EPI ECO QUARTIER UNITE D’HAITATIONtechno.chantemerle.free.fr/.../Ecoquartier_eleve_unite_habitation.pdf · quartier, il faut concevoir les unités d’habitation. 1. DESCRIPTION

http://techno.chantemerle.free.fr Projet Eco quartier page 5

Situation : Après avoir défini l’implantation des bâtiments et l’aménagement de l’éco-quartier, il faut concevoir les unités d’habitation.

1. DESCRIPTION DU PAVILLON

1.1. Caractériser le besoin en terme de pièces (Cuisine, séjour, chambres, …)

Une maison individuelle avec 3 Chambres, 1 salle de bain, 1 WC, 1 séjour, 1 cuisine, 1

garage, au sein d’un Eco quartier.

1.2. Quelle devra être la surface habitable de la maison ?

La surface devra être entre 80 et 100m²

1.3. Quel type de maison doit être conçu ? (T1,T2, …)

Type T4 avec 4 pièces principales dont 3 chambres

2. ANALYSE FONCTIONNELLE

2.1. Compléter le graphe des interactions, ainsi que le tableau associé

2.2.Déterminer les fonctions de services du logement

2.3. Compléter le diagramme FAST ci-dessous :

Produire de l’énergie

électrique à partir du

soleil

Convertir les

photons en

électricité

Stocker l’énergie électrique

Fournir une tension

de 220 Volt

alternative

Panneaux photovoltaïques

Batteries électriques

Transformateur

Convertisseur DC/AC

Fonction de service Fonction technique Solution

MAISON

INDIVIDUELLE

Environnement

extérieur

Utilisateur

Réseau EDF

EAU

VENT SOLEIL

FP1

FC1

FC2

FC3

FC4 FC5

EPI ECO QUARTIER UNITE D’HABITATION

BESOIN

Fonction Caractérisation

FP1 Répondre aux besoins du client.

FC1 Fournir l’électricité provenant du réseau EDF.

FC2 Produire de l’énergie à partir du soleil

FC3

Produire de l’énergie électrique à partir du vent

FC4 Fournir l’eau

FC5 Résister à l’environnement

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Problématique : Comment déterminer les priorités des fonctions de services ?

Travail à faire : - Lire la lettre du directeur et l’exemple de Hiérarchisation des fonctions de services - Compléter la feuille de tableur avce les formules et graphiques nécessaires. - Envoyer le fichier de tableur-grapheur par mail au professeur.


HIERARCHISATION DES FONCTIONS



Travail à faire : A l’aide des documents proposés, compléter le cahier des charges.

CAHIER DES CHARGES

FONCTION CRITERE NIVEAU

FP1 : Répondre aux

besoins du client

Dimension du terrain 10,50m x 15 m

Altitude < 1000 m

Nbre Cuisine 1

Nbre Séjour 1

Nbre garage 1

Nbre de chambre 3

Superficie minimum:

- Séjour + Cuisine

- Chambre 1

- Chambre 2

- Chambre 3

- Salle de bain + - WC

- Total surface habitable

- Garage

30 m2

10 m2

10 m2

10 m2

6 m2

Entre 80 et 100 m2

————————

18m² (6 x3m)

Hauteur des pièces 2,50 m

FC1 : Fournir l’électricité

provenant du réseau EDF

Tension du réseau EDF U = 230Volt alternatif

Fréquence = 50Hz

Nbre de prises électriques 27 PRISES

Nbre d’interrupteurs minimum 9

point d’éclairage 1 par pièce minimum (9)

Prise de communication 5 com

FC2 : Produire de l’énergie

à partir du soleil

Type de panneaux solaires Photovoltaïques et/ou Thermiques

Orientation Plein sud

FC3 : Produire de l’énergie

électrique à partir du vent

Type d’Eolienne Hélices verticales

FC4 : Fournir l’eau Mitigeur thermostatique

Chasse d’eau Double flux

Récupération de l’eau de pluie Cuve d’eau de pluie (3 jours

d’autonomie)

Chauffer l’eau Ballon accumulateur utilisant l’énergie

solaire

FC5 : Résister à

l’environnement

extérieur

Normes électriques NF C 15-100

Normes parasismiques Décret n°91-461 du 14 mai 1991

Diagnostic de Performance

Energétique

0 kWhgp/m²


CAHIER DES CHARGES



DEV

OIR

A R

END

RE

PO

UR

LE

…../

….

