Mesure du voile de boue dans un clarificateur de traitement des eaux usées – 3 - Partie Sciences Physiques

Mesure du voile de boue dans un clarificateur de traitement des eaux usées – 3 - Partie Sciences Physiques.

Principe, Intention pédagogique   :

L’objectif principal de cette séquence est de proposer aux enseignants de SII une démarche liée à  la pédagogie de projet dans le but de donner du sens à leur enseignement respectif. Les élèves seront conseillés en mathématiques, physique-chimie,ETLV et en SII sur une problématique commune.

Cette activité a dans un premier temps été élaboré en BTS CIRA suite aux observations d’un étudiant sur son lieu de stage – elle a été aisément transposée en STI2D.
 

Contexte de l’étude :

La file eau dans le processus de traitement des eaux usées permet d’obtenir une eau de catégorie « qualité de baignade ». Ce processus se décompose en plusieurs étapes dont celle du clarificateur. Dans ce bassin on mesure en permanence la hauteur du voile de boue garantissant un bon fonctionnement de ce dernier.
La mesure du voile de boue joue un rôle fondamental dans l’économie et la bonne marche des stations d’épuration. La STS CIRA du lycée Jean Claude Fruteau a intégré dans son laboratoire la technologie utilisée par la station d’épuration du grand Prado de l’île de la Réunion – Une démarche similaire peut être proposée avec un capteur ultra sons plus élémentaire en STI2D lors des activités de projet.

Contenu de la ressource :

Il s’agit ici de valider les grandeurs physiques d’un capteur. Suite à une simulation sous l’applicatif gratuit « Tinkercad », l’activité permet aux élèves/étudiants de :

• Utiliser les conventions d’orientation permettant d’algébriser tensions et intensités électriques.
• Analyser les transferts d’énergie dans un circuit électrique
• Analyser le domaine de validité d’un modèle .
• Mesurer la puissance moyenne et l’énergie électrique transportée

La ressource se compose :

• d’ un sujet élève
•  d’un sujet professeur (avec la correction) .

Savoirs et Compétences en Sciences Physiques :

Savoirs :

• Lois fondamentales en électricité
• Puissance et énergie électriques.
• Comportement énergétique d’un dipôle.
• Loi d’Ohm. Effet Joule.

Compétences :

• Utiliser la loi d’hom, la loi des mailles
• Représenter une maille dans un circuit
• Déterminer la puissance et l’énergie dissipée dans un circuit
• Puissance et énergie électriques.
• Comportement énergétique d’un dipôle.
• Analyser les transferts d’énergie dans un circuit électrique, à partir du signe de la puissance et de la convention choisie.
• Calculer la puissance moyenne et l’énergie électrique mises en jeu sur une durée donnée dans le cas d’un récepteur et d’un générateur électrique.