Rénovation d'un stade nautique, concours général Sti2d 2024

Partie 1.L’installation actuelle permet-elle de respecter les normes sanitaires ?
Objectif:l’objectif de cette partie est devérifier, pour le bassin de 33 m,le respect desnormes préconisées par l’A.R.S en termes de renouvellement d’eau (filtration) et de pH.
Vérification du temps de recyclage Le temps de recyclage de l'eau en piscine publique doit respecter les normes de l’A.R.S précisées dans le DT2-diagramme d’exigences bassin de 33 m.
Question 1. À partir du dossier technique (DT3- forme simplifiée du bassin de 33m), calculer le volume d’eau pour chacune des zones puis pour l’ensemble du bassin de 33 m. Largeur du bassin 12,5 m.

un bassin d’apprentissage d’environ 7 m réservé à l’aquagym et les débutants :
12,5 (1,5 +0,7) x6,8 /2]=93,5 m³.
- un bassin de 25 m pour les experts.
12,5[14,7 x2,5 +(2,5+1,5)x8,5 /2 +3 x1,5]=12,5[36,75+17+4,5]=728,125 m³.
728,125+93,5=821,625 m³.
Question 2. Déterminer le débit nécessaire pour chacune des zones puis calculer le débit de chaque pompe en faisant l’hypothèse que leur débit est identique.
Pour respecter les normes concernant la filtration de l’eau, 5 motopompes permettent de renouveler l’eau toutes les 4 h. Deux sont installées pour le bassin « d’apprentissage » ; trois sont dédiées au bassin « sportif ».
Zone sportive : 728,125 / 4 ~182 m³ h^-1.
Zone apprentissage : 93,5 /4 ~23,4 m³ h^-1.
821,625 / 4 =205,4 m³ h^-1 pour les 5 pompes.
205,4 / 5=41,08 ~41 m³ h^-1 pour une pompe.

Un écran de supervision accessible par les techniciens de maintenance permet de vérifier en temps réel les différentes données du système de pompage.
Question 3. À partir du document DT4-Écrans de visualisation, déterminer le débit pour chacune des zones et pour l’ensemble du bassin de 33 m puis comparer avec les débits nécessaires.
Zone d'apprentissage : 77,4 +75,4 =152,8 m³ h^-1.
Zone sportive : 80,1+86,3+80,4=239,4 m³ h^-1.
Total : 152,8 +239,4=392,2 m³ h^-1.
392,2 / 5~78 m³ h^-1 pour une pompe.
Les débits sont largement supérieurs à 41 m³ h^-1.
Question 4. Calculer le temps d’un filtrage complet du bassin et conclure sur le respect de l’exigence.
Volume d'eau : 821 m³. Débit total : 392 m³ h^-1 .
Temps d'un filtrage : 821 /392 = 2,1 heure < 4 heures préconisées par l'ARS.
Non respect de l'exigence.
Question 5. Préciser si ce mode de fonctionnement a un impact sur les dépenses énergétiques engendrées. Proposer une solution pour diminuer les dépenses énergétiques tout en respectant l’exigence visée.
Ce mode de fonctionnement a un impact sur les dépenses d'énergie : les pompes tournent trop vite et consomme davantage.
Il faut diminuer la vitesse des pompes afin d'arriver à un temps de recyclage de 4 h.

Vérification du pH
L'équilibre calco-carbonique d'une eau est un état d'équilibre chimique dans lequel les concentrations en dioxyde de carbone, hydrogénocarbonate (anciennement désigné par bicarbonate ou carbonate acide) et carbonate ne varient pas en présence de carbonate de calcium.
Pour une qualité d’eau optimale dans les piscines l’équilibre calco-carbonique doit être respecté. Si cet équilibre n’est pas respecté, cela peut engendrer :
- un pH très fluctuant ;
- des dépôts blanchâtres sur les parois ;
- une eau trouble.
Question 6. Relever, à partir du DT5 - Dureté de l’eau, la valeur de la dureté TH à Clermont-Ferrand et à partir du DT6 - Pouvoir tampon de l’eau, la valeur du TA lue sur la bandelette après avoir été trempée dans l’eau de la piscine. En
déduire la valeur du pH sur le DR1 - Balance de Taylor.
TH = 100 ppm ; TA = 120 ppm.

