EPI ECO QUARTIER UNITE...
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http://techno.chantemerle.free.fr Projet Eco quartier page 5
Situation : Après avoir défini l’implantation des bâtiments et l’aménagement de l’éco-quartier, il faut concevoir les unités d’habitation.
1. DESCRIPTION DU PAVILLON
1.1. Caractériser le besoin en terme de pièces (Cuisine, séjour, chambres, …)
Une maison individuelle avec 3 Chambres, 1 salle de bain, 1 WC, 1 séjour, 1 cuisine, 1
garage, au sein d’un Eco quartier.
1.2. Quelle devra être la surface habitable de la maison ?
La surface devra être entre 80 et 100m²
1.3. Quel type de maison doit être conçu ? (T1,T2, …)
Type T4 avec 4 pièces principales dont 3 chambres
2. ANALYSE FONCTIONNELLE
2.1. Compléter le graphe des interactions, ainsi que le tableau associé
2.2.Déterminer les fonctions de services du logement
2.3. Compléter le diagramme FAST ci-dessous :
Produire de l’énergie
électrique à partir du
soleil
Convertir les
photons en
électricité
Stocker l’énergie électrique
Fournir une tension
de 220 Volt
alternative
Panneaux photovoltaïques
Batteries électriques
Transformateur
Convertisseur DC/AC
Fonction de service Fonction technique Solution
MAISON
INDIVIDUELLE
Environnement
extérieur
Utilisateur
Réseau EDF
EAU
VENT SOLEIL
FP1
FC1
FC2
FC3
FC4 FC5
EPI ECO QUARTIER UNITE D’HABITATION
BESOIN
Fonction Caractérisation
FP1 Répondre aux besoins du client.
FC1 Fournir l’électricité provenant du réseau EDF.
FC2 Produire de l’énergie à partir du soleil
FC3
Produire de l’énergie électrique à partir du vent
FC4 Fournir l’eau
FC5 Résister à l’environnement
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Problématique : Comment déterminer les priorités des fonctions de services ?
Travail à faire : - Lire la lettre du directeur et l’exemple de Hiérarchisation des fonctions de services - Compléter la feuille de tableur avce les formules et graphiques nécessaires. - Envoyer le fichier de tableur-grapheur par mail au professeur.
EPI ECO QUARTIER UNITE D’HABITATION
HIERARCHISATION DES FONCTIONS
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Travail à faire : A l’aide des documents proposés, compléter le cahier des charges.
CAHIER DES CHARGES
FONCTION CRITERE NIVEAU
FP1 : Répondre aux
besoins du client
Dimension du terrain 10,50m x 15 m
Altitude < 1000 m
Nbre Cuisine 1
Nbre Séjour 1
Nbre garage 1
Nbre de chambre 3
Superficie minimum:
- Séjour + Cuisine
- Chambre 1
- Chambre 2
- Chambre 3
- Salle de bain + - WC
- Total surface habitable
- Garage
30 m2
10 m2
10 m2
10 m2
6 m2
Entre 80 et 100 m2
————————
18m² (6 x3m)
Hauteur des pièces 2,50 m
FC1 : Fournir l’électricité
provenant du réseau EDF
Tension du réseau EDF U = 230Volt alternatif
Fréquence = 50Hz
Nbre de prises électriques 27 PRISES
Nbre d’interrupteurs minimum 9
point d’éclairage 1 par pièce minimum (9)
Prise de communication 5 com
FC2 : Produire de l’énergie
à partir du soleil
Type de panneaux solaires Photovoltaïques et/ou Thermiques
Orientation Plein sud
FC3 : Produire de l’énergie
électrique à partir du vent
Type d’Eolienne Hélices verticales
FC4 : Fournir l’eau Mitigeur thermostatique
Chasse d’eau Double flux
Récupération de l’eau de pluie Cuve d’eau de pluie (3 jours
d’autonomie)
Chauffer l’eau Ballon accumulateur utilisant l’énergie
solaire
FC5 : Résister à
l’environnement
extérieur
Normes électriques NF C 15-100
Normes parasismiques Décret n°91-461 du 14 mai 1991
Diagnostic de Performance
Energétique
0 kWhgp/m²
EPI ECO QUARTIER UNITE D’HABITATION
CAHIER DES CHARGES
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DEV
OIR
A R
END
RE
PO
UR
LE
…../
….
