Enseignement transversal. TP6F 1 ère STI2D. Caractériser les impacts: Emissions polluantes. Flux entrant/flux sortant.
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- Odette Guérin
- il y a 7 ans
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1 Présentaton du TP Problématque vsée Objectfs de formaton Caractérser les mpacts: Emssons polluantes. Flux entrant/flux sortant. Socété et développement durable O1 - Identfer les éléments permettant la lmtaton de l mpact envronnemental d un système et de ses consttuants. Compétences ssues du programme offcel CO2.1 : Identfer les flux et la forme de l énerge, caractérser ses transformatons et/ou modulatons et estmer l effcacté énergétque globale d un système. CO2.2 : Justfer les solutons constructves d un système au regard des mpacts envronnementaux et économques engendrés tout au long de son cycle de ve. Pré Requs Sensblsaton à la noton de Développement Durable Notons sur le cycle de ve d un produt. Durée du TP 1h00 Données Technques Problématque L entreprse Coca-Cola souhate travaller sur la phase de transport, de ses bossons. Elle veut donc chosr une flotte de véhcule router qu sot le mons polluante possble. A partr de l analyse des valeurs d mpacts, on souhate chosr la socété de transport de manère à ce que les ndcateurs envronnementaux soent les plus fables. Objectfs Documents et matérels ms à dsposton Les objectfs du TP sont : Caractérser l mpact potentel «réchauffement clmatque» Caractérser l mpact potentel «oxydaton photochmque» Poste nformatque. Fcher numérque du TP à compléter. TP6F 1ère STI2D Lycée J.Cure / FERAUD-CASTILLO Page : 1 / 8
2 1. Présentaton 1.1. Cycle de ve et lmtes du système FER BLANC 5.5 g VERRE BLANC 189 g CALCIN (verre de couleur) 189 g CAPSULE 5.5 g BOUTEILLE 210g CALCIN (verre recyclé) 21g EMBOUTISSAGE TRANSPORT CAMION 32 T 50 KM TRANSPORT Gravlle-Clamart 216 KM CHALEUR TRANSPORT Brest-Gravlle 463 KM REMPLISSAGE SERTISSAGE 1P TRANSPORT Clamart-Brest 581 KM TRI SELECTIF VERRE 60% MAINTENIR FRAIS ORDURE MENAGERE 40% INCINERATION 53% DECHARGE 47 % L entreprse Coca-Cola souhate travaller sur la phase de transport, de ses bossons. Elle veut donc chosr une flotte de véhcule router qu sot le mons polluante possble. Quelle socété de transport chosr pour que les ndcateurs envronnementaux soent les plus fables? TP6F 1ère STI2D Lycée J.Cure / FERAUD-CASTILLO Page : 2 / 8
3 1.2. Les normes en vgueur Les normes d'émsson Euro fxent les lmtes maxmales de rejets polluants pour les véhcules roulants. Il s'agt d'un ensemble de normes de plus en plus strctes s'applquant aux véhcules neufs. L'objectf est de rédure la polluton atmosphérque due au transport router. La légslaton européenne est de plus en plus sévère sur les rejets des moteurs Desel. Les normes d'émssons «Euro» se succèdent. La mse en œuvre se fat dans des délas légèrement décalés pour les moteurs desel et essence Euro 0 : véhcules ms en servce après 1988 ; Euro 1 : véhcules ms en servce après 1993 ; Euro 2 : véhcules ms en servce après 1996 ; Euro 3 : véhcules ms en servce après 2000 ; Euro 4 : véhcules ms en servce après 2005 ; Euro 5 : après septembre 2009 pour la récepton et janver 2011 pour l'mmatrculaton de véhcules neufs ; Euro 6 : après septembre 2014 pour la récepton et septembre 2015 pour l'mmatrculaton de véhcules neufs. Véhcules à moteur Desel : Norme Unté de mesure Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5 Euro 6 Oxydes d'azote (NO X ) (g/kwh) 8,0 7,0 5,0 3,5 2,0 0,4 Monoxyde de carbone (CO) (g/kwh) 4,5 4,0 2,1 1,5 1,5 1,5 Hydrocarbures (HC) (g/kwh) 1,1 1,1 0,66 0,46 0,46 0,13 Partcules (PM) (g/kwh) 0,36 0,15 0,1 0,02 0,02 0,01 Ammonac (NH3) (ppm) TP6F 1ère STI2D Lycée J.Cure / FERAUD-CASTILLO Page : 3 / 8
