Distributeur de savon

par Cédrick FAURY · Publié 8 septembre 2026 · Mis à jour 5 novembre 2026

Dans un souci de santé publique, il est nécessaire de limiter la transmission des bactéries lors du lavage des mains. Le problème vient du fait qu’avec les distributeurs de savon manuels, le contact des mains favorise la transmission des bactéries.

Le système étudié est un distributeur automatique de savon ; il permet la distribution sans contact d’une dose suffisante de savon liquide pour un usage domestique.

Vous répondrez aux questions sur un document texte (MS Word, LibreOffice Writer ou Texte Cryptpad).

La présentation doit être claire, concise, soignée, et comporter des captures d’écran et photos pertinentes.

Présentation

Dossier technique

Matériel nécessaire

Travail demandé

Objectif : réaliser les mesures nécessaires pour évaluer l’autonomie énergétique du distributeur

À l’aide du dossier technique, expliquer comment doit être alimenté en énergie le distributeur de savon (le système réel, pas sa version didactisée !) et donner la tension nominale de son alimentation.

Sur la maquette du système didactisé, à l’aide d’un voltmètre, régler la tension d’alimentation avec la valeur déterminée à la question précédente (se référer au schéma ci-dessous)

Appeler le professeur

Afin de déterminer l’énergie électrique nécessaire pour délivrer une dose de savon, il faut enregistrer les composantes de puissance électrique (tension et courant) au cours du cycle de distribution (une dose).

Pour mesurer l’intensité du courant, on utilise une pince ampèremétrique. Elle donne une image du courant sous forme d’une tension : 1mv correspond à un courant de 10 mA (la tension produite est proportionnelle au courant qui traverse la sonde).

Calculer le coefficient \(k_I\) par lequel il faut multiplier la tension relevée à l’oscilloscope pour obtenir la valeur de l’intensité du courant.

Pour mesurer l’évolution des composantes de puissance électrique, on utilise un oscilloscope relié à l’ordinateur.

Consulter et garder accessibles les deux articles oscilloscopes et pince ampèremétrique.

Mise en œuvre des appareils de mesure

Vérifier que le distributeur est bien hors tension.

Afin de ne pas gaspiller trop de savon, retirer momentanément la recharge, le temps de régler les appareils de mesure.

Sans mettre sous tension le distributeur, réaliser l’ensemble des câblages et des réglages nécessaires pour réaliser les mesures de tension et de courant simultanément.

Appeler le professeur

Remettre en place la recharge, et placer le petit récipient sous le distributeur.

Mettre le distributeur sous tension.

Réalisation des mesures

Mesurer à l’ampèremètre le courant absorbé lorsque le distributeur est « en veille », noté \(I_{veille}\).

Réaliser les mesures et lorsque les oscillogrammes sont satisfaisants (bien cadrés) exporter une capture sur le document réponse.

Observer les oscillogrammes et décrire ce qui se produit en termes d’amplitudes (tension et courant) et de durée.

Détermination de l’énergie consommée

Par une étude graphique sur les courbes obtenues, déterminer la quantité d’énergie \(E_{cycle}\) consommée au cours d’un cycle de distribution, exprimée en \(\mathrm{J}\) puis en \(\mathrm{mWh}\).

La capacité moyenne d’une pile alcaline est de \(2 500\;\mathrm{mAh}\).

En déduire le nombre de cycles de distribution que l’on peut réaliser avec un jeu de piles neuves, sans période de veille.

En faisant l’hypothèse de 10 lavages de main par jour, calculer combien de temps devraient durée les piles, en jours.

Aide au calcul

Commencer par calculer l’énergie consommée pendant 1 jour : \(E_{jour}\)

Pour aller plus loin : influence de l’état de charge des piles

Refaire les mêmes calculs avec un tension de 3,3V (tension « piles neuves ») et 2,4V (tension « piles usagées »). Comparer et conclure.

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