Sciences et Technologies de l’Industrie ... - .Baccalauréat sciences et technologies de l’industrie

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  • Baccalaurat Sciences et Technologies de lIndustrie et du Dveloppement Durable STI2D Session 2016

    Enseignements technologiques transversaux Code : 16ET2DMLR1 Page 0 / 31

    BACCALAURAT TECHNOLOGIQUE

    Sciences et Technologies de lIndustrie et du Dveloppement Durable

    ENSEIGNEMENTS TECHNOLOGIQUES TRANSVERSAUX

    EPREUVE DU LUNDI 20 JUIN 2016

    Coefficient 8 Dure 4 heures Aucun document autoris

    Calculatrice autorise

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    Enseignements technologiques transversaux Code :16ET2DMLR1 Page 1 / 31

    BACCALAURAT TECHNOLOGIQUESciences et technologies de lindustrie et du

    dveloppement durable

    ENSEIGNEMENTS TECHNOLOGIQUES TRANSVERSAUX

    Coefficient 8 Dure 4 heuresAucun document autoris

    Calculatrice autorise

    LUTTE CONTRE LES INCENDIES DE FORTS

    sujet (mise en situation et questions traiter par le candidat)

    o partie 1 (3 heures) ................................................ pages 2 7

    o partie 2 (1 heure) .................................................. pages 8 10

    documents techniques................................................. pages 11 24

    documents rponses.................................................... pages 25 31

    Le sujet comporte deux parties indpendantes quipeuvent tre traites dans un ordre indiffrent.

    Les documents rponses DR1 DR7 (pages 25 31) seront rendre agrafs aux copies.

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    Enseignements technologiques transversaux Code :16ET2DMLR1 Page 2 / 31

    Mise en situationPRVENIR LES INCENDIES ET PROTGER LA FORT

    La politique forestire participe l'laboration et lamise en uvre de prvention et de lutte contre lesdparts de feux de fort. Cette politique s'exerce plusparticulirement dans les territoires sensibles auxfeux de vgtation, principalement dans le sud de laFrance mtropolitaine.

    Les plans gnraux de prvention terrestre des feux s'articulent autour de plusieurs axes :- la matrise de lutilisation et de loccupation des sols dans les zones rurales les plus

    sensibles aux incendies de fort en vitant par exemple lhabitat diffus vulnrable ;- la gestion et lexploitation rgulire des forts : rseaux de pistes, points d'eau,

    coupures de combustible structurant les massifs, zones exposes la propagation degrands feux ;

    - en priode de danger d'incendies, l'organisation au sein des territoires sensibles auxincendies d'un dispositif oprationnel de tlsurveillance adapt aux territoires ;

    - enfin, l'quipement et l'entretien de dispositifs de dfense de forts contre lesincendies tels que : tours d'observation occupes par des vigies ou quipes decamras spciales, vhicules dintervention et parfois lutilisation de drones, pourfaciliter la prise de dcision.

    Vos tudes porteront sur la tour dobservation sur pylne mtallique dfinie ci-dessous(analyse dun systme pluritechnique partie 1) et sur le drone (exercice partie 2).

    La tour de guet

    Drone (crdit photo SDIS 40)

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    Partie 1 : Dtection des dparts de feux de fort

    VALIDATION DE LA TOUR DE GUET DANS LA STRATGIE DE SURVEILLANCE DESDPARTS DE FEUX

    Dans lorganisation de la lutte contre les incendies de fort, une attention fondamentale estporte au dispositif prventif, avec pour enjeu, larrt des dparts de feu aussi vite quepossible. Pour ce faire, certains SDIS (service dpartemental d'incendie et de secours)disposent de tours de guet, gardes chacune par deux personnes au quotidien, du 1er juin au30 septembre. Ces tours sont judicieusement implantes, de manire couvrir visuellementtoute la zone risque. Leur fonction est de dtecter les feux naissants depuis un point haut,mais aussi dalerter et de renseigner le CODIS (centre oprationnel dpartemental d'incendieet de secours). En effet, 45% des dparts de feu sont dtects par les vigies dans les tours deguet.

    Question 1.1 Aprs lecture du DT1, recenser les arguments reposant sur les trois piliersdu dveloppement durable, justifiant la lutte contre les incendies de fort ;les classer dans un tableau selon les trois critres.

    forme du tableau recopier sur votre copie

    Critres

    Arguments

    cologique Social conomique

    Voir DT1

    Question 1.2Voir DT2

    partir du document DT2, identifier les moyens existants pour dtecterles dparts des incendies de forts.

    Les tours de guet sont quipes pour la dtection des feux. Leurs conditions dimplantationdoivent respecter les instructions suivantes :

    - disposer dune excellente vue dgage sur de larges zones sujettes lincendie ;- se situer proximit de voies daccs (routes, pistes de patrouille, sentiers) ;- permettre un surplomb des vgtaux.

