Corrigé Banque PT 2025 Sciences industrielles C PT — Partie IV (QIV.1 à QIV.2) : Conception : pivot du mâtereau par bagues de friction, roulements du rotor, étanchéités, piston et butée du vérin de calage
Sujet officiel du concours Banque PT, session 2025, épreuve Sciences industrielles C PT. Corrigé rédigé par Ibrahim Alame.
Sujet officiel (PDF, site du concours)
Énoncé
Les solutions dessinées doivent être montables et démontables ; les éléments normalisés respectent leurs proportions et les ajustements nécessaires sont indiqués.
Pivot du mâtereau (relevage de l'hydrogénérateur) : le mâtereau, profilé creux en aluminium à parois minces, tourne entre les deux flasques du sous-ensemble flasques autour d'un axe qui le traverse.
Figure 10 — Coupe du mâtereau entre les flasques au niveau du pivot (document réponse, simplifiée) : zone à compléter autour de l'axe.
Partie immergée (Dessin Réponse A3) : l'arbre d'hélice (rotor de la génératrice, stator dans le bulbe) traverse le chapeau du bulbe ; son bout conique porte le moyeu porte pales (écrou M12) ; le chapeau porte pales, fixé sur le moyeu, est fermé par l'ogive. Le bulbe contient de l'huile sous pression qui alimente la chambre du vérin par l'axe de l'arbre. Le piston (position repos dessinée) entraîne les pales ; ressort de rappel 23290, course .
Figure 11 — Organisation de la partie immergée (Dessin Réponse, très simplifiée).
QIV.1. Concevoir le pivot mâtereau/flasques : guidage par pièces de friction (formes à définir), assemblage démontable, non-écrasement du mâtereau au serrage, limitation des déformations des flasques.
QIV.2. Concevoir : (1) le pivot arbre/bulbe par éléments roulants, avec arrêt axial et réglage du jeu axial ; (2) l'étanchéité huile/eau de mer (joints à lèvre pour la dynamique, joints adaptés pour la statique) ; (3) le guidage du piston dans la chambre (longueur suffisante, surface d'appui du fluide, pas d'interférence avec l'écrou, étanchéité dynamique) ; (4) l'encastrement démontable de la butée de piston dans le chapeau porte pales (course de , mise et maintien en position, logement du ressort, appui du ressort sur une pièce rapportée, fixation de l'ogive par une vis M6).
Corrigé
Les tracés se font sur le document réponse et sur le Dessin Réponse A3 ; on décrit ici les solutions attendues, fonction par fonction, avec des schémas de principe.
QIV.1 — Pivot mâtereau/flasques par pièces de friction.
- Axe : une vis à tête cylindrique (ou un axe épaulé) en inox, avec rondelles et écrou autofreiné, traverse les deux flasques et le mâtereau.
- Limitation des déformations des flasques : une entretoise tubulaire en inox, enfilée sur la vis, s'appuie par ses extrémités sur les faces intérieures des deux flasques (extrémités centrées dans les perçages des flasques, ) : l'effort de serrage passe par l'entretoise, les flasques ne sont pas fléchis l'un vers l'autre.
- Guidage par interposition : deux bagues de friction à collerette (polymère autolubrifiant chargé PTFE, ou bronze fritté) montées serrées () dans des alésages des parois du mâtereau, ou mieux dans un fourreau tubulaire collé ou serti à travers le profilé ; leur alésage tourne sur l'entretoise avec jeu (). Les collerettes, placées entre les parois et les flasques, sont des rondelles de friction qui guident axialement.
- Non-écrasement du mâtereau : la longueur de l'entretoise est égale à l'épaisseur « collerettes + mâtereau » augmentée d'un jeu axial de à : le serrage de la vis ne comprime jamais le profilé à parois minces. Le fourreau intérieur rigidifie les parois et répartit la pression de contact (pas d'ovalisation).
- Montage/démontage : bagues et fourreau dans le mâtereau, présentation entre les flasques, introduction de l'entretoise puis de la vis, serrage ; démontage inverse, sans outil spécial.
Principe du pivot (coupe par l'axe, hors échelle) : l'entretoise (bleu) reprend le serrage entre les flasques, les bagues à collerette (vert) tournent sur elle, le fourreau (orange) relie les parois.
Le jury note qu'un pivot fonctionnel et montable était accessible, mais que des conceptions ne respectaient pas les contraintes de non-écrasement et de non-déformation : c'est le rôle de l'entretoise et du jeu axial.
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