QCM : Chaînes d’énergie hydrauliques et pneumatiques (28 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un atelier choisit un système pneumatique pour actionner un mécanisme. Quelle énergie alimente ce système, généralement à quelle pression ?

De l’air comprimé, autour de 10 bars
De l’huile sous pression, autour de 10 bars
De l’air à pression atmosphérique, autour de 1 bar
De l’air comprimé, autour de 200 bars

De l’air comprimé, autour de 10 bars

Explication

Un système pneumatique utilise l’énergie d’un gaz comprimé, généralement de l’air autour de 10 bars. La valeur de 200 bars correspond à l’ordre de grandeur hydraulique, 1 bar à la pression atmosphérique et l’huile à un fluide hydraulique courant.

2. Une installation doit fournir une puissance nettement supérieure à celle d’un système pneumatique. Quelle technologie correspond le mieux à ce besoin ?

La technologie pneumatique, utilisant souvent de l’air comprimé
La technologie hydraulique, choisie pour ses grandes vitesses
La technologie hydraulique, utilisant souvent de l’huile sous pression
La technologie pneumatique, privilégiée pour les faibles puissances

La technologie hydraulique, utilisant souvent de l’huile sous pression

Explication

L’hydraulique utilise souvent un liquide comme l’huile sous une pression de l’ordre de 200 bars et fournit des puissances nettement supérieures à la pneumatique. Associer les grandes puissances à la pneumatique inverse la distinction; la grande vitesse est plutôt caractéristique de la pneumatique, et les puissances ne sont pas comparables.

3. Lorsqu’on décrit la quantité de fluide qui se déplace dans un circuit, quelle grandeur caractérise ce déplacement ?

Le débit, qui est une grandeur flux
La puissance, qui est une grandeur flux
La pression, qui est une grandeur flux
La pression, qui est une grandeur effort

Le débit, qui est une grandeur flux

Explication

Le débit caractérise la quantité de fluide qui se déplace et constitue une grandeur flux. La pression est une grandeur effort, et la puissance est le produit du débit par la pression, non une grandeur flux.

4. Un fluide circule avec un débit de 0,003 m3/s0{,}003\,\mathrm{m^3/s} sous une pression de 200 000 Pa200\,000\,\mathrm{Pa}. Quelle puissance correspond à ces valeurs ?

66 666,7 W66\,666{,}7\,\mathrm{W}
600 W600\,\mathrm{W}
200 003 W200\,003\,\mathrm{W}
0,6 W0{,}6\,\mathrm{W}

$$600\,\mathrm{W}$$

Explication

La puissance d’un fluide est le produit du débit par la pression : P=Qp=0,003×200 000=600 WP=Qp=0{,}003\times200\,000=600\,\mathrm{W}. Diviser donne environ 66 666,7 W66\,666{,}7\,\mathrm{W}, traiter la pression comme une valeur en bars donne une erreur d’échelle, et l’addition ne correspond pas à la relation.

5. Dans une installation pneumatique, quelle transformation globale la chaîne d’énergie réalise-t-elle ?

Elle transforme l’énergie électrique en énergie fluidique.
Elle transforme l’énergie fluidique en énergie thermique.
Elle transforme l’énergie fluidique en énergie mécanique.
Elle transforme l’énergie mécanique en énergie fluidique.

Elle transforme l’énergie fluidique en énergie mécanique.

Explication

La chaîne d’énergie hydraulique ou pneumatique convertit l’énergie du fluide en énergie mécanique. L’énergie électrique comme entrée, l’inversion de la transformation et l’énergie thermique comme sortie confondent des formes d’énergie différentes.

6. Lors du fonctionnement d’un équipement hydraulique, quelle succession de fonctions décrit correctement le parcours de l’énergie jusqu’à l’action sur la matière d’œuvre ?

Alimenter, convertir, moduler, adapter et transmettre, puis agir.
Alimenter, moduler, adapter et transmettre, convertir, puis agir.
Alimenter, moduler, convertir, adapter et transmettre, puis agir.
Moduler, convertir, adapter et transmettre, puis agir.

Alimenter, moduler, convertir, adapter et transmettre, puis agir.

Explication

La chaîne alimente d’abord le système, module ensuite l’énergie, la convertit, puis l’adapte et la transmet avant d’agir sur la matière d’œuvre. Placer la conversion avant la modulation, intervertir conversion et adaptation, ou supprimer l’alimentation déforme cet ordre.

7. Dans une machine qui doit produire un déplacement rectiligne à partir d’énergie pneumatique, quel composant est privilégié pour assurer cette conversion ?

Un moteur convertissant l’énergie en rotation mécanique.
Un distributeur modulant l’énergie du fluide.
Une centrale fournissant l’énergie au circuit.
Un vérin convertissant l’énergie en translation mécanique.