    Question 1.3 laide du diagramme des exigences du DT3, complter la premirecolonne du DR1.Indiquer pour chaque type de tour, si lexigence associ chaque critreest respecte en vous servant du DT5.Faire le total des points et conclure sur la solution technique retenue.

    Voir DT3 et DT5

    DR1

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    TUDE DU RESPECT DES CONDITIONS DE CONFORT DE LA VIGIE

    Lobjet de cette partie porte sur le confort de vie dans la cabine.Celui-ci dpend du maintien de la plage de tempratures intrieuressouhaites quelle que soit lheure de la journe.Les conditions de russite du confort sont :

    - une bonne protection solaire pour viter les pics desurchauffe en journe ;

    - une bonne isolation thermique de la cabine pour limiter le refroidissement nocturne ;- la compensation des pertes thermiques par un apport dnergie thermique

    complmentaire.

    Dans un premier temps, on cherche valider le dimensionnement de la casquette en toitureau regard du rayonnement solaire durant la journe.

    Question 1.4 partir des documents DT6 et DR2, justifier la mise en place dunecasquette de toit la vigie.Tracer sur le document DR2 les trajectoires du rayonnement solaire sur lebord sud du toit 12h en juin et septembre (trait bleu pour le mois de juinet trait rouge pour le mois de septembre).Conclure sur le choix de la longueur de la casquette et les risques desurchauffe dans la cabine de guet durant la journe.

    Voir DT6

    DR2

    Par la suite on cherche sassurer que le confort des usagers est prserv la nuit.

    Question 1.5 Pour limiter le refroidissement nocturne de la cabine, il est ncessairedisoler les parois. Au regard des exigences environnementales dfinies enDT3, et des performances des matriaux DT7, identifier et justifier le typede panneau sandwich en bardage le plus adapt.

    Voir DT3 et DT7

    Question 1.6 En vous rfrant au DT8, complter le DR3 pour dterminer lesdperditions (ou pertes) thermiques globales de la vigie. partir du rsultatobtenu et du document DT3, conclure quant la ncessit dun apportthermique supplmentaire.

    Voir DT3 et DT8

    DR3

    Pour compenser les dperditions thermiques de la vigie, on met en place un mur trombe.

    Question 1.7 En vous rfrant au DT9, identifier la nature des types dchangesthermiques en (B) et en (C) au sein du mur trombe : conduction, convectionnaturelle ou rayonnement.Voir DT9

    Le cahier des charges de la cabine dfinit que la temprature intrieure ne doit pasdescendre sous 15C. Une simulation du modle de comportement de la cabine a permisdobtenir la courbe dvolution de la temprature intrieure en fonction du temps(graphe du document DT10).

    Question 1.8Voir DT9 et DT10

    Expliquer les raisons de la variation de temprature constate dans legraphe du document DT10.Comparer le relev des capteurs de temprature dans la cabine (grapheDT10) avec la simulation. Identifier des paramtres de la simulation qui peuvent tre lorigine de cet cart.

    Casquette

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    Question 1.9 Suite lensemble des tudes prcdentes, conclure sur les choixtechnologiques qui ont t retenus pour la conception de la cabine. Citer unexemple dapport thermique supplmentaire qui na pas t pris en compte.

    AUTONOMIE NERGTIQUE DE LA TOUR DE GUET

    La tour de guet est situe dans une zone loigne du rseau lectrique. Un dispositifd'alimentation solaire permet de fournir l'nergie lectrique ncessaire par l'intermdiaire depanneaux photovoltaques. On cherche vrifier que ce dispositif est correctementdimensionn afin de permettre lautonomie nergtique de la tour de guet.

    Question 1.10 laide du document DT3, complter sur le document DR4 le tableau enindiquant la puissance et lnergie consomme de chacun des rcepteurs.Sachant que la tension en sortie du rgulateur est de 12 V, dterminer lavaleur du courant Is absorb lorsque tous les consommateurs en sortie durgulateur fonctionnent.

    Voir DT3 et DT4

    DR4

    Question 1.11 partir du tableau des caractristiques du panneau solaire SP75 DT11,indiquer la valeur de la tension V, du courant I et de la puissance P au pointde fonctionnement de puissance maximum (MPP : maximum power point)pour les conditions STC (standard test conditions soit E = 1000 Wm-2 ;Tc = 25 C).Reporter sur le document rponse DR4 ce point de fonctionnement.En dduire la consquence pour le point de fonctionnement maximum(MPP) et la puissance lorsque la temprature des cellules augmente de25 C 45 C.

    Voir DT11

    DR4

    Pour la suite de ltude nous nous placerons da