Agrégation sciences industrielles de l'ingénieur interne 2026, épreuve 2, option ingénierie des constructionsSujet

AGREGATION CONCOURS INTERNE ET CAER

ÉTUDE D'UN SYSTÈME, D'UN PROCÉDÉ OU D'UNE ORGANISATION

INFORMATION AUX CANDIDATS

• -Concours interne de l'Agrégation de l'enseignement public :

• -Concours interne du CAER / Agrégation de l'enseignement privé :

USINE DE PRODUCTION D'EAU POTABLE

Table des matières

Contexte de l'étude

Figure 1 : usine de production d'eau potable de l'agglomération de Saint-Brieuc

LA NOUVELLE USINE AU CEUR DE L'AGGLO

Figure 2 : Le parcours de l'eau du barrage à la mer et ses ouvrages principaux

Figure 3 : barrage Saint Barthélémy - station de pompage et son bâtiment d'exploitation

Figure 4 : usine de production d'eau potable

Étude 1 : Dimensionnement du réservoir de traitement des boues

II est possible d'utiliser le schéma ci-dessous pour le calcul du volume du radier.

• -le bassin est entièrement remblayé (cote +131,400 NGF) ;
• -le niveau maxi d'eau de la nappe phréatique serait au même niveau (cote +131,400 NGF) ;
• -le bassin est entièrement vide à l'intérieur (pas d'eau de stockage, ni boues).

Question 1.2 Expliquer le phénomène physique qu'il risque de se produire dans la situation hypothétique étudiée.

• -le bassin est considéré vide à l'intérieur (sans eau ni boues) ;
• -la masse globale du béton armé du bassin est de 467 tonnes ;
• -volume apparent d'eau déplacée = V1 + V2.

• -le bassin est remblayé à la cote +128,200 NGF ;
• -le niveau maximal d'eau de la nappe phréatique (10kN ⋅ m^(− 3)) est situé à la cote +126,000 NGF ;
• -le bassin peut stocker de l'eau (11kN ⋅ m^(− 3)) jusqu'au niveau +131,400 NGF ;
• -le poids volumique du sol 19kN ⋅ m^(− 3) et coefficient de poussée de 0,5 ;
• -le béton utilisé est un béton C40/50.

• 1.En section entièrement tendue pour le total des deux faces :
  A_(s, min) = (b ⋅ h ⋅ f_(ctk, 0, 05))/((0, 9 ⋅ f_(yk) − α_1 ⋅ f_(ctk, 0, 05)))
• 2.En flexion simple sur la face tendue :
  A_(s, min) = (f_(ctm))/(f_(yk)) ⋅ (b ⋅ h)/(4, 5)

• - α_1 = 15, 21
• - f_(yk) = 500MPa (limite caractéristique d'élasticité de l'acier de béton armé)
• - h : on considère l'épaisseur du voile
• - b ou b_t : une base de 1 m de voile tendu
• - d = 0, 25 m de hauteur utile d'une section droite
• -DT2 : tableau 3.1 de l'EC2 (extrait)

Étude 2 : Réalisation du voile du réservoir de traitement des boues

• -on utilise des banches Sateco ^® de longueur 2,400 m uniquement (DT4), ayant une charge admissible de 10t ⋅ m^(− 2),
• -benne à béton de 1000 L TICD PF de Sécatol ^®

Étude 3 : Procédure de bétonnage du voile du réservoir de traitement des boues

• -le temps de prise du ciment est estimé à 2 h,
• -la centrale à béton se situe à 20 minutes du chantier,
• -le temps de remplissage de la benne à béton de 1000 L est estimé à

• -le temps de transport vers le coffrage est de 1 minute,
• -le temps de mise en œuvre du béton dans le coffrage est de 2 minutes,
• -le temps de retour pour le rechargement de la benne est de 1 minute.

Étude 4 : Installation de chantier

• -de la benne à béton de 1000 L TICD PF de Sécatol ^R (DT6) ;
• -du train de banche (DT4) ;
• -des armatures (DT3).

Figure 5 : vue générale de l'installation de chantier

Étude 5 : Poste de pompage

Figure 6 - Représentation schématique du réseau d'alimentation de l'usine

• -une prise d'eau brute au niveau du barrage ;
• -une canalisation en charge raccordée sur la prise d'eau, diamètre nominal D = 700 mm, de longueur L_1 = 580 m;
• -un poste de pompage comportant 3 pompes en parallèle ;
• -une canalisation de refoulement jusqu'à l'usine, diamètre nominal D = 700 mm, de longueur L_2 = 1120 m.

• -0,5 mCE sur la canalisation raccordée à la prise d'eau,
• -1 mCE sur la canalisation de refoulement.

Étude 6 : Distribution de l'eau traitée

• -une bâche de stockage à surface libre, pour assurer un tampon entre l'usine et la station de pompage. Le niveau de la surface libre est maintenu constant à Z_B = 125 m.
• -une station de pompage qui fournit un débit de 1850 m^3 ⋅ h^(− 1) pour une hauteur manométrique de 21,5 mCE.

Figure 7 - Représentation du réseau de transfert entre l'usine et le réservoir

Étude 7 : Évacuation des eaux claires

Figure 8 - Rejet des eaux claires vers le milieu récepteur

Étude 8 : Étude thermique d'une salle du bâtiment d'exploitation

• -la masse volumique de l'air humide ρ = 1, 2 kg ⋅ m^(− 3)
• -la capacité thermique massique de l'air humide C = 1020 J ⋅ kg^(− 1) ⋅ K^(− 1)

Hiver, en période d'inoccupation

Mi-saison, en période d'occupation

Variante de toiture

Question 8.10 Indiquer quels sont les avantages/inconvénients de la mise en place d'une toiture végétalisée. Conclure.

