Ingénierie et développement durable (STI2D) · Première · Approche fonctionnelle et structurelle des produits
La chaîne de puissance
De la source d’énergie à l’action.
En bref
La chaîne de puissance (ou chaîne d’énergie) regroupe tout ce qui, dans un produit, transporte et transforme l’énergie jusqu’à l’action sur la matière d’œuvre : déplacer, chauffer, éclairer.
Les fonctions de la chaîne de puissance
Alimenter / stockerDistribuer / modulerConvertirAdapter / transmettreAgir
| La fonction | Rôle | Exemples de composants |
|---|---|---|
| Capter, alimenter, stocker | Fournir l’énergie | Réseau, batterie, panneau solaire, réservoir |
| Distribuer, moduler | Doser l’énergie envoyée selon les ordres | Relais, variateur, hacheur, distributeur pneumatique |
| Convertir | Changer la nature de l’énergie | Moteur, vérin, résistance chauffante, LED |
| Adapter, transmettre | Modifier vitesse, effort ou forme du mouvement | Réducteur, poulies-courroie, pignon-crémaillère |
La chaîne de puissance obéit : ce sont les ordres de la chaîne d’information qui pilotent la fonction « distribuer ».
Les types de conversion
| Conversion | Convertisseur | Réversible ? |
|---|---|---|
| Électrique → mécanique | Moteur | Oui : il devient génératrice (freinage récupératif) |
| Chimique → électrique | Pile, batterie | Batterie : oui (recharge) |
| Électrique → thermique | Résistance chauffante | Non |
| Électrique → lumineuse | LED, lampe | Non en pratique |
| Lumineuse → électrique | Cellule photovoltaïque | Non |
| Thermique → mécanique | Moteur thermique | Non |
Moduler l’énergie électrique
| Le type | Du → vers | Exemple |
|---|---|---|
| AC/DC (redresseur) | Alternatif → continu | Chargeur de téléphone |
| DC/AC (onduleur) | Continu → alternatif | Panneaux solaires vers réseau |
| DC/DC (hacheur) | Continu → continu réglable | Variateur de trottinette |
| AC/AC (gradateur, convertisseur de fréquence) | Alternatif → alternatif réglable | Variateur de lampe |
La modulation peut être tout ou rien (TOR : marche ou arrêt, par un relais) ou progressive (vitesse réglable, par un variateur).
Stocker l’énergie
| La forme | Exemple |
|---|---|
| Chimique | Batterie, carburant, hydrogène |
| Électrique | Condensateur, supercondensateur |
| Mécanique | Ressort, volant d’inertie, barrage (énergie potentielle) |
| Thermique | Ballon d’eau chaude, matériau à changement de phase |
Exemple travaillé : un volet roulant
Réseau 230 VRelais (monter / descendre)Moteur asynchroneRéducteurTube d’enroulementTablier
Ici la modulation est TOR : le moteur tourne à vitesse fixe, dans un sens ou dans l’autre. Le réducteur adapte : il diminue la vitesse et augmente le couple pour soulever le tablier.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Quelle fonction de la chaîne de puissance change la nature de l’énergie ?
2.Quel composant réalise la fonction « distribuer » ?
3.Qui pilote la fonction « distribuer » ?
4.Un chargeur de téléphone réalise une conversion…
5.Quel convertisseur injecte l’énergie de panneaux solaires sur le réseau alternatif ?
6.Un moteur électrique peut fonctionner en génératrice lors d’un freinage.
0 / 6 questions
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La fiche de révision, sur une page
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