MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIES RENOUVELABLES

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1 Ne rien inscrire Ne rien inscrire Académie : ession : Examen : érie : pécialité/option : Repère de l épreuve : Epreuve/sous épreuve : NOM : (en majuscule, suivi s il y a lieu, du nom d épouse) Prénoms : N du candidat : Né(e) le : (le numéro est celui qui figure sur la convocation ou la liste d appel) Note : Appréciation du correcteur : Il est interdit aux candidats de signer leur composition ou d'y mettre un signe quelconque pouvant indiquer sa provenance. MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE EPREUVE E : PREPARATION D UNE INTERVENTION EION 04 MAION INDIVIDUELLE DAN LE MAINE ET LOIRE NE RIEN ÉCRIR E DAN CETTE PARTI E NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE CALCULATRICE AUTORIEE AUCUN DOCUMENT AUTORIE DUREE CONEILLEE BAREME GENERAL PARTIE : «ANALYE DU BATI» h00 /40 PARTIE : «ETUDE DE OLUTION TECHNIQUE» h00 /0 PARTIE 3 : «PREPARATION DE LA MIE EN ŒUVRE» h00 /40 TOTAL : 4 HEURE 00 pts MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE Code : Facultatif ession : 04 UJET EPREUVE E Durée : 4 H Coefficient : 4 Page / 3

2 NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE PARTIE : «ANALYE DU BATI» Dans le cadre de la construction d une maison individuelle situé dans le Maine et Loire (49), votre entreprise doit intervenir sur les lots sanitairechauffage et électricité. Cette maison se situe à 70 m d altitude. L architecte ainsi que le constructeur, en accord avec le client, ont déjà choisi les matériaux qu ils désirent mettre en place dans la maison. Vos objectifs en qualité de spécialiste thermique, seront de déterminer et de localiser les déperditions thermiques. Vous devrez ensuite proposer des solutions d améliorations. L étude se limitera à la pièce principale salonséjour. Question.: Calculer le coefficient de transmission thermique des murs extérieurs du salon séjour. N Nature e (m) λ (W/m.K) R (m².k/w) Enduit extérieur N Nature e (m) λ (W/m.K) R (m².k/w) Carrelage Entrevous 6 alvéoles 3 Isolant 4 Chappe 5 Rsi Rse total Résistances superficielles pour les deux flux Résistance thermique totale = Coef. U du plancher = Agglo Question.3: (Bloc creux en béton de granulats courants à 6 alvéoles) 0.0 A l'aide de la règle ThU, à votre disposition, calculer les coefficients de transmission surfaciques des parois vitrées. 3 Placomur th 38 PV FENETRE: Résistances superficielles Rsi Rse N Composition Ug vitrage W/(m².K) Uw fenêtre W/(m².K) Résistance thermique totale = Coef. U du mur = Lame d'air mm Question.: Calculer le coefficient de transmission thermique du plancher du salon séjour. Remplissage 85 % argon 3 Emissivité Avec soubassement MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE UJET ession : 04 Epreuve : E Page / 3

3 NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE PORTE FENETRE: Question.5: N Composition Ug vitrage W/(m².K) Uw fenêtre W/(m².K) En sachant que les déperditions linéiques sont égales à 475 W et que les déperditions par le plafond sont de 40 W, calculer les déperditions totales du salon séjour. Lame d'air mm Remplissage 85 % argon 3 Emissivité 0.35 Parois urface en m² Coeff. de transmission U W/(m².K) Facteur de réduction de Température bu ΔT Déperditions En Watt 4 Avec soubassement Question.4: (Les questions.4 à.6 ne portent que sur le salon et le séjour.) Calculer les déperditions par ventilation avec la solution de base (VMC simple flux). Déperditions par la ventilation = 0.34 x Vi x ΔT. avec Vi =débit d air entrant dans l espace chauffé. Déperditions par les infiltrations (calcul) = Murs extérieurs 35 Fenêtres.5 Portefenêtre 9.03 Plancher 43,3 Plafond 40 Déperditions linéiques 475 Déperditions par les infiltrations (résultat) = Déperditions par entrée d air (calcul) = Déperditions par entrée d air (résultat) = Déperditions par renouvèlement d'air Déperditions TOTALE du salon séjour Question.6: D après l analyse des résultats de votre étude, proposer trois solutions à votre client pour diminuer les déperditions de son projet de maison individuelle. olutions apportées : Déperditions totales par renouvèlement d air = MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE UJET ession : 04 Epreuve : E Page 3 / 3