4 1.3. Les socétés de transport La Socété «Gerbex» met à dsposton de Coca-Cola : Véhcules 32 T Véhcules 32 T Année de ms en servce pussance 230 kw 230 kw Nb de véhcules à dsposton 3 2 Vtesse moyenne 80km/h 80km/h Emssons de CO g/km 680 g/km La socété «Transt» met à dsposton de Coca-Cola : Véhcules 32 T Véhcules 32 T Année de ms en servce pussance 260 kw 260 kw Nb de véhcules à dsposton 3 2 Vtesse moyenne 90km/h 90km/h Emssons de CO g/km 580 g/km 1.4. Les facteurs d émsson Nous allons calculer les mpacts potentels sur deux ndcateurs, le changement clmatque ou gaz à effet de serre et l oxydaton photochmque (smog). Pour chaque mpact, le score d mpact potentel est calculé de la manère suvante : = FC S s, M s s S : score pour l mpact potentel FC s, : facteur de caractérsaton de la substance s pour l mpact M s : masse de la substance s Le facteur de caractérsaton d une substance est défn par un organsme référent dans le domane. TP6F 1ère STI2D Lycée J.Cure / FERAUD-CASTILLO Page : 4 / 8
5 Le changement clmatque Substance de référence : CO 2 Le GWP (Global Warmng Potental ou potentel de réchauffement clmatque (PRG)) est utlsé pour calculer le facteur de caractérsaton de l'effet de serre. L'ntensfcaton de l'effet est évaluée suvant l'équaton : Effet de serre (kg eq CO 2 ) = GWP * Qté de la substance émse ( kg) Le GWP est dépendant de la durée de l'échelle de temps chose. Pour les effets à long terme, l'échelle 100 à 500 ans est souhatable quand l s'agt d'effets cumulatfs, alors que les échelles, allant de 20 à 50 ans, donnent une melleure ndcaton sur les effets à court terme des émssons. En général, dans les ACV on utlse 100 ans. Gaz à effet de serre formule GWP à 100 ans doxyde de carbone CO 2 1 Monoxyde de carbone CO 1,53 hydrocarbure C x H x - méthane CH 4 23 protoxyde d'azote N 2 O 296 dchlorodfluorométhane (CFC-12) CCl 2 F tétrafluorométhane CF hexafluorure de soufre SF Le smog photochmque (oxydaton photochmque) Substance de référence : C 2 H 4 (éthylène) Le Smog est une brume épasse, et jaunâtre qu s'accroche aux relefs. Sous l'effet de la lumère solare, les oxydes d azote (NOx), les hydrocarbures et le monoxyde de carbone nteragssent chmquement en donnant de pussants oxydants. Pour estmer le potentel des substances à former le smog, le POCP (Photochemcal Ozone Creaton potental) est utlsé. Le PCOP n'est pas une constante, l vare en foncton des condtons météorologques et de la géographe où ont leu les émssons. Les coeffcents du POCP donnés c-dessous tradusent les condtons moyennes européennes. oxydaton photochm que (kg eq C 2H 4 ) = POCP * Qté de la substance émse ( kg) Gaz à effet photochmque formule POCP éthylène C 2 H 4 1 Oxydes d'azote NO x 0,028 Monoxyde de carbone CO 0,027 Hydrocarbures (HC) C x H x 0,96 méthane CH 4 0,034 Doxyde de soufre SO 2 0,48 Partcules PM - Ammonac NH 3 - TP6F 1ère STI2D Lycée J.Cure / FERAUD-CASTILLO Page : 5 / 8