Question 7. Conclure sur les différentes valeurs obtenues. À partir du DT7 - Balance de Taylor, proposer une solution pour corriger la valeur du pH.
La valeur du TA est bonne, comprise entre 100 et 300ppm.
La valeur du TH doit par contre être relevée pour se situer entre 100 et 200 ppm.
Le pH étant trop élevé, il faut ajouter du chlorure de calcium.
Question 8. Préciser, pourquoi il n’est pas possible de relever uniquement le TAC.
Pour atteindre un pH compris entre 7,2 et7,4, il faut à la fois augmenter le TH et le TAC.

Partie 2.Quel est l’impact del’évaporation de l’eauet comment la limiter?
Objectif: alors que l’A.R.S impose un apport d’eau neuve, l’évaporation naturelle de l’eau est également un facteur influent.L’objectif de cette partie est d’estimer la perte d’eau afin de la réduire. Plusieurs facteurs peuvent influencer la baisse du niveau de l’eau dans les piscines (éclaboussures dues à l’activité, pertes par évaporation, etc.). Afin de limiter les problèmes d’évaporation de l’eau, une solution consiste à recouvrir le bassin d’une bâche, à chaque fois que la piscine n’est pas utilisée. Ce concept a été mis en place dans le petit bassin lors de sa rénovation. Ainsi, le bassin est recouvert d’une couverture thermique chaque nuit de 20h à 9h le lendemain.
Question 9. Relever dans le diagramme d’exigences, les limites admissibles concernant la perte de niveau due à l’évaporation, à ne pas dépasser.
Entre 1,5 et 2 cm par jour.
La formule pour calculer la quantité d’eau évaporée en litre par heure est la suivante :
Q = S[(13+133N) (HA-HTA)+100 N] / 1000.
N :nombre de baigneurs au m² ; S: surface en m² de la piscine ; HA: taux d’humidité dans l’air à la température de l’eau ;
HTA: taux d’humidité de l’air à la température de l’air Ces deux dernières données se déterminent à l’aide du diagramme psychrométrique (Diagramme de l’air humide) en fonction de la température de l’air et de l’eau que l’on désire pour la piscine intérieure .
Question 10. Calculer la surface du bassin de 33 m en m².
S = 33 x12,5 =412,5 m².
Question 11. Déterminer le nombre de baigneurs maximal par m² que cela représente si l’on considère que tous ces baigneurs sont dans le bassin de 33 m.
360 000 baigneurs par an soit 36 000 / 365 ~1000 baigneurs par jour.
Surface du bassin 412,5 m².
N =1000 / 412,5 ~2,4
Pour la suite de l’étude, le cas le plus défavorable avec un taux d’humidité de l’air le plus élevé 70 % sera utilisé.
Question 12. Relever sur le diagramme d’exigences, les plages de température de l’eau et la température de l’air souhaitée dans le bassin de 33 m. À l’aide du DT8-Aide à l’utilisation du diagramme de l’air humide, réaliser les tracés permettant de déterminer les valeurs de HTA et HA sur le DR2 –Diagramme de l’air humide.
La température de l'air doit être de 26°C et celle de l'eau de 29°C ( bassin d'apprentissage).

HTA = 15,3 g_eau / K_gas ; HA = 18,3 g_eau / K_gas ;
Q = 412,5[(13+133 x 2,4) (18,3-15,3)+100 x 2,4] / 1000=412,5 (13+332,2x3+240)/1000~516 litre / heure.
Question 15. Calculer, le nombre de cm que cela représente sur une journée et sur une semaine. Conclure.
0,516 m³h^-1 ou 0,516 / 412,5 ~1,25 10^-3 m / heure ou 0,125 cm / heure.
0,125 x24 =3 cm par jour.
3 x7 = 21 cm par semaine, au-delà du seuil préconisé..
Question 16. Expliquer, en justifiant à l’aide de calculs, l’intérêt de mettre une bâche lors de période de non utilisation du bain.
La piscine est couverte pendant 13 h chaque jour, ce qui limite l'évaporation.
0,125 x (24-13) ~1,4 cm / jour.
1,4 x7 ~ 10 cm / semaine. Le cahier des charges est respecté.