POUSSE SERINGUE Stockage de l énergie. Problématique :

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1 POUSSE SERINGUE Stockage de l énergie S si TP - 2h00 Noms : Prénoms : Classe : Date : Note : /20 Problématique : On veut répondre à la question suivante : «Le pousse seringue peut-il assurer sa fonction en cas de coupure du réseau électrique? Si oui pendant combien de temps?» Critères d évaluation et barème : Autonomie et quantité de travail /3 Maîtrise orale du sujet /2 Recherche des éléments consommant de l énergie /3 Mesure de la puissance d entrée /5 Calcul de la durée d autonomie du pousse seringue /4 Calcul du nombre d injections possibles en autonomie /3 1. Mise en situation L'efficacité de l'administration d'un médicament n'est pas seulement fonction de la quantité injectée mais aussi du mode d'injection. En effet, la répartition du produit perfusé dans l'organisme va se faire de façon totalement différente suivant que l'on effectue : - une injection unique ; - des injections répétées extemporanées (destinées à être administré immédiatement) ; - une perfusion continue. Dans certains cas, la quantité de produit administré par injection à un patient doit être fractionnée dans le temps. La prise en une seule injection du médicament ne permet pas de maintenir un effet optimum et constant de l'action thérapeutique. Au cours des premières minutes qui suivent une injection unique la concentration peut atteindre une valeur élevée, pouvant provoquer dans certains cas des incidents graves. C'est pourquoi on lui préfère la méthode des injections multiples à doses réduites, administrées en continu ou à intervalles de temps régulièrement espacés. Cependant l'injection à intervalles de temps régulièrement espacés présente les inconvénients suivants : - accroissement du nombre de manipulations et des risques d'erreurs ; - interventions plus fréquentes du personnel infirmier ; - augmentation des risques septiques ; - contraintes pour le patient. Page 1 sur 5

2 2. Cahier des charges Alimentation électrique : - Fonctionnement sur secteur et batterie.230 V ~ 50/60 Hz. - Batterie 6 V 1.1/1.3 Ah au plomb gélifié Autonomie : 7 h minimum à 5 ml/h. 3. Travail demandé 3.1. Recherche des éléments consommant de l énergie On donne une vue du pousse-seringue capot enlevé : Réducteur à engrenages Système visécrou Moteur électrique Carte de commande Transformateur Q1. Compléter la chaîne d énergie ci-dessous en indiquant le nom de l organe réalisant la fonction en dessous des blocs : Seringue pleine ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR ADAPTER TRANSMETTRE POUS SER..... Seringue vide Q2. Compléter la chaîne d énergie ci-dessus en donnant la nature de l énergie (mécanique de translation, mécanique de rotation ou électrique) qui circule entre les blocs : Page 2 sur 5

3 3.2. Mesure de la puissance d entée On se propose à présent de mesurer la puissance électrique consommée par les différents éléments du pousse seringue et ce, pour différents débits variant de 5 ml/min à 200 ml/min. Q3. Rappeler l expression de la puissance électrique, en précisant les grandeurs à mesurer ainsi que leurs unités : Q4. Indiquer le nom des appareils de mesure permettant de mesurer ces grandeurs, en précisant le type de branchement au circuit (parallèle ou série) : On donne une vue du montage expérimental : «Validation» Procédure de mise en route : Appuyer sur «on» Appuyer sur «validation» Appuyer sur «augmenter» jusqu à ce que l afficheur indiquer la valeur du débit désiré Appuyer sur «validation». «on» «Augmenter» Voltmètre Ampèremètre Page 3 sur 5

4 Q5. Proposer un protocole expérimental permettant de mesurer la puissance consommée par les différents éléments suivants : - La chaine d information (sans l afficheur), - L afficheur (seul), - La chaine d énergie (seule). Faire valider votre protocole par votre professeur. Q6. Effectuer les mesures, et renseigner les différentes valeurs ci-dessous : Système sous tension, moteur et afficheur désactivés : (Chaîne d information sans l afficheur) Système sous tension, afficheur activé et moteur désactivé : U info1 = U info2 = P info1 = P info2 = I info2 = I info2 = I tot = Système sous tension, moteur activé : (5 ml/min) U tot = P tot = Q7. Donner la relation entre P info1, P info2 et P afficheur (puissance consommée par l afficheur), puis calculer la valeur de P afficheur : Q8. Conclure en analysant l écart entre la consommation de l afficheur seul et la consommation de la chaine d information : Q9. Donner la relation entre P tot, P info2 et P ener (puissance consommée par la chaîne d énergie seule) : Q10. Compléter le tableau suivant pour les différents débits : Débit (ml/h) U tot (V) I tot (ma) P tot (W) P ener Ecart P ener par rapport à P tot Q11. Conclure en analysant l écart entre la consommation de la chaine d énergie pour ces différents débits et la consommation totale du pousse-seringue. D après vous, quel est le composant qui consomme le plus de puissance : Page 4 sur 5

5 3.3. Calcul de la durée de l autonomie du pousse seringue On se propose à présent de valider la durée de l autonomie définie dans le cahier des charges. Q12. Rappeler les valeurs de la capacité Q bat et de la tension U bat de la batterie du pousse seringue : Q13. En déduire l énergie W bat que peut stocker la batterie du pousse seringue : Q14. Exprimer t auto (la durée de l autonomie de la batterie) en fonction de W bat et de P tot. Q15. Compléter le tableau suivant pour différents débits Pour un débit de 5ml/h, le cahier des charges est-il respecté? Conclure sur les autres débits : Débit (ml/h) t auto (h mn ) 3.4. Calcul du nombre d injections possibles en autonomie On se propose à présent de calculer le nombre de seringues que l on pourrait perfuser, à vitesse maximale (200 ml/h) et minimale (5 ml/h) dans le cas d un blackout de longue durée. Q16. Connaissant le volume de la seringue (50 ml), calculer le temps mis pour réaliser une perfusion à une vitesse de 5 ml/h puis de 200 ml/h. En déduire le nombre de perfusion minimum et maximum Rappel: Q (m 3 /s) = V (m/s) x S (m 2 ) Le débit de la seringue est égal au produit de la vitesse de la seringue par sa section. Q17. Proposer un protocole expérimental permettant de valider les résultats trouvés à la question précédente, puis effectuer les mesures : Page 5 sur 5