Ingénierie et développement durable (STI2D) · Première · Approche fonctionnelle et structurelle des produits
Flux de matière, d’énergie et d’information
Ce qui circule, ce qui s’accumule.
En bref
Analyser un produit, c’est d’abord repérer ce qui circule (les flux) et ce qui s’accumule (les stocks), dans les trois champs matière, énergie, information.
Flux et stock
| La notion | Définition | Exemple (chauffe-eau solaire) |
|---|---|---|
| Flux | Un déplacement, un transfert, mesuré par unité de temps | L’eau qui circule, la chaleur transmise |
| Stock | Une accumulation, mesurée à un instant | L’eau chaude dans le ballon, l’énergie dans une batterie |
Un stock varie selon la différence entre les flux qui entrent et ceux qui sortent.
Caractériser un flux
| Le flux | La grandeur | L’unité |
|---|---|---|
| Matière (fluide) | Débit volumique | m³/s ou L/min |
| Matière | Débit massique | kg/s |
| Énergie électrique | Puissance, intensité | W, A |
| Énergie thermique | Flux thermique | W |
| Lumière | Flux lumineux | lumen (lm) |
| Information | Débit binaire | bit/s |
Une puissance est un flux d’énergie : 1 W = 1 J par seconde.
Le diagramme de Sankey
Il représente les flux par des flèches dont la largeur est proportionnelle à la quantité. On voit d’un coup d’œil où part l’énergie, et surtout où elle se perd.
Exemple travaillé : une trottinette électrique
La batterie fournit 500 W. Le variateur (rendement 0,95) en transmet 475 W au moteur ; le moteur (rendement 0,80) fournit 380 W mécaniques à la roue.
| Étape | Entrée | Sortie utile | Pertes |
|---|---|---|---|
| Variateur | 500 W | 475 W | 25 W |
| Moteur | 475 W | 380 W | 95 W |
Rendement global : 380 / 500 = 0,76. Dans un diagramme de Sankey, la flèche passe de 500 à 475 puis à 380, et deux flèches de pertes (25 W et 95 W) partent vers le bas. On voit immédiatement que le moteur est l’étage à améliorer.
Bilan de flux
On peut aussi faire le bilan d’un produit entier : énergie reçue, énergie utile, pertes ; matière entrante (eau, air, carburant) et sortante (rejets). Une règle ne change jamais :
Énergie entrante = énergie utile + pertes
Flux dans un diagramme ibd
Dans un diagramme de blocs internes SysML, chaque flux est porté par un connecteur entre deux blocs, avec sa nature : « énergie électrique », « eau froide », « consigne de température ». En première, tu dois savoir lire ces diagrammes et les modifier partiellement.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Qu’est-ce qu’un stock ?
2.Dans quelle unité mesure-t-on un débit volumique ?
3.Une puissance est un flux…
4.Que représente la largeur d’une flèche dans un diagramme de Sankey ?
5.Un variateur reçoit 500 W avec un rendement de 0,95. Quelle puissance transmet-il ?
6.Le moteur reçoit 475 W et en fournit 380 W. Quelles sont ses pertes ?
0 / 6 questions
Dans l’app, ce chapitre a son quiz complet, chronométré, et tes erreurs reviennent au bon moment pour ne plus les refaire.
La fiche de révision, sur une page
Tout « Flux et stocks » sur une seule page A4 illustrée : l’essentiel, les pièges et un mini-test. Elle se débloque dans l’app avec des gemmes — et ton compte gratuit en offre assez pour tes trois premières fiches.
