16et2dmlr1_feu Forêt Corrige

7/25/2019 16et2dmlr1_feu Fort Corrige

1/12

Baccalaurat sciences et technologies de lindustrie et du dveloppement durable STI2D Session 2016

Enseignements technologiques transversaux Code:16ET2DMLR1C Page 1 / 12

BACCALAURAT TECHNOLOGIQUESciences et technologies de lindustrie et du

dveloppement durableENSEIGNEMENTS TECHNOLOGIQUES TRANSVERSAUX

Coefficient 8 Dure 4 heuresAucun document autoris

Calculatrice autorise

LUTTE CONTRE LES INCENDIES DE FORTS

CORRIG


2/12



LUTTE CONTRE LES INCENDIES DE FORTS

Partie 1 : Dtection des dparts de feux de fort

Question 1.1 :

Largumentation complte dcrite ci-dessous nest pas exige du candidat. Il sagitde reprer la prsence de mots cls dans la rponse du candidat.

Ecologique Social Economique- Les incendies engendrent desconsquences gnralementnfastes sur les cosystmeslorsquils deviennent tropfrquents ou quils concernentdes superficies importantes.- les feux entranent unehomognisation du milieu etfont peser une forte menace surdes espces rares ou trslocalises.- Les feux peuvent fairedisparatre des grainesdespces vgtales prsentesdans la litire, rduire la matireorganique et amorcer leprocessus drosion des solsLa surface sensible aux feux de

forts, estime 5,5 millionsdha en 1989-2008, pourraitatteindre 7 millions dha lhorizon 2040.

- 6 000 communesfranaises sont classes risque feux de forts , soitune commune sur six- Les surfaces deslogements annuellementautorises, situes dans leszones forestires etnaturelles, dans lescommunes risque feux deforts ont t multiplies par1,6- le nombre de personnes protger en cas dincendie

24 000 ha de forts sontincendis en France- Les incendies prsententdes risques importants pourles enjeux construits dans ou proximit des zones risque.- les constructions usagedactivit saccroissent dansles zones risque incendieLa surface sensible aux feuxde forts, estime 5,5millions dha en 1989-2008,pourrait atteindre 7 millionsdha lhorizon 2040.

Question1.2tour de guet, patrouille motorise

Question1.3sur DR1

Question 1.4sur DT6, on constate que la mise en place de la casquette permet la

limitation des rayonnements directs (halo gris clair sur la fentreexpose au sud pour la priode juin septembre pendant les heureschaudes) par opposition la solution sans avance ou le soleil est enrayonnement direct dans la mme fentre.

Sur DR2

Question1.5Exigence extrait du sysml : limiter limpact cologique.


3/12



Le panneau sandwich retenir est celui me de laine de roche car conductivit thermique gale, pour une mme unit fonctionnelle, tous lescritres dimpacts environnementaux sont moindres.

Question1.6

sur DR3

Question1.7B : rayonnement. C : convection naturelle

Question1.8Sur la simulation la monte en temprature correspond louverture dumur trombe. La temprature diminue ensuite progressivement et nedescend sous 15 C quaprs plus de 6h. Le cahier des charges nest quepartiellement respect.

Dans la ralit, la temprature fluctue, lair est plus chaud en haut. Lescapteurs montrent une diminution plus rapide de la temprature moyenne lintrieur de la cabine et la valeur de 15 C est atteinte aprs moins de5 h.

Les possibilits de diffrences entre le rel et la simulation sont :-une dcharge linaire et plus rapide de lnergie stocke dans du murtrombe.- une temprature extrieure relle qui nest pas constante et est plusbasse que les 14 C de la simulation.- rayonnement et dure dexposition solaire infrieurs la simulation.- une dperdition thermique dans la cabine plus importante.

Question 1.9La casquette permet damliorer le confort thermique de jour en vitant lasurchauffe de la cabine. Le choix de lisolant permet de limiter limpactenvironnemental mme performance thermique. Le choix dun murtrombe permet dassurer partiellement lapport nergtique ncessaire parapport solaire gratuit. Il nest cependant pas forcment suffisant. Lesapports supplmentaires peuvent tre lapport thermique de la vigie et lematriel prsent dans la cabine (rfrigrateur, ordinateur, )

Question 1.10sur DR4

Question 1.11

MPP I = 4,4 A, V = 17,6 V et P = 75 Wc

Lorsque la temprature passe de 25 C 45 C (temprature defonctionnement normal des cellules photovoltaques), le courant changetrs peu mais la tension baisse. La puissance maximum exploitable adonc baisse.

