Concours CPGE 2026 - Centrale-Supélec - Épreuve de Sciences Industrielles de l’Ingénieur - Filière TSI - Télésiège « Vologne Express »

Partie A — Caractéristiques du télésiège « Vologne Express »

Objectif : Afin de valider les exigences en termes de débit du télésiège afin que la montée soit suffisamment rapide tout en assurant la sécurité et le confort des passagers, il est nécessaire de vérifier certaines données techniques d'exploitation.

I — Validation de l'exigence de débit

Objectif : Valider les performances en débit de ce système pour l'objectif d'exploitation en hiver.

II — Étude de la transmission cinématique

Objectif : Déterminer le rapport de la chaîne cinématique reliant la vitesse de rotation du moteur et la vitesse de déplacement des nacelles fixées au câble, ainsi que la validation du comportement en configuration de secours avec l'alimentation par un moteur thermique diesel.

II.1 — Détermination du rapport de la chaîne cinématique

Première méthode : détermination « externe » par les valeurs mesurées en situation

Seconde méthode : détermination « interne » par l'analyse de la chaîne cinématique

II.2 — Configuration de secours

Partie B — Étude de l'exigence « gérer la sécurité et le confort des usagers »

Objectif : La motorisation actuellement implantée est une machine à courant continu (MCC) et il est envisagé qu'elle soit remplacée par un moteur asynchrone (MAS), technologie majoritaire dans les télésièges récents. Il est indispensable de connaître les niveaux de puissance nécessaires pour que ce télésiège soit à la fois efficace et sécurisé pour les usagers : le but de cette partie est d'estimer la valeur du coefficient de sécurité adopté pour le dimensionnement du moteur électrique pour atteindre les performances en débit horaire d'usagers.

Moteur et poulies

Câble et nacelles

Ensemble en mouvement

Puissance des actions mécaniques de pesanteur

Évaluation de la puissance moteur

Partie C — Étude de l'exigence « entraîner le câble et les nacelles entre les gares »

Objectif : Déterminer les paramètres des éléments constituant la boucle d'asservissement non corrigée en vitesse du télésiège (moteur, préactionneur et capteur) dans le cas de la motorisation par moteur à courant continu (MCC) actuellement implantée.

I — Estimation des grandeurs de la machine à courant continu en charge

Objectif : Estimer les valeurs des grandeurs associées au modèle de la machine à courant continu assurant la motorisation du télésiège en fonctionnement normal

I.1 — Mise en place du schéma-bloc

I.2 — Estimation des grandeurs du modèle par des mesures sur site

Estimation des valeurs de la résistance et de la constante de couplage

Estimation des valeurs du couple résistant équivalent et de l'inertie équivalente rapportée à l'axe moteur

II — Obtention de la vitesse angulaire depuis la mesure de position

Objectif : Étude du traitement numérique utilisé pour rendre exploitable le signal de mesure de la vitesse d'évolution des nacelles qui est très bruité.

III — Pilotage du moteur en phase de démarrage en charge maximale

Objectif : Pour envisager l'évolution de la technologie de la motorisation à courant continu (MCC) vers une motorisation asynchrone (MAS), analyser la capacité en courant et les possibilités de pilotage du variateur actuel, afin d'estimer certaines de ses valeurs caractéristiques et maîtriser les critères d'évolution.

III.1 — Détermination de la capacité en courant du variateur implanté

III.2 — Du variateur actuellement implanté à une nouvelle technologie de motorisation

Partie D — Étude de la sous-exigence « maintenir la vitesse des nacelles la plus régulière possible »

Objectif : Afin de répondre au mieux aux exigences, il est nécessaire d'asservir la vitesse de déplacement des nacelles par un choix et réglage approprié du correcteur.

Partie E — Synthèse

Objectif : Les étapes précédentes ont permis de déterminer les valeurs en termes de puissance, pilotage et asservissement du système actuellement implanté (MCC). Bien que très fiable, cette technologie ancienne pose des problèmes de maintenance et son remplacement par un moteur asynchrone (MAS) est envisagé : l'objet de cette partie est de justifier l'évolution technologique actuelle observée sur les remontées mécaniques et de choisir la référence adéquate d'un moteur asynchrone.