Étude du pilotage d’une station d’épuration

Description

Séquence pédagogique dans le cadre des enseignements technologiques et professionnels du nouveau référentiel de certification du BTS CIRA. La séquence proposée porte sur le traitement des effluents d’une station d’épuration.

La séquence pourra se faire en concertation et s’articuler avec les enseignements de sciences physiques appliquées, en particulier sur les propriétés physiques des eaux usées et des sortants de la station (eau, gaz, rejets solides).

Intention pédagogique

• Découverte du contexte industriel et de ses différents enjeux :
  • Site industriel : station d’épuration du Grand Prado à la Réunion.
  • L’eau un enjeu majeur pour la santé et l’environnement.
  • Analyse du contexte environnemental, technique et économique.
  • Nature et caractérisation des intrants et des exigences sur les propriétés des effluents de sortants.
  • Analyse de l’architecture fonctionnelle et structurelle de la station.
• Valorisation des sortants.
  • Cette activité doit être menée en concertation avec le professeur de sciences physiques, en particulier sur les notions relatives au pH.
• Etude de la régulation de PH :
  • Transfert vers le laboratoire du BTS CIRA : conduite sur un système, modélisation et régulation du pH.
• Activité d’évaluation sur une régulation en mode direct :
  • Activités d’évaluation sous forme de TD et sous forme de mise en œuvre d’une simulation ou d’exploitation des résultats d’une modélisation multiphysique d’une grandeur en lien avec la station d’épuration

Savoirs : S5

• Notions et Contenu : Boucle fermée et optimisation de réglage
  • Optimisation de réglage : Capacités exigibles
    • Mettre en œuvre une démarche expérimentale permettant l’évaluation ou l’adaptation des actions d’un correcteur
    • Établir les liens entre les critères de performances et les actions de réglage. Proposer une solution d’optimisation
    • Caractériser les marges de stabilité par l’étude de la réponse fréquentielle de la fonction de transfert en boucle ouverte en utilisant l’abaque de Black
  • Boucle fermée : Capacités exigibles
    • Concevoir une boucle de contrôle-régulation en fonction du cahier des charges.
    • Analyser une boucle de contrôle-régulation en fonction du cahier des charges.
    • Établir la fonction de transfert en boucle fermée connaissant le correcteur choisi et la fonction de transfert en boucle ouverte du système
    • Définir le choix d’un correcteur associé à un modèle d’un système et à une réponse souhaitée.
    • Établir la fonction de transfert du correcteur connaissant les fonctions de transfert en boucles ouverte et fermée
    • Énoncer le compromis des critères de performances (stabilité, précision et rapidité)
    • Estimer la performance des systèmes bouclés par une analyse de la réponse temporelle suite à une sollicitation.
    • Mettre en œuvre un protocole expérimental permettant d’évaluer les critères de performance