Question 1.12


4/12



Lirradiance est de E = 1000 Wm-2.La surface dun panneau est de S = 1,2 x 0,533 = 0,6396 m2.La puissance reue est de : Pr = E x S = 640 W.Dans les conditions STC, la puissance fournie est de Pc = 75 W.

Le rendement est donc : = Pc / Pr = 75 / 639,6 = 11,7 %.

Question 1.13

La valeur de Ip = 14 x 4,4 = 61,6 A.

Question 1.14Daprs la documentation du constructeur, la tension de rfrence dupanneau photovoltaque est de 12 V. La tension maximale de sortie dupanneau photovoltaque est de 21,7 V.La gamme de rgulateur est compatible puisquil tolre une tensionmaximale dentre infrieur 47 V.Ip = 50 A mais il y a deux rgulateurs en parallle. Chacun fourni donc

25 A. Daprs le tableau de choix le modle doit donc avoir un courantsuprieur 25 A. Le rgulateur retenu est le PR3030.



Question 1.17La puissance gnre par un panneau solaire est de 75W. Lnergieproduite par les quatorze panneaux pendant les 5,93h est de :Wp = 14 x 75 x 5,93 = 6226,5 Wh. Lnergie produite est nettementsuprieure lnergie consomme. Dune part, Il sagit dun ensoleillementmoyen, et dautre part, il faut pouvoir recharger les batteries lorsquellesont suppl plusieurs journes sans ensoleillement.

Question 1.18Du point de vue nergie lectrique, lensemble de la tour est autonomepuisque le dispositif produit plus que de ncessaire. Les batteries sontindispensables pour stocker lnergie puisque celle-ci est produite en

journe et consomme majoritairement la nuit, notamment en ce quiconcerne lclairage.


Question 1.20Pression extrme (zone 1, site protg) = 700 PaForce extrme = 700 Pa x 14 m = 9800 NConclusion : En cas de vent extrme la tour peut basculer. Un soinparticulier devra donc tre apport au dimensionnement des fondations

(masse) et leur ralisation.


5/12



Question 1.21 :La contrainte dtre en hauteur est rsolue par le choix technique de latour et le soin particulier de la ralisation des fondations.La contrainte de confort de la vigie est obtenue par une bonne isolationthermique et lappoint des dperditions de nuit grce au mur trombe.

La contrainte dtre autonome en site isol est valide par la chanesolaire.

Partie 2 Systme daide lintervention : Le drone

Question 2.1Poids de limage =14 Mpixels*3= 42 000 000 octets = 40,05 Mo

Question 2.2Poids de la photo comprime en jpg = 40,05 / 20= 2 Mo

=42.106

/ 20 = 2,1 106

o

Question 2.3Nombre de trames ncessaires pour envoyer limagen=2,5.106/(1500.0,95)= 1754,4 soit 1755 trames

Quantit totale de donnes transfres1755.(1500+6+4)=2650050 o =2,2527 Mo

Question 2.4ladresse Mac est code sur 6 octets.

00194B : constructeur n3 et dbit de communication : 80 Mbits.s-1

Question 2.5temps pour envoyer une imaget= l/v=3/(5)=0,6 s=600 ms60/0,6= 100 images. On pourrait envoyer 100 images par minute.

Question 2.6Pour raliser le maillage des images il faut envoyer (60/5) soit 12 imagespar minutes. La carte Wimax utilise permet den envoyer 8 fois plus(100/12).

Donc toute la bande passante nest pas utilise. On peut donc envisagerdutiliser ce protocole pour envoyer dautres donnes du drone au centrede commandement telles que camra thermique infrarouge en grant lapriorit affecte chaque tache.


6/12



DR1 Document rponse 1

Question 1.3 TABLEAU DEVALUATION DU CHOIX ARCHITECTURAL DE LA TOUR

Mettre+1 si lecritre est respect,sinon indiquer -1

Critres & Exigence

du cahier descharges indiquer(cf. DT3)

Tour n1 Tour n2 Tour n3 Tour n4

Critre : hauteurExigence : 30m

15m maxi

-135m

+125m

-130m

+1

Critre : surface dela plateformeExigence : 9m

5m

-15m

-18m

-110m

+1

Critre : cot

Exigence : 50 000

45 000

+1100 000

-1150 000

-145 000

+1

Critre : matriauxrecyclablesExigence : 75%

75%

+170%

-160%

-180%

+1

Critre : engins dechantierExigence :Limiter lemploi.