Travail à réaliser : Formuler les hypothèses et recherches/calculs/ Expériences à réaliser pour les vérifier
Problèmes hypothèses et recherches/calculs/ Expériences
Comment produire de l’énergie à partir du soleil ou du vent ?
Comment conserver une température confortable et bonne qualité de l’air tout en limitant sa consommation ?
Quel choix d’éclairage effectuer ? DEL FLUOCOMPACT INCANDESCENTE HALOGENE
Comment choisir une installation efficace pour récupérer l’eau de pluie ?
Comment optimiser l’utilisation de la lumière naturelle dans le logement ?
Concevoir le plan de la maison Type T4 Dimensions du terrain : 10,5 m x 15m. Echelle : 2cm pour 1 mètre.
Composition :
3 chambres de 10m² minimum
1 Séjour + Cuisine de 30m² minimum (séparée ou non)
1 Salle de bain + WC de 6 m² minimum
1 garage de 18m² (6mx 3m) soit à l’échelle 12cm x 6cm.
La surface habitable (garage non compris) doit être comprise entre 80 et 100m²
Contraintes :
L’entrée sur le terrain ne peut se faire que sur la façade de 10,5m.
Pas d’ouvertures (porte ou fenêtre) possible sur les côtés de 15 m.
Pour optimiser le terrain, la maison doit être en R+1 (avec étage) il faudra donc rendre 2 plans : Rez de chaussée + étage.
Sur une feuille de format A4 (21x30cm) représentant le terrain, dessiner le plan d’une maison respectant le cahier des charges.
Légende à respecter
Porte de garage
Fenêtre double :
Porte :
EPI ECO QUARTIER UNITE D’HABITATION
AVANT PROJET
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Problème principal : Comment optimiser l’utilisation de la lumière naturelle dans le logement ?
Travail à faire : Résoudre les problèmes proposés et rédiger un compte rendu de vos travaux. L’ensemble des démarches (montages, graphiques, calculs, recherches…) réalisées doit apparaitre sur le compte rendu, ne pas hésiter à réaliser des croquis légendés.
Sous problèmes : OUVERTURE/ FERMETURE AUTOMATIQUE DES VOLETS : 1. Prouver qu’il est possible de centraliser l’ouverture et la fermeture des volets. (une commande d’ouverture et une commande de fermeture pour tous les volets) 2. Prouver qu’il est possible de commander l’ouverture et la fermeture des volets en fonction de la lumière du jour.
Sous problèmes : Ne pas consommer de l’énergie inutilement. 3. Déterminer le problème de cette situation et proposerune solution.
4. Prouver qu’il est possible d’allumer la lumière pendant 5 secondes aprèsun appui sur le bouton poussoir et lorsque la luminosité est faible (seuil 150).
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CHOIX DE SOLUTIONS : Optimiser la lumière naturelle
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Problème principal : Quel choix d’éclairage effectuer ? DEL ? FLUOCOMPACT ? INCANDESCENTE ? HALOGENE ?
Travail à faire : Résoudre les problèmes proposés et rédiger un compte rendu de vos travaux. L’ensemble des démarches (montages, graphiques, calculs, recherches…) réalisées doit apparaitre sur le compte rendu, ne pas hésiter à réaliser des croquis légendés.
1. Prouver l’hypothèse suivante : la lampe LED serait la lampe la plus économique et la plus lumineuse, il est donc nécessaire de comparer 3 grandeurs :
L’énergie électriqueconsommée pour l’année (expérimentale) La luminositéémise (expérimentale) La durée de vie (recherches)
On admettra que la lampe est allumée 8h
Problèmes secondaires : 2. Réaliser le câblage permettant de commander un point d’éclairage depuis 2 points d’allumage distinct (exemple d’un escalier) Sous problèmes : Ne pas consommer de l’énergie inutilement.
3. Déterminer le problème de cette situation et trouver une solution.
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CHOIX DE SOLUTIONS : Quel choix d’éclairage effectuer ?
