 5).
  Toutes les parties sont indépendantes.

3-Contenu du sujet 

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Ce sujet comporte 5 parties :

1. Optimisation des temps séparant les rames successives
   • ​Objectif de cette partie : vérifier qu’un choix judicieux des temps séparant les rames est une solution à la réduction de la consommation énergétique du métro.
2. Rattrapage d'un retard généré par un incident mineur
   • ​Objectif de cette partie : proposer une solution pour rattraper le retard engendré par un incident mineur afin de respecter l’intervalle prévu.
3. Stockage de l'énergie de freinage par volant d'inertie
   • ​​Objectif de cette partie : vérifier que le système à stockage inertiel permet la revalorisation des énergies de freinage excédentaires.
4. Optimisation du chauffage des voies
   • ​​Objectif de cette partie : valider la solution technique choisie pour optimiser le chauffage des voies afin de réduire la consommation d'énergie.
5. Synthèse
   • ​Objectif de cette partie : proposer et justifier les choix énergétiques de la future ligne de métro de l'agglomération rennaise.