Corrigé Bac S 2015 : Sciences de l ingénieur

5 pages

Français

Corrigé Bac S 2015 : Sciences de l'ingénieur

Fil_Bac2015 - Sylvan

Le téléchargement nécessite un accès à la bibliothèque YouScribe
Tout savoir sur nos offres

5 pages

Français

Le téléchargement nécessite un accès à la bibliothèque YouScribe
Tout savoir sur nos offres

A propos
Informations
Extrait

Description

Corrigé Bac S 2015 : Sciences de l'ingénieur

Informations

Publié par	Fil_Bac2015
Publié le	24 juin 2015
Nombre de lectures	33 597
Langue	Français

Extrait

BAC S–Sciences de l’Ingénieur

Il s’agit dequelques pistes d’analyse pour ce sujetet non pasd’un corrigétype:

Petite centrale hydroélectrique à vis d'Archimède

Questions :

Q1 :

3 Le débit minimal sur la période ciblée est de 2,22 m /s.

3 Le débit de réserve se calcule en multipliant le débit moyen par 1/10 soit 0.17 m /s

3 Le débit minimal disponible pour la production électrique est donc de 2,05 m /s

Q2 :

On calcule en utilisant la formule :P*g*Q*H

Soit 39 240 W donc 39,240 KW

Si le rendement global de l’installation est de 75%, on multiplie la puissance disponible par 0,75 pour obtenir 29,430 KW utiles

Q3 :

Même formule mais en multipliant ce dernier résultat par le nombre d’heures contenues dans les 5 mois, soit :

106 654 KW/H

Q4 :

Le prix de vente étant de 0,10 € le KW, on multiplie le nombre de KW/H obtenuen 1 an par le prix ce qui équivaut à 10 665€par an.

Le coût de la centrale électrique étant de 150 KE, cela nous donne un investissement rentabilisé en 14,06 années.

Une durée moyenne de retour sur investissement de l’ordre de 14 ans nous permet de dire que le choix de la rivière est cohérent.

Q5 :

3 La hauteur de chute de la centrale est de 2 mètres et le débit minimal est de 2 m /S, selon les éléments de la figure 3, le type de turbine la plus adaptée est donc la vis d’Archimède.

Q6–Q7 et Q8 :

3 1 3 On considère un débit de 2 m . S et un volume élémentaire entre deux hélices de 2,02 m .

Il y a donc l’équivalent d’une hélice parcourant la totalité de la longueur par seconde, ceci permet de calculer la vitesse de rotation angulaire. Il suffira ensuite de multiplier cette vitesse de rotation angulaire par le périmètre de l’extérieur de l’hélice pour obtenir la vitesse tangentielle. Ceci permettant de conclure sur le respect du critère