Un vérin convertissant l’énergie en translation mécanique.

Explication

Le vérin est le composant privilégié pour convertir l’énergie pneumatique ou hydraulique en énergie mécanique de translation. Un moteur fournit un mouvement rotatif, tandis que le distributeur module le fluide et la centrale alimente le circuit.

8. Un système utilise un ressort pour ramener sa tige et n’applique la pression que d’un côté du piston. De quel type de vérin s’agit-il ?

Un moteur pneumatique à rappel par ressort.
Un vérin à double alimentation simultanée.
Un vérin double effet.
Un vérin simple effet.

Un vérin simple effet.

Explication

Dans un vérin simple effet, la pression agit d’un seul côté du piston et un ressort assure le retour. Le double effet utilise une pression distribuée alternativement de chaque côté pour déplacer la tige dans les deux sens.

9. Un vérin reçoit un débit volumique de 0,0012 m3/s0{,}0012\ \mathrm{m^3/s} et sa surface utile est de 0,0004 m20{,}0004\ \mathrm{m^2}. Quelle est la vitesse de sa tige ?

0,0006 m/s0{,}0006\ \mathrm{m/s}
3 m/s3\ \mathrm{m/s}
0,00000048 m/s0{,}00000048\ \mathrm{m/s}
0,33 m/s0{,}33\ \mathrm{m/s}

$$3\ \mathrm{m/s}$$

Explication

La vitesse est le débit divisé par la surface utile : V=Q/S=0,0012/0,0004=3 m/sV=Q/S=0{,}0012/0{,}0004=3\ \mathrm{m/s}. La multiplication, l’inversion du rapport et la division par deux appliquent une opération incorrecte.

10. La pression d’un vérin est de 200 000 Pa200\,000\ \mathrm{Pa} et la surface utile de son piston est de 0,002 m20{,}002\ \mathrm{m^2}. Quel effort théorique exerce-t-il ?

400 W400\ \mathrm{W}
400 000 N400\,000\ \mathrm{N}
100 000 000 N100\,000\,000\ \mathrm{N}
400 N400\ \mathrm{N}

$$400\ \mathrm{N}$$

Explication

L’effort théorique vaut la pression multipliée par la surface : Fth=pS=200 000×0,002=400 NF_{\mathrm{th}}=pS=200\,000\times0{,}002=400\ \mathrm{N}. La division, l’emploi d’une grandeur géométrique inadéquate ou la confusion avec une puissance ne donnent pas l’effort recherché.

11. Dans une chaîne d’énergie, que produit un moteur hydraulique ou pneumatique à partir de l’énergie fluidique ?

Une énergie fluidique sous pression
Une énergie électrique de rotation
Une énergie mécanique de translation
Une énergie mécanique de rotation

Une énergie mécanique de rotation

Explication

Le moteur convertit l’énergie fluidique en énergie mécanique de rotation. L’énergie électrique relève d’une autre conversion, la translation correspond plutôt à l’action d’un vérin, et l’énergie fluidique est l’énergie d’entrée.

12. Dans un moteur pneumatique à palettes, de l’air comprimé est retenu entre les palettes : quel effet produit-il sur l’arbre de sortie ?

Il augmente la pression à l’échappement
Il entraîne la rotation de l’arbre
Il entraîne la translation de l’arbre
Il entraîne la rotation de deux roues dentées

Il entraîne la rotation de l’arbre

Explication

L’air comprimé emprisonné entre les palettes entraîne la rotation de l’arbre de sortie. La rotation de deux roues dentées concerne le moteur à engrenage, tandis que la translation de l’arbre et l’augmentation de la pression à l’échappement ne décrivent pas ce mécanisme.

13. Un moteur reçoit un débit volumique Qv=0,003 m3/sQ_v=0{,}003\ \text{m}^3/\text{s}, avec une pression d’admission P=500 kPaP=500\ \text{kPa} et une pression d’échappement pr=100 kPap_r=100\ \text{kPa}. Quelle puissance fluidique est disponible à l’entrée ?

0,0000075 W0{,}0000075\ \text{W}
1800 W1800\ \text{W}
1200 W1200\ \text{W}
1500 W1500\ \text{W}

$$1200\ \text{W}$$

Explication

La puissance d’entrée vaut Pe=Qv(P−pr)P_e=Q_v(P-p_r). La différence de pression est 400 000 Pa400\ 000\ \text{Pa}, donc Pe=0,003×400 000=1200 WP_e=0{,}003\times400\ 000=1200\ \text{W} ; 1500 W1500\ \text{W} omet la contre-pression, et les autres valeurs résultent d’opérations incorrectes.

14. Un moteur fournit un couple de 12 N⋅m12\ \text{N·m} à une vitesse angulaire de 25 rad/s25\ \text{rad/s}. Quelle puissance mécanique de rotation est disponible à sa sortie ?