4 NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE PARTIE : «ETUDE DE OLUTION TECHNIQUE» I LA PRODUCTION D EAU CHAUDE DU PAVILLON Le pavillon n étant pas équipé de chaudière traditionnelle, la production d eau chaude sanitaire sera donc obligatoirement obtenue par un système de chauffeeau indépendant. Vous devez permettre au client d être convaincu du choix technique que vous lui proposez. Pour ce faire, vous allez comparer trois types de production d eau chaude sanitaire : Le chauffeeau tout électrique, Le chauffeeau thermodynamique, Le chauffeeau solaire. Pour rappel, le pavillon sera habité par une famille de cinq personnes. La consommation moyenne journalière par personne est de 50l..: Besoin en eau chaude sanitaire. Question..: Donner la quantité d eau journalière minimale, qui devra être produite pour l utilisation des habitants du pavillon. Détail des calculs et résultats : Question..: Afin d avoir une marge de sécurité, le volume d EC sera porté à 70 litres. Cette quantité sera celle de référence pour tous les calculs à venir. Rappel : le coefficient thermique massique de l eau est : Cm = 485 J.kg.K Calculer l énergie nécessaire pour produire 70 litres d eau chaude, sachant que la température de l eau avant le début de chauffe est de 0 C, et que nous souhaitons obtenir une eau chaude à 5 C. Formule : W joule =V.Cm.(Δ ) avec Δ f i W joule = W KWh = MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE UJET ession : 04 Epreuve : E Page 4 / 3

5 NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE. Chauffeeau électrique. Question..: Donner le principe de fonctionnement d un chauffeeau électrique..3: Chauffeeau thermodynamique. En vous appuyant sur les informations du chauffeeau thermodynamique Odyssée (3 508), répondre aux questions suivantes : Question.3.: Enoncer le principe de fonctionnement d un tel système. Employer des termes techniques autant que possible, et utiliser des phrases courtes mais concises. Question..: Quelle est la quantité d énergie absorbée par le chauffeeau afin de chauffer la totalité du volume d eau? Les pertes dans le chauffe eau sont estimées à KWh. Réponse : Justification : Question.3.: Quel type d énergie permet de faire fonctionner le chauffeeau thermodynamique? Question..3: En admettant que le kwh coûte 0,086 Euro, en tarif heures creuses, calculer le coût d un an de consommation. On considère qu en moyenne, seuls, les /3 de l eau à 5 C sont vidés chaque jour. Question.3.3: Calculer la valeur moyenne de l énergie absorbée par le chauffeeau thermodynamique sans appoint électrique, dans les conditions de la documentation technique. Le calcul sera effectué pour chauffer en moyenne les /3 du volume total chaque jour, puis pour un an de fonctionnement. Energie moyenne pour jour : Energie moyenne sur an : MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE UJET ession : 04 Epreuve : E Page 5 / 3

6 NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE Question.3.4: Déterminer le coût de la consommation annuelle de la production d eau chaude sanitaire, pour le chauffeeau thermodynamique. Question.4.3: L eau glycolée du circuit primaire (panneau solaire) est transportée, grâce à un circulateur qui absorbe 54 Watts (circulateur compris dans le kit DKP 68). Calculer l énergie consommée par ce récepteur pour un an, à raison de 6 heures de fonctionnement par jour, un jour sur deux..4 : Chauffeeau solaire individuel (CEI) Un autre moyen de produire de l eau chaude sanitaire est la mise en œuvre de panneaux solaires thermique en toiture. Question.4.: Enoncer le principe de fonctionnement d un tel système. Question.4.4: D après l étude Tecsol réalisée, rechercher les informations suivantes : Inclinaison réelle : Orientation : Température EC : Capteur : Question.4.: Pour optimiser l efficacité des panneaux solaires, quelle doit être l orientation de la toiture et quelle «fourchette» d inclinaison sont les plus favorables? Question.4.5: Calculer l énergie que devra fournir la résistance électrique du CEI sur une année de fonctionnement, sachant que le besoin annuel est de 3358 KWh, et l apport des capteurs solaires est de 405 KWh. Orientation : Inclinaison des panneaux : W électrique : MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE UJET ession : 04 Epreuve : E Page 6 / 3