Grue mobile

-1Moyen lourd

-1Pompe bton

-1Petitoutillage

+1

TOTAL : -1 -3 -5 +5

Conclusion : Solution technique retenir : tour n4


7/12



DR2

Question 1.4

La casquette protge bien la vigie dune surchauffe durant les mois le mois le pluschaud (mois de juin)- En septembre, une infime partie des rayons du soleil traversela fentre. Donc lavance est correctement dimensionne.


8/12



DR3

Question 1.6Calcul de la diffrence de temprature :

i : temprature intrieure [c] : e : temprature extrieure [c] :

i-e = 15-12,9=2,1C

Calcul des dperditions surfaciques Dsurfpar paroiParoi Surface Rtherm. Dperdition surfacique

DSurfpar paroi

Toiture 4 3 4 / 3 * 2,1 = 2,8

Fentres 7 1,27 11,6

Porte 1,5 1,07 3

Parois verticales 9,1 2,97 6,4

Plancher 4 2,71 3,1

Total des dperditions surfaciques Dsurf= 26 ,9 W

Calcul des dperditions liniques Dli :

20 % x 26,9 = 5,4Total des dperditions liniques Dli=5,4W

Calcul des dperditions par renouvellement dair Dra :

0,34 x 25 % * 8,8 m3 * 2,1C = 1,6 W

Total des dperditions par renouvellement dair Dra = 1,6 WCalcul des dperditions globales Dglob de la cabine :

26,9 + 5,4 + 1,6 = 33,9Total des dperditions de la cabine Dglob = 33,9 W

Conclusion :Lestimation des dperditions par les parois, les ponts thermiques et lerenouvellement de lair montre quune source de chaleur est ncessaire si lonveut compenser les dperditions. Si ce nest pas le cas, les 15C minimum(exigences dans DT3) lintrieur de la cabine ne seront pas conservs.


9/12



DR4

Question 1.10

Rcepteur NB P en W P total en WHeurespar jour

Whjour-1

Eclairage

Cabine 1 11 11 8 88Priphrie cabine 4 5 20 0,5 10

Seuils escalier 12 5 60 0,5 30

Equipements

PC 240 V 1 100 100 0,5 50

Onduleur 1 2,7 2,7 24 64,8

Autres rcepteurs

Radio (en mission) 1 48 48 4 192

Radio (en veille) 1 6 6 20 120

Rfrigrateur 1 40 (-40 %) 24 24 576Total X 271,7 X 1130,8Valeur du courant Is absorb = 271.7/12= 22,65 A

Question 1.11Point de fonctionnement du panneau solaire :

4,4 A

17,6 V

75 Wc


10/12



DR5

Question 1.14Cas 2: cas dun clairement particulier E=130 Wm-2 (avec Vp = 13,8 V, Ip=8,7 A et Is=10 A).

SYSML : Diagramme des blocs internes.

120 W

120 W

0 W

0 A


11/12



DR6 Question 1.15

Panneaux Photovoltaques BatteriesCharges (quipements

consommateurs)

PP en W Fonctionnement (re Ps en W Fonctionnement PB en W Fonctionnement

Cas 1 :

exposition en plein midi

avec un clairement de E

= 1000 Wm-2

avec Is = 25 A

1084

reoit de la puissance

fournit de la puissance

pas dchange de

puissance

300



pas dchange de

puissance

784



pas dchange de

puissance

Cas 2:

faible clairement

E=130 Wm-2

avec Is = 1 0 A

120



pas dchange de

puissance

0



pas dchange depuissance

120



pas dchange de

puissance

Cas 3 :

de nuit

avec Is = 2 0 A 0



pas dchange depuissance

240W



pas dchange de

puissance

240W



pas dchange de

puissance


12/12



DR 7

Question 1. 19

4 m x 55 kN 40,7 x Force du vent = 0 Force du vent = 5,4 kN

16et2dmlr1_feu Forêt Corrige

Documents

Transcript of 16et2dmlr1_feu Forêt Corrige