37 W37\ \text{W}
300 N⋅m300\ \text{N·m}
2,08 W2{,}08\ \text{W}
300 W300\ \text{W}

$$300\ \text{W}$$

Explication

La puissance mécanique de sortie est Ps=C ωP_s=C\,\omega, soit 12×25=300 W12\times25=300\ \text{W}. 2,08 W2{,}08\ \text{W} vient d’une division, 37 W37\ \text{W} d’une addition, et 300 N⋅m300\ \text{N·m} est une unité de couple, pas de puissance.

15. Dans une canalisation, quel est le rôle d’un générateur de vide ?

Entraîner un arbre en rotation
Alimenter la canalisation en air comprimé
Aspirer l’air et créer une dépression
Produire un débit de liquide sous pression

Aspirer l’air et créer une dépression

Explication

Un générateur de vide aspire l’air présent dans une canalisation et y crée une dépression. L’alimentation en air comprimé, le transport d’un liquide et l’entraînement d’un arbre correspondent à d’autres fonctions.

16. Dans un générateur de vide, l’air traverse un rétrécissement avant d’atteindre une canalisation à vider. Quelle évolution explique l’aspiration de l’air de cette canalisation ?

La vitesse augmente, la pression augmente et une surpression aspire l’air
La vitesse diminue, la pression augmente et une dépression aspire l’air
La vitesse diminue, la pression diminue et une dépression aspire l’air
La vitesse augmente, la pression diminue et une dépression aspire l’air

La vitesse augmente, la pression diminue et une dépression aspire l’air

Explication

Le passage dans le rétrécissement accélère l’air et abaisse sa pression, avec p2<p1p_2<p_1 ; la dépression qui en résulte permet l’aspiration. Une hausse de pression ou une baisse de vitesse ne correspond pas au mécanisme décrit.

17. Dans un circuit pneumatique, un signal de commande est envoyé à un composant qui dirige le débit d’air vers un vérin. Quel est le rôle de ce composant dans la chaîne d’énergie ?

Pré-actionneur qui distribue l’énergie vers l’actionneur
Contacteur qui établit un circuit électrique
Actionneur qui transforme directement l’air en mouvement
Générateur qui produit l’air comprimé du circuit

Pré-actionneur qui distribue l’énergie vers l’actionneur

Explication

Le distributeur est un pré-actionneur : à partir d’un signal de commande, il dirige le débit d’air ou d’huile vers un actionneur. Le confondre avec l’actionneur, le générateur d’air ou un contacteur électrique revient à lui attribuer une autre fonction.

18. Dans un distributeur, quelle pièce se déplace dans le corps pour ouvrir ou fermer les orifices d’air et piloter un actionneur ?

Le coulisseau ou tiroir
Le corps du distributeur
L’orifice de branchement
La commande du distributeur

Le coulisseau ou tiroir

Explication

Le coulisseau, aussi appelé tiroir, se déplace dans le corps et commande l’ouverture ou la fermeture des orifices. Le corps est l’enveloppe, tandis que l’orifice et la commande ne sont pas la pièce mobile décrite.

19. Un technicien examine le symbole d’un distributeur et son raccordement à des actionneurs. Quels éléments doit-il relever pour caractériser fonctionnellement ce distributeur ?

Le nombre de cases et le débit nominal du circuit
Le nombre d’orifices principaux et le type de commande
Le nombre de positions et le nombre d’actionneurs commandés
Le nombre d’orifices principaux et le nombre de positions

Le nombre d’orifices principaux et le nombre de positions

Explication

La caractérisation fonctionnelle repose sur le nombre d’orifices principaux nécessaires aux actionneurs et sur le nombre de positions, représenté par les cases du symbole. Le nombre d’actionneurs, le type de commande ou le débit ne remplacent pas ces deux critères.

20. Parmi les valeurs suivantes, laquelle correspond à un nombre de positions possible pour un distributeur ?

Une position
Quatre positions
Six positions
Cinq positions

Quatre positions

Explication

Un distributeur peut comporter deux, trois ou quatre positions. Cinq et six ne figurent pas parmi les possibilités indiquées, et une position ne correspond pas aux configurations mentionnées.

21. Sur le schéma d’un distributeur, les conduites aboutissent à la case indiquant la position de départ. Quelle représentation correspond à cette position initiale ?

La case activée par le signal de commande
Une flèche indiquant le sens du fluide
La case correspondant à la position initiale
Un raccordement dessiné à l’extérieur du symbole

La case correspondant à la position initiale

Explication

Chaque position du distributeur est représentée par un carré, et les canalisations aboutissent à la case correspondant à la position initiale. La case commandée confond position de départ et position activée, les flèches représentent un passage possible et un raccordement extérieur ne respecte pas la représentation décrite.