Travail à réaliser : Formuler les hypothèses et recherches/calculs/ Expériences à réaliser pour les vérifier

Problèmes hypothèses et recherches/calculs/ Expériences

Comment produire de l’énergie à partir du soleil ou du vent ?

Comment conserver une température confortable et bonne qualité de l’air tout en limitant sa consommation ?

Quel choix d’éclairage effectuer ? DEL FLUOCOMPACT INCANDESCENTE HALOGENE

Comment choisir une installation efficace pour récupérer l’eau de pluie ?

Comment optimiser l’utilisation de la lumière naturelle dans le logement ?

Concevoir le plan de la maison Type T4 Dimensions du terrain : 10,5 m x 15m. Echelle : 2cm pour 1 mètre.

Composition :

3 chambres de 10m² minimum

1 Séjour + Cuisine de 30m² minimum (séparée ou non)

1 Salle de bain + WC de 6 m² minimum

1 garage de 18m² (6mx 3m) soit à l’échelle 12cm x 6cm.

La surface habitable (garage non compris) doit être comprise entre 80 et 100m²

Contraintes :

L’entrée sur le terrain ne peut se faire que sur la façade de 10,5m.

Pas d’ouvertures (porte ou fenêtre) possible sur les côtés de 15 m.

Pour optimiser le terrain, la maison doit être en R+1 (avec étage) il faudra donc rendre 2 plans : Rez de chaussée + étage.

Sur une feuille de format A4 (21x30cm) représentant le terrain, dessiner le plan d’une maison respectant le cahier des charges.

Légende à respecter

Porte de garage

Fenêtre double :

Porte :


AVANT PROJET



Problème principal : Comment optimiser l’utilisation de la lumière naturelle dans le logement ?

Travail à faire : Résoudre les problèmes proposés et rédiger un compte rendu de vos travaux. L’ensemble des démarches (montages, graphiques, calculs, recherches…) réalisées doit apparaitre sur le compte rendu, ne pas hésiter à réaliser des croquis légendés.

Sous problèmes : OUVERTURE/ FERMETURE AUTOMATIQUE DES VOLETS : 1. Prouver qu’il est possible de centraliser l’ouverture et la fermeture des volets. (une commande d’ouverture et une commande de fermeture pour tous les volets) 2. Prouver qu’il est possible de commander l’ouverture et la fermeture des volets en fonction de la lumière du jour.

Sous problèmes : Ne pas consommer de l’énergie inutilement. 3. Déterminer le problème de cette situation et proposerune solution.

4. Prouver qu’il est possible d’allumer la lumière pendant 5 secondes aprèsun appui sur le bouton poussoir et lorsque la luminosité est faible (seuil 150).


CHOIX DE SOLUTIONS : Optimiser la lumière naturelle



Problème principal : Quel choix d’éclairage effectuer ? DEL ? FLUOCOMPACT ? INCANDESCENTE ? HALOGENE ?


1. Prouver l’hypothèse suivante : la lampe LED serait la lampe la plus économique et la plus lumineuse, il est donc nécessaire de comparer 3 grandeurs :

L’énergie électriqueconsommée pour l’année (expérimentale) La luminositéémise (expérimentale) La durée de vie (recherches)

On admettra que la lampe est allumée 8h

Problèmes secondaires : 2. Réaliser le câblage permettant de commander un point d’éclairage depuis 2 points d’allumage distinct (exemple d’un escalier) Sous problèmes : Ne pas consommer de l’énergie inutilement.