6 2. Traval demandé 2.1. Questons prélmnares Q.1 Les hydrocarbures ont-ls une nfluence sur l mpact potentel «réchauffement clmatque»? Q.2 Les pettes partcules et l ammonac ont-elles une nfluence sur l mpact potentel «oxydaton photochmque»? Q.3 Quelle est la substance ayant la plus grande nfluence sur les ndcateurs «réchauffement clmatque» et «oxydaton photochmque»? 2.2. Calculs des émssons de substances dans l ar Q.4 A partr du cycle de ve et de la flotte de véhcules des deux socétés, détermner l énerge consommée par les véhcules utlsés pus compléter le tableau suvant : Temps de parcours (h) Energe consommée (kwh) 3 Véhcules de 2005 (230 kw) GERBEX 2 véhcules de 2000 (230 kw) 3 véhcules de 2000 (260 kw) TRANSIT 2 Véhcules de 2011 (260 kw) Q.5 A partr des valeurs d émssons des dfférentes classes de véhcules, calculer les émssons totales pour chaque substance et socété, pus compléter le tableau suvant : Norme d émssons Oxydes d'azote (NO X ) 3 Véhcules de 2005 (230 kw) GERBEX 2 véhcules de 2000 (230 kw) 3 véhcules de 2000 (260 kw) TRANSIT 2 Véhcules de 2011 (260 kw) Monoxyde de carbone (CO) Hydrocarbures (HC) Partcules (PM) Ammonac (NH3) TP6F 1ère STI2D Lycée J.Cure / FERAUD-CASTILLO Page : 6 / 8
7 2.3. Caractérsaton de l mpact potentel «réchauffement clmatque» Q.6 Pour la socété Gerbex, calculer la quantté de CO 2 équvalente émse dans l atmosphère. Gaz à effet de serre formule GWP à 100 ans doxyde de carbone CO 2 1 Monoxyde de carbone CO 1,53 3 véhcules de 2005 (230 kw) GERBEX 2 véhcules de 2000 (230 kw) Total kg eq CO 2 hydrocarbure C x H x méthane CH protoxyde d'azote N 2 O hexafluorure de soufre SF total Q.7 Pour la socété Transt, calculer la quantté de CO2 équvalente émse dans l atmosphère. Gaz à effet de serre formule GWP à 100 ans doxyde de carbone CO 2 1 Monoxyde de carbone CO 1,53 3 véhcules de 2000 (260 kw) Transt 2 véhcules de 2011 (260 kw) Total kg eq CO 2 hydrocarbure C x H x méthane CH protoxyde d'azote N 2 O hexafluorure de soufre SF total Q.8 A partr de l'mpact «réchauffement clmatque», et en vous appuyant sur les résultats, fates un chox de socété. TP6F 1ère STI2D Lycée J.Cure / FERAUD-CASTILLO Page : 7 / 8
8 2.4. Caractérsaton de l mpact potentel «oxydaton photochmque» Q.9 Pour la socété Gerbex, calculer la quantté de C 2 H 4 équvalente émse dans l atmosphère. Gaz à effet photochmque Oxydes d'azote NO x 0,028 formule POCP 3 véhcules de 2005 (230 kw) GERBEX 2 véhcules de 2000 (230 kw) Total kg eq C 2 H 4 Monoxyde de carbone CO 0,027 Hydrocarbures (HC) C x H x 0,96 Doxyde de soufre SO 2 0, Ammonac NH total Q.10 Pour la socété Gerbex, calculer la quantté de C 2 H 4 équvalente émse dans l atmosphère. Gaz à effet photochmque Oxydes d'azote NO x 0,028 formule POCP 3 Véhcules de 2000 (260 kw) Transt 2 véhcules de 2011 (260 kw) Total kg eq C 2 H 4 Monoxyde de carbone CO 0,027 Hydrocarbures (HC) C x H x 0,96 Doxyde de soufre SO 2 0, Ammonac NH total Q.11 A partr de l'mpact «oxydaton photochmque», et en vous appuyant sur les résultats, fates un chox de socété. Q.12 La socété Gerbex transporte avec ses 5 pods lourds, boutelles de 33cl, détermner la valeur des deux ndcateurs pour une boutelle concernant la phase de transport. TP6F 1ère STI2D Lycée J.Cure / FERAUD-CASTILLO Page : 8 / 8
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