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Problème principal : Comment produire de l’énergie à partir du soleil ?
Travail à faire : Résoudre les problèmes proposés et rédiger un compte rendu de vos travaux. L’ensemble des démarches (montages, graphiques, calculs, recherches…) réalisées doit apparaitre sur le compte rendu, ne pas hésiter à réaliser des croquis légendés.
1. Prouver qu’il est possible de produire de l’énergie électrique avec le matériel à disposition. (expérimentale)
2. Montrer l’influence de l’orientation du panneau par rapport à la production d’énergie ? (expérimentale + graphique)
3. Quel est la limite du système réalisé ? Comment assurer un apport en énergie permanent ? Mettre en place et tester votre solution.
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CHOIX DE SOLUTIONS : Comment produire de l’énergie à partir du soleil ?
4. Décrire le principe du fonctionnement d’une installation photovoltaïque raccordée au réseau ou isolée (croquis légendé).
5. Comment
produire de l’eau
chaude grâce au
soleil ?
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Problème principal : Comment produire de l’énergie à partir du vent ?
Travail à faire : Résoudre les problèmes proposés et rédiger un compte rendu de vos travaux. L’ensemble des démarches (montages, graphiques, calculs, recherches…) réalisées doit apparaitre sur le compte rendu, ne pas hésiter à réaliser des croquis légendés.
1. Prouver qu’il est possible de produire de l’énergie électriqueavec le matériel à disposition. (expérimentale + croquis)
2. Montrer l’influence de la production d’énergie en fonction de la forme utilisée et de la vitesse du vent.
3. Quel est la limite du système réalisé ? Comment assurer un apport en énergie permanent ? Mettre en place et tester votre solution.
4. Décrire le principe du fonctionnement d’une installation éolienne (croquis légendé).
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CHOIX DE SOLUTIONS : Comment produire de l’énergie à partir du vent ?
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Problème principal : Comment conserver une température confortable et une bonne qualité de l’air tout en limitant sa consommation d’énergie ?
Travail à faire : Résoudre les problèmes proposés et rédiger un compte rendu de vos travaux. L’ensemble des démarches (montages, graphiques, calculs, recherches…) réalisées doit apparaitre sur le compte rendu, ne pas hésiter à réaliser des croquis légendés.
1. Prouver qu’il est nécessaire d’isoler un bâtiment (graphique) et choisir l’isolant à utiliser (Fiche ressource Expérience 5ème)
2. Identifier les surfaces à couvrir, calculer la quantité d’isolant nécessaire pour une habitation et le prix
3.Comment renouveler l’air sans refroidir le logement ? (Vidéo à consulter sur le site)
4. Comment maintenir une température intérieure constante ?Animation à consulter
5. Conclusion :
Comment conserver une température confortable et une bonne qualité de l’air tout en limitant sa
consommation d’énergie ? Justifier votre réponse
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CHOIX DE SOLUTIONS : Maintien température et qualité de l’air
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Problème principal : Comment choisir une installation efficace pour récupérer l’eau de pluie ?
Travail à faire : Résoudre les problèmes proposés et rédiger un compte rendu de vos travaux. L’ensemble des démarches (montages, graphiques, calculs, recherches…) réalisées doit apparaitre sur le compte rendu, ne pas hésiter à réaliser des croquis légendés.
1.Comment réaliser une installation pour récupérer l’eau de pluie ? (Recherche + croquis légendé)
2. Calculer la quantité moyenne annuelle d’eau de pluie (cumul des précipitations) de 2007 à 2017 sur la commune de Congis sur Thérouane. (Relevé, Graphique, Calculs)
3. Déterminer la quantité d’eau de pluie possible à récupérer par l’habitation proposée.
4. Quels sont les usages possibles de cette eau de pluie récupérée, quel en est le pourcentage ?(Vidéos) La famille est constituée de 4 personnes, chacun consomme environ 140 litres d’eau par jour, déterminer la dimension et choisir la citerne à installer pour une autonomie de 3 jours.
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CHOIX DE SOLUTIONS : Récupération d’eau de pluie