TOURBILLON® FA TIGES DE COFFRAGE

• -Tiges de coffrage en acier de très grande qualité et à haute résistance
• -Limite élastique = 900 N/mm^2 / Diamètres 17,23 et 30 mm
• -Résilience supérieure à 28 J à -20°C /Barres électro-zinguées disponibles
• -Filetage robuste et autonettoyant/ Montage et démontage aisés
• -Gamme étendue d'accessoires de qualité

• -Pi est la pression du fluide au point i de la conduite en Pa ;
• -Vi est la vitesse du fluide au point i de la conduite en m ⋅ s^(− 1);
• -Zi est l'altitude du point i de la conduite en m ;
• - ρ est la masse volumique du fluide en kg ⋅ m^(− 3);
• -g est l'accélération de la pesanteur en m ⋅ s^(− 2).

• -V est la vitesse du fluide dans la conduite en m ⋅ s^(− 1);
• -D est le diamètre de la conduite en m ;
• - v est la viscosité cinématique du fluide en m^2 ⋅ s^(− 1);
• - μ est la viscosité dynamique du fluide en kg ⋅ m^(− 1) ⋅ s^(− 1).

• -j est le coefficient de perte de charge linéaire en mCE ⋅ m^(− 1);
• - λ est le coefficient de frottement (sans unité).

• -Ks est le coefficient de Strickler en m^(1/3) ⋅ s^(− 1).
• V = K_S ⋅ R_h^(2/3) ⋅ I^(1/2)
  - R_h est le rayon hydraulique. Il est égal au rapport entre la section transversale d'écoulement (S_m) et le périmètre mouillé (P_m).
• -I est la pente hydraulique en m ⋅ m^(− 1).

Diagramme de Moody

NSC 250-500		~ 1475 [rpm]	ISO 9906:2012 - Grade 3B

• 1 ×
  SAINT-GOBAIN

Tuyaux TT PE DN100 à 1000 à emboitement UNIVERSAL STANDARD + Cordon de soudure Ve

• -DN : Diamètre nominal
• -Lu : Longueur utile, en m
• -Classe : Classe de pression selon EN 545 et ISO 2531
• -e : épaisseur nominale selon ISO 2531, en mm
• -e1 : épaisseur polyéthylène selon EN 14628-1
• - ∅ DE : diamètre extérieur nominal du fût selon EN 545 et ISO 2531, en mm
• - ∅DI : diamètre intérieur nominal de l'entrée de l'emboîture, en mm
• -P : profondeur nominale de l'emboîture, en mm
• - ∅B : diamètre nominal de la collerette de l'emboîture, en mm
• -c : position du cordon de soudure par rapport au bout-uni, en mm
• -Masse : masse métrique totale (y compris revêtement ciment et emboîture), déterminée avec les épaisseurs nominales, en kg/m
• -Référence : Référence commerciale Saint-Gobain PAM
• -L'étiquette peut varier selon le DN

• ○Laine de bois
  • - E = 60 mm
  • - R = 1, 7 m^2 ⋅ K ⋅ W^(− 1)
• ○Laine de roche
  • - E = 200 mm
  • - R = 5, 7 m^2 ⋅ K ⋅ W^(− 1)

• ○Laine de roche
  • - E = 130 + 130 mm
  • - R = 3, 25 + 3, 25 m^2 ⋅ K ⋅ W^(− 1)

• ○Panneaux composites
  • - E = 150 mm
  • - R = 4, 2 m^2 ⋅ K ⋅ W^(− 1)

• • - U_w = 1, 40 U_(jn) = 1, 40 S_w = 0, 54 T_(lw) = 0, 68

1. Echangeur de chaleur rotatif

• 2.Echangeur de chaleur à plaques
• 3.Batterie d'appoint (électrique ou eau chaude)
• 4.Filtre air neuf (soufflage)
• 5.Filtre air extrait (reprise)
• 6.Ventilateur de soufflage
• 7.Ventilateur d'extraction
• 8.By-pass motorisé
• 9.Evacuation de condensats (Prévoir un siphon)
• 10.Séparateur de gouttelettes
• 11.Passage alimentation générale

• 12.Raccordements hydrauliques batterie eau

Entrée d'air neuf

Soufflage

Extraction air intérieur

Document technique DT14 Variante toiture végétalisée

TOUNDRA semis | semis hydraulique | semis et plantation | plantation

Elément porteur en Bois

3.1 à 20 %

• ○Substrat végétal
  • - E = 70 mm
  • - R = 0, 1 m^2 ⋅ K ⋅ W^(− 1)
• ○Isolant thermique classe C
  • - E = 200 mm
  • - R = 5, 6 m^2 ⋅ K ⋅ W^(− 1)

Prénom(s) :

CAS DE CHARGE SUR VOILE BASSIN

Prénom(s) :

Document Réponse DR2 - Étude du coffrage - poussée du béton

Estimation simplifiée		Déperditions de l'enveloppe d'un local
Température du local : Température extérieure : Parois déperditives
Type	S(m^2)	U(W/m^2.K)	U.S (W/K)	Déperditions (W)
Murs extérieurs
Menuiserie
Plancher *
Toiture
				Déperditions surfaciques
* prendre une minoration de 20% si Plancher sur LNC