22. Dans un schéma de distributeur, un technicien doit représenter un passage possible du fluide vers la droite, puis un orifice où le fluide est bloqué. Quels symboles doit-il utiliser, dans cet ordre ?

Une flèche vers la droite, puis une autre flèche
Une flèche vers la droite, puis un T
Un T, puis une flèche vers la droite
Un T, puis un autre T

Une flèche vers la droite, puis un T

Explication

La flèche indique une possibilité de passage et le sens de circulation, tandis que le T indique un blocage. Inverser leurs fonctions attribue le passage au T, employer un T dans les deux cas omet le sens de circulation, et deux flèches n’indiquent pas le blocage.

23. Après la disparition du signal de pilotage, le tiroir d’un distributeur revient à sa position de repos sous l’action d’un ressort. Quelle catégorie de distributeur cela caractérise-t-il ?

Un distributeur à commande maintenue
Un distributeur monostable
Un distributeur bistable
Un distributeur à deux positions

Un distributeur monostable

Explication

Un distributeur monostable retrouve sa position de repos grâce au ressort de rappel quand le signal de pilotage disparaît. Le bistable conserve sa position précédente, tandis qu’une commande maintenue ou le nombre de positions ne définit pas le retour par ressort.

24. Un distributeur est désigné 5/2. Combien possède-t-il de positions de tiroir et d’orifices d’arrivée ou d’échappement ?

Deux positions et cinq orifices
Deux positions et deux orifices
Cinq positions et cinq orifices
Cinq positions et deux orifices

Deux positions et cinq orifices

Explication

Dans la notation m/n, m désigne le nombre d’orifices du corps et n le nombre de positions du tiroir. L’inversion des nombres donne cinq positions et deux orifices, tandis que les deux autres réponses répètent à tort l’un des nombres.

25. Laquelle de ces désignations correspond à un exemple de distributeur présenté parmi les formats 3/2, 4/2 et 5/2 ?

4/2
5/3
3/3
4/3

4/2

Explication

Les exemples de désignation cités sont 3/2, 4/2 et 5/2 ; 4/2 en fait partie. Les autres choix introduisent trois positions, absentes de cette liste d’exemples.

26. Sur un vérin pneumatique double effet, un opérateur actionne une pédale : que fait la tige, puis que se passe-t-il après la fin de course lorsque la pédale est relâchée ?

Elle sort, puis revient avec une vitesse réduite à l’échappement
Elle rentre, puis ressort avec une vitesse réduite à l’échappement
Elle sort avec une vitesse réduite, puis revient à vitesse normale
Elle revient avant la fin de course, puis s’arrête en position initiale

Elle sort, puis revient avec une vitesse réduite à l’échappement

Explication

L’action du bouton poussoir ou de la pédale provoque la sortie de la tige ; après la fin de course, le relâchement de la commande entraîne son retour avec réduction du débit à l’échappement. Inverser les mouvements, placer la réduction à la sortie ou anticiper le retour ne respecte pas cette séquence.

27. Pour commander un vérin pneumatique double effet avec pilotage pneumatique et ralentir le débit lors de l’échappement, quels organes faut-il choisir ?

Un distributeur 5/2 monostable et un réducteur de débit unidirectionnel
Un distributeur 5/2 bistable et un réducteur de débit unidirectionnel
Un distributeur 5/2 bistable et un sélecteur de circuit
Un distributeur 3/2 bistable et un réducteur de débit unidirectionnel

Un distributeur 5/2 bistable et un réducteur de débit unidirectionnel

Explication

Le circuit décrit associe un distributeur 5/2 bistable à pilotage pneumatique pour commander le vérin et un réducteur de débit unidirectionnel pour diminuer le débit à l’échappement. Les autres choix modifient le type de distributeur ou substituent au réducteur un sélecteur de circuit.

28. Dans un dispositif, un fluide exerce un effort sur une paroi. Quelle grandeur exprime cet effort rapporté à la surface de la paroi ?

La surface
La vitesse du fluide
La pression
L’effort total

La pression

Explication

La pression caractérise la capacité du fluide à exercer un effort et correspond à l’effort par unité de surface. L’effort total n’est pas rapporté à la surface, tandis que la surface et la vitesse ne désignent pas cette grandeur.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 66 flashcards sur Chaînes d’énergie hydrauliques et pneumatiques.

Quelle énergie les systèmes pneumatiques utilisent-ils ?

L’énergie d’un gaz comprimé.

À quelle pression l’air comprimé des systèmes pneumatiques se situe-t-il généralement ?

Autour de 10 bars.

Quelle énergie les systèmes hydrauliques utilisent-ils ?

L’énergie d’un liquide, souvent de l’huile.

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