3. Déterminer le problème de cette situation et trouver une solution.


CHOIX DE SOLUTIONS : Quel choix d’éclairage effectuer ?



Problème principal : Comment produire de l’énergie à partir du soleil ?


1. Prouver qu’il est possible de produire de l’énergie électrique avec le matériel à disposition. (expérimentale)

2. Montrer l’influence de l’orientation du panneau par rapport à la production d’énergie ? (expérimentale + graphique)

3. Quel est la limite du système réalisé ? Comment assurer un apport en énergie permanent ? Mettre en place et tester votre solution.


CHOIX DE SOLUTIONS : Comment produire de l’énergie à partir du soleil ?

4. Décrire le principe du fonctionnement d’une installation photovoltaïque raccordée au réseau ou isolée (croquis légendé).

5. Comment

produire de l’eau

chaude grâce au

soleil ?


http://www.techmania.fr/planete_energie/edf/solaire-centrale-0608913001280223400(2).swf

https://www.ademe.fr/sites/default/files/embed/chauffage_solaire_animation.swf


Problème principal : Comment produire de l’énergie à partir du vent ?


1. Prouver qu’il est possible de produire de l’énergie électriqueavec le matériel à disposition. (expérimentale + croquis)

2. Montrer l’influence de la production d’énergie en fonction de la forme utilisée et de la vitesse du vent.

3. Quel est la limite du système réalisé ? Comment assurer un apport en énergie permanent ? Mettre en place et tester votre solution.

4. Décrire le principe du fonctionnement d’une installation éolienne (croquis légendé).


CHOIX DE SOLUTIONS : Comment produire de l’énergie à partir du vent ?


http://www.physagreg.fr/animations/animation-centrale-eolienne.swf

http://www.physagreg.fr/animations/animation-centrale-eolienne.swf


Problème principal : Comment conserver une température confortable et une bonne qualité de l’air tout en limitant sa consommation d’énergie ?


1. Prouver qu’il est nécessaire d’isoler un bâtiment (graphique) et choisir l’isolant à utiliser (Fiche ressource Expérience 5ème)

2. Identifier les surfaces à couvrir, calculer la quantité d’isolant nécessaire pour une habitation et le prix

3.Comment renouveler l’air sans refroidir le logement ? (Vidéo à consulter sur le site)

4. Comment maintenir une température intérieure constante ?Animation à consulter

5. Conclusion :

Comment conserver une température confortable et une bonne qualité de l’air tout en limitant sa

consommation d’énergie ? Justifier votre réponse


CHOIX DE SOLUTIONS : Maintien température et qualité de l’air


http://www.lenergietoutcompris.fr/travaux-isolation-et-ventilation/vmc-simple-flux-auto-reglable

http://www.techmania.fr/domoconfort/domconfort_chauffage_regul_prog.swf


Problème principal : Comment choisir une installation efficace pour récupérer l’eau de pluie ?


1.Comment réaliser une installation pour récupérer l’eau de pluie ? (Recherche + croquis légendé)

2. Calculer la quantité moyenne annuelle d’eau de pluie (cumul des précipitations) de 2007 à 2017 sur la commune de Congis sur Thérouane. (Relevé, Graphique, Calculs)

3. Déterminer la quantité d’eau de pluie possible à récupérer par l’habitation proposée.

4. Quels sont les usages possibles de cette eau de pluie récupérée, quel en est le pourcentage ?(Vidéos) La famille est constituée de 4 personnes, chacun consomme environ 140 litres d’eau par jour, déterminer la dimension et choisir la citerne à installer pour une autonomie de 3 jours.


CHOIX DE SOLUTIONS : Récupération d’eau de pluie


https://www.youtube.com/watch?v=lndQM98F8II

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