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ORDRE DES INGÉNIEURS DU QUÉBECSESSION DE MAI 2015

Toute documentation permise

Calculatrices non programmables : modèles autorisés seulement.Durée de l’examen : 3 heures

14-CI-A3Génie de l'environnement

QUESTION 1 ÉNERGIE REQUISE POUR LE CHAUFFAGE DES HABITATIONS (10POINTS)

Sachant que : 

L’énergie contenue dans 1 000 m3 de mazout (fioul ou huile à chauffage) est de 38,5 x1012 joules (38,5 Térajoules)

  L’efficacité des appareils de chauffage au mazout est de l’ordre de 80 %  1 watt = 1 joule/s  Un kW-heure = 1000 joules/s pendant une heure (soit pendant 3600 secondes)  La température extérieure est égale ou inférieure à –  15oC, 2 heures par jour durant

les 31 jours du froid mois de janvier  Le mazout coûte actuellement 1 $ le litre  Hydro-Québec offre à ses clients le choix de payer l’électricité selon l’une des deux

grilles tarifaires suivantes :

 

Le tarif domestique D soit :i)

 

5,57 ¢ le kW-h pour les premiers 30 kW-h de chaque jour. On suppose quela consommation journalière excède toujours 30 kW-h.

ii)  + 8,26 ¢ pour les autres kW-hiii)

 

À ces coûts journaliers fixes, il faut ajouter une redevance journalière de40,64 ¢

iv)  On ajoute ensuite les taxes de vente fédérale et provinciale de 5 % et 9,975% chacune étant calculée sur le même total précédent.

  Le tarif de la bi-énergie DT :i)  Les kW-h consommés lorsque la température est plus chaude que -

15o

C sont facturés au prix de 4,6 ¢ le kW-h tandis que les kW-h utilisés àtempérature égale ou plus froide que –  15oC sont facturés au taux de 23,60¢ le kW-h.

ii)  À ces coûts il faut ajouter aussi comme dans le cas précédent uneredevance de 40,64 ¢ par jour. Les deux taxes de vente sont ajoutéescomme précédemment.

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On vous demande de faire une première analyse du coût du chauffage d’une habitation enutilisant pour fin de comparaison les 31 jours du mois de janvier au cours duquel vousconsommez 100 kW-h journellement pour le chauffage exclusivement.a)

 

Combien de litres de mazout faudrait-il pour satisfaire cette demande du mois de janvierde 100 kw-h par jour ? (2 points)

 b) 

Au prix de 1,00 $ le litre à combien s’élèverait la facture de mazout si aucune autre sourced’énergie n’était utilisée ? (2 points)c)  Quel serait le coût total d’énergie si vous utilisiez exclusivement l’électricité et décidiez

de la payer au tarif domestique D ? (2 points)d)  Quel serait le coût total d’énergie si vous décidiez de payer l’électricité au tarif de la bi-

énergie et qu’ainsi vous étiez obligés d’utiliser le mazout lorsque la température est égaleou inférieure à –  15oC (2 points)

e)  Vos deux voisins ne partagent pas votre enthousiasme pour la bi-énergie. Avez-vous desexplications qui pourraient justifier leur position différente de la vôtre ? (1point)

f) 

Si vous aviez le choix, installeriez-vous la bi-énergie chez-vous ? Expliquez votreréponse en montrant, le cas échéant, les avantages que vous en tireriez (1point)

QUESTION 2 ANALYSES CHIMIQUES ET UNITÉS DE MESURE (5 POINTS)

Le tableau ci-dessous présente résultats d’analyse chimiques d’un échantillon d’eau. Remplissezles cases vides avec les concentrations dans les unités manquantes

Élément mole/L meq/L mg/L(CaCO3) mg/L

 Na+ 10-

Fe

+

9,3HCO3-  122

SO4- 32

OCl- 5 x 10-

QUESTION 3 DBO5 et DCO (3 POINTS)

Vous avez préparé au laboratoire plusieurs dilutions d’une même eau usée industrielle en vued’en mesurer la DBO5 et la DCO. Sachant qu’une plus grande dilution implique une plus petite

quantité d’eau usée par unité de volume (par exemple 1 mL d’eau usée dans le volume d’eaud’une bouteille de DBO(≈303 mL) est une plus grande dilution que 2 mL dans un mêmevolume), comment pouvez-vous expliquer les résultats suivants : la DBO5 croît avec la dilutionalors que la mesure de DCO reste constante ?

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QUESTION 4 OXYGÈNE DISSOUT ET DBO (2 POINTS)

À l’aide de vos solides connaissances scientifiques :a)  Estimez la concentration d’oxygène dissout dans l’eau du centre du fleuve Saint-Laurent à

la hauteur de Montréal. Pour cette estimation vous devez présenter les connaissances(chimiques, physiques et autres) sur lesquelles vous vous appuyez.(1 point) b)  Si vous croyez qu’il y a de l’oxygène dissout dans l’eau du Saint Laurent quand, où et à

quelles conditions pourrait-il ne plus y en avoir ? (0,5 point)c)  Si vous croyez qu’il n’y a que quelques mg/L d’oxygène dissous , quand, où et à quelles

conditions pourrait-il y en avoir 15 ou 20 mg/L si toutefois cette échéance est possible ?(0,5 point)

GOOD LUCK14 avril 2015