Étude de la production de vapeur au sein d’une distillerie

Description

Séquence pédagogique dans le cadre des enseignements concertés de sciences physiques et de sciences et technologiques industrielles en BTS FED (épreuves E41 et E42).

Intention pédagogique

La séquence proposée porte sur la production de vapeur de la cadre d’une distillerie. La production de la vapeur est réalisée grâce à une chaudière combinée (fioul-biogaz).

Il s’agit de réaliser un bilan masse-énergie théorique et de comparer ce bilan avec les relevés et données sur le site industriel.

Les savoirs de sciences physiques

Les différentes activités :

• Activité 1 : Analyse du contexte industriel

Cette activité est conduite en étude de dossier technique. Il s’agit de cerner les enjeux économiques, environnementaux, et technologiques (les différents moyens de production de vapeur) du site industriel, et l’architecture fonctionnelle et structurelle de la chaudière au sein du processus global industriel.

• Activité 2 : Analyse énergétique

L’activité se présente sous la forme de TD. Dans cette activité on vise à déterminer de manière théorique l’énergie nécessaire à la production de 6 tonnes de vapeur par heure.

• Activité 3 : Étude des équipements de sécurité, en particulier la régulation de niveau d’eau dans la chaudière.

Une modèle de connaissance est élaboré et un modèle mutiphysique est mis en œuvre afin de permettre la validation des performances.

• Activité 4 : Étude du pilotage de la puissance de la chaudière

Cette activité est menée en TP de simulation sous un logiciel multiphysique. Les modèles sont fournis il s’agit de vérifier les points de fonctionnement et de vérifier le pilotage (régulation du rapport air/carburant) de la chaudière en fonction des différentes perturbations et du débit de vapeur utile.