Analyse thermique et gestion de l’éclairage d’une école

Le sujet se décompose en deux parties: elles peuvent être traitées dans un ordre indifférent.
•    Une partie commune 2I2D durée indicative 2h30.
•    la partie enseignement spécifique (AC EE ITEC ou SIN) durée indicative 1h30.

Dans la partie commune, le candidat doit traiter la partie 1 et la partie 2.
 

PARTIE commune (2,5h ; 12 points)

Mise en situation

Dans le cadre de sa compétence en énergie, la Métropole Européenne de Lille (MEL) gère les réseaux de chaleur publics répartis sur son territoire.  En février la MEL à attribué d’une nouvelle concession. Ce contrat prévoit une extension du réseau de chaleur de Lille / Roubaix vers Halluin.

Dans le même temps, les communes approvisionnées de la métropole mènent une campagne de réhabilitation des bâtiments publics et d’habitation. C’est dans ce contexte que la ville de Mons-en-Barœul a entrepris des travaux de rénovation de l’école maternelle Charles de Gaulle, située en centre-ville.

Travail demandé

Cette partie commune permet l’étude thermique de la salle de classe n°1 et l'étude de gestion d’éclairage de la salle de jeux.

Partie 1 : l’isolation des bâtiments anciens par l’extérieur (ITE) constitue-t-elle un bon investissement ?
Objectif : estimer les gains en énergie thermique pouvant être obtenus par isolation des parois extérieures de l’école.

Partie 2 : l’investissement dans de nouveaux luminaires de technologie DEL est-il nécessaire ?
Objectif : mener une étude préliminaire pour estimer la rentabilité de l’investissement.

PARTIE enseignement spécifique (1,5h ; 8 points) / SIN

Le support d’étude est la salle de jeux de l’école maternelle Charles de Gaulle.

Travail demandé

PARTIE A : comment acquérir l’information de luminosité pour piloter le système d’éclairage ?
Objectif : définir les constituants permettant l’acquisition et la transmission des données.

PARTIE B : comment piloter le système à distance ?
Objectif : analyser la solution retenue pour piloter le système d’éclairage à distance.

PARTIE enseignement spécifique (1,5h ; 8 points) / AC

La ville de Mons-en-Barœul a entrepris des travaux de rénovation de l’école maternelle Charles de Gaulle. Dans un environnement urbain très bétonné, les toits végétalisés offrent des espaces de verdure. En plus d'être
esthétiques, ils favorisent la biodiversité et augmentent les performances en termes d’isolation et de rétention d'eau.

Travail demandé

PARTIE A : le dimensionnement des structures existantes sera-t-il suffisant pour accueillir une terrasse végétalisée ?
Objectif : valider les caractéristiques dimensionnelles des fondations.
PARTIE B : comment améliorer les ambiances acoustiques ?
Objectif : vérifier les exigences réglementaires.
Afin de travailler dans de bonnes conditions, la réglementation acoustique impose un temps de réverbération dans les locaux d'enseignement compris entre 0,8 s et 1,2 s.

PARTIE enseignement spécifique (1,5h ; 8 points) / EE

Pour répondre aux exigences du cahier des charges de la rénovation de l’école Charles de Gaulle, il est nécessaire d’étudier la possibilité d’installer un ballon d’eau chaude sanitaire solaire pour la cuisine de restauration scolaire.

Travail demandé

Partie A : comment produire de l’eau chaude à partir de l’énergie solaire ?
Objectif : dimensionner une installation de panneaux solaires pour la production d’eau chaude à partir d’une simulation numérique.
Partie B : comment piloter une installation bi-énergie ?
Objectif : justifier le principe du pilotage de l’installation bi-énergie de l’école Charles de Gaulle.

PARTIE enseignement spécifique (1,5h ; 8 points) / ITEC

Environ 6 500 enfants scolarisés en France sont atteints d'une déficience motrice. Certains utilisent un fauteuil roulant en permanence ou de manière intermittente. D'autres utilisent différentes aides au déplacement telles qu'un déambulateur ou des cannes tripodes. Le support d’étude est une plateforme élévatrice innovante permettant le passage d’un élève en fauteuil roulant de la classe n°2 vers la salle à manger de l’école.

Travail demandé

Partie A : comment mettre en conformité un bâtiment pour accueillir les personnes à mobilité réduite.
Objectif : mener une étude préliminaire pour l’installation d’une plateforme élévatrice ?
Partie B : est-il possible d’améliorer les performances déjà attendues?
Objectif : la vitesse d’ascension de la plateforme étant très inférieure à celle fixée par la norme NF EN 81-70, il s’agit de réaliser une étude préliminaire pour améliorer cette performance.
L’étude porte sur la transmission de puissance par vérin électrique permettant l’entraînement de la plateforme.