Post on 02-Oct-2020
Enseignements Technologiques Transversaux
24/04/12
Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
Energie mécanique Em = Ec + EpEc : énergie cinétique (J) ; Ep : énergie potentielle (J) ;
Ec = ½ . M . V²M : masse du solide (kg) ; V : vitesse du solide (m.s-1)
Ep = M.g.zgM : masse du solide (kg) ; g : intensité de la pesanteur terrestre en N.kg-1 ; P : poids du solide (N) ; zg : altitude du solide (m)
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
Travail d’une force :
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
Puissance d’une force :
Si la force et la vitesse sont de même
direction et de même sens :
P = F . V - P en W, F en N, V en m/s
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24/04/12
Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
Énergie et puissance électrique :
Énergie électrique fournie :
W = U . Q - W en J (Joule), U en V (Volt), Q en C (Coulomb)
Q= I . t - I en A (Ampère), t en s (seconde)
Puissance électrique :
P = U . I - P en W (Watt), U en V (Volt), I en A (Ampère)
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
L’invasion par l’automobile…
Croissance rapide dunombre d’automobiles
Un impact déterminantsur nos sociétés
La sécurité vite devenuepréoccupation majeure
L’énergie, problème poséà l’échelle mondiale
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
La limitation de la circulation automobile
transports en commun, train et tramway
déplacements piétonnier ou cycliste
densification et « verticalisation »
meilleure répartition des fonctions
Le remplacement de la source d’énergie
électricité du réseau
pile à combustible
L’optimisation ou l’adaptation des solutions
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
Objectif « 95 gCO2/km en 2020 »
Consommation maximale
pour 110 gCO2/km ?Une molécule de CO2 est composée de
1 atome de Carbone et 2 atomes d’Oxygène,
La masse molaire du Carbone est 12 g·mol−1,
celle de l’Oxygène est 16 g·mol−1,
Le carburant Diesel contient
en masse 85% de C,
La masse volumique du carburant étant
de 830 kg/m3 (soit 0,83 g/l)
Autres carburants : teneur massique en carbone ↓ et son fort pouvoir calorifique ↑
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
Courbes d'iso-consommation
• boites de vitesses à variation continue
• hybridation (charge et régime optimisés)
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
La mise en mouvement
Quelle quantité d’énergie pour amener un
véhicule de 1 T à une vitesse de 100 km//h ?
- L’énergie cinétique acquise est Ec = ½.M.V²
Les dénivellations
Quelle quantité d’énergie faut-il pour faire
gagner 20 m d’altitude à un véhicule de 1 T ?
- L’énergie gagnée est Ep = M.g.H
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
La résistance de l’air :
Quel est le travail fourni par la force de
résistance de l’air sur 1 km à 100 km.h-1 ?
La force de résistance de l’air F = ½.ρ.V².Cx.A,
Le travail d’une force W = F.L.cosα,
ρair = 1,25 kg/m3 ; Cx = 0,4 ;
maitre-couple A = 2,70 m²,
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
La résistance au roulement
Quel est le travail fourni par la résistance au
roulement sur 1 km pour une masse de 1 T ?
- La force de résistance au roulement F = Cr.M.g
- Le travail d’une force W = F.L.cosα,
- Le coeff. de résistance au roulement Cr = 10-2
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
Calcul de la consommation de la Toyota PRIUSMise en vitesse de du véhicule et relief du parcours non pris en compte,
- Pour un trajet de 100 km à la vitesse de 90 km/h,
- Le carburant essence ayant un PCI = 35,45 MJ/l,
- Véhicule fonctionnant avec rendement global 40 %,
- Résistance à l'avancement (air et roulement) :
F(en N) = 188+0,32.v+0,456.v² (v en m.s-1)
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
Hybride série
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
Hybride parallèle
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Automobile et DAutomobile et Dééveloppement Durableveloppement Durable
Les flux d’énergie :