7 NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE Question.4.6: Calculer le montant total de la consommation électrique annuelle du CEI. On considère : le cycle de chauffe se fera en Heures Creuses, le tarif EDF est de 0,086 /KWh, le circulateur fonctionnera en heures pleines, le tarif EDF est de 0,5 /kwh, l énergie annuelle consommée par le circulateur de 59 KWh. Détails des calculs et résultats :.5: Bilan énergétique et choix du système de production d EC. Question.5: Au regard de l étude des trois systèmes de chauffeeau effectuée, déterminer la solution la plus économe en énergie électrique. Choix et justification : MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE UJET ession : 04 Epreuve : E Page 7 / 3

8 Pression (Bar) NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE.6: Le chauffeeau thermodynamique. Question.6.: Renseigner les cinq cases vides en indiquant le nom des éléments constituants le chauffe eau. Question.6.3: Donner les pressions de fonctionnement du groupe thermodynamique en vous aidant du diagramme enthalpique. Haute pression : Basse pression : Question.6.4: ur le cycle du diagramme enthalpique cidessous, positionner les 4 zones de fonctionnement suivantes : la compression, la détente, l évaporation et la condensation. Question.6.: Quel fluide frigorigène est présent dans le chauffe eau thermodynamique Atlantic 3508, en quelle quantité et de quelle famille faitil parti? Type de fluide frigorigène : Quantité : Famille : CFC HCFH HFC MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE UJET ession : 04 Epreuve : E Page 8 / 3

9 NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE LE CHAUFFAGE PAR POMPE A CHALEUR. Dans cette partie on vous demande de choisir et justifier les réglages de certains organes de protection électrique de la pompe à chaleur. La protection des biens et des personnes doit être assurée..7: Pompe à chaleur. Question.7.: Préparation de l'installation de la PAC Détermination de la protection principale : En tenant compte du document technique et du schéma électrique de la PAC, choisir les éléments du disjoncteur différentiel assurant la protection de la PAC PH. Repère Désignation Fonction FT FF6 K PAC PH. Calibre ou sensibilité Référence T Disjoncteur C Bloc différentiel b) Principe de fonctionnement de la PAC.. Décrire succinctement le principe de fonctionnement d une pompe à chaleur aireau. Question.7.: Etude de la PAC a) Rôle des composants électriques de la PAC : ur le schéma de la PAC, repérer les éléments suivants et compléter le tableau : MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE UJET ession : 04 Epreuve : E Page 9 / 3

10 NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE.8: Installation Photovoltaïque. Le client souhaite investir dans l énergie photovoltaïque. Vous lui proposez l installation d un kit composé de 3 modules de 30W et un onduleur pour injection sur le réseau EDF. Question.8.: Evaluation de la production annuelle a) Le pavillon étant situé à Angers dans le Maine et Loire (zone ), donner le taux d ensoleillement en kwh/kwc pour cette zone géographique. Le contrat stipule que la totalité de l énergie produite sera vendue à EDF. Vous devez : Calculer le cout total pose comprise. Evaluer la production annuelle de l installation. Donner le temps de retour sur investissement. Proposer le lieu d implantation des panneaux. Etablir le planning des opérations sur le chantier de construction du pavillon. Question.8.: Calcul du coût TTC pose comprise b) Donner le coefficient de pertes pour une installation sur le toit avec une pente de 50, et une exposition UD/OUET. On considère que la pose nécessitera la présence de deux techniciens durant la pose sur les parties hautes pendant heures (jour et demi), plus deux journées avec un seul technicien pour les raccordements divers, essais et nettoyage du chantier. Chaque heure de travail est facturée 50 Euros TTC. Les journées ne pourront pas excéder 8 heures de travail. Donner le cout de l installation en considérant le prix du kit, la main d œuvre et des petites fournitures. c) Calculer la production totale annuelle avec la puissance du kit proposé. Main d œuvre TTC : Prix du Kit : Petites fournitures : 50 Euros TTC. d) Calculer la production annuelle en prenant en compte le rendement européen de l onduleur X300. Cout total TTC : MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE UJET ession : 04 Epreuve : E Page 0 / 3

11 NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE Question.8.3: chéma unifilaire de l installation avec un seul string : On estime à 4000 Euros l installation TTC, et à 800 kwh l énergie produite par an. Le tarif de revente à EDF est considéré à 0.40 Euro TTC. Déterminer le temps de retour sur investissement en années, mois et jours pour cette installation. Justifications, bases de calcul Détails des calculs Résultat à 0 3 près en années Résultat en années, mois, jours Question.8.4: Proposer le câblage de l installation étudiée et compléter le tableau suivant en indiquant le nom et le rôle des différents composants. Equipement. chéma de câblage de l installation Nom et rôle A A C B = A Vers tableau abonné C B A ~ MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE UJET ession : 04 Epreuve : E Page / 3

12 NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE PARTIE 3 : «PREPARATION DE LA MIE EN ŒUVRE» Vous devez participer à la préparation logistique, humaine et matérielle, en amont des travaux sur le chantier, pour tous les systèmes énergétiques proposés. Vos tâches sont orientées dans le domaine de l organisation et de la planification. Question 3..3: En cas de coupure du réseau d alimentation, le client pourra til utiliser l électricité qu il produit pour alimenter sa maison? 3.: Préparation de l installation du chauffeeau thermodynamique. Question 3.: Proposer la pièce et l endroit qui vous semble le plus judicieux pour l installation du Chauffe eau thermodynamique. Question 3..4: En dehors des supports de panneaux, des panneaux eux même et de l onduleur, proposer 5 autres produits/ matériel, que vous devrez installer. Proposition : Explications : 3.: Préparation de l installation solaire photovoltaïque. Question 3..: Quelles sont les démarches administratives obligatoires que vous devez engager tout de suite après que votre client ai signé le bon de commande pour l installation du système solaire photovoltaïque. 3.3: Préparation de l installation de la pompe à chaleur. Question 3.3: Le groupe extérieur étant très éloigné de la partie intérieure, vous devez compléter la charge en fluide frigorigène en tenant compte de la longueur des tuyaux. Quels sont les documents qui doivent être en votre possession, en matière de fluide frigorigène, dans l éventualité d un contrôle d un surveillant de sécurité? Question 3..: Avec quel organisme devezvous prendre rendezvous pour vérifier que l installation photovoltaïque répond aux exigences de la NF C 57? MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE UJET ession : 04 Epreuve : E Page / 3

13 NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE NE RIEN ÉCRIRE DAN CETTE PARTIE 3.4: Préparation de l installation de la VMC double flux. Question 3.4: Quelles sont les étapes de l installation d une VMC double flux? emaines Terrassement Réseaux EP EU Fondations Elévations Dalle Charpente toiture Menuiseries ext. Isolation/cloisons Peintures Chapes/sols Tapisseries Electricité Plomberie/ sanitaires 3.5: Préparation du planning d intervention. PAC PV : Demande travaux Question 3.5: Hachurer les périodes d intervention et de préparation de chantier pour les quatre systèmes à installer : PV : Demande de raccordement EDF PV : Commande matériel Le chauffe eau thermodynamique. (CET) PV : début de Pose possible La VMC double Flux (VMC) PV : demande de subvention CR La pompe à chaleur (PAC) VMC Le système photovoltaïque. (PV) CET Précisions à prendre en compte : HE : hors d eau HA : hors d air F : finitions tous corps de métier Remise des clefs Etat construction H E H A F Le document le plus long à obtenir s obtient en mois. MENTION COMPLEMENTAIRE TECHNICIEN EN ENERGIE RENOUVELABLE UJET ession : 04 Epreuve : E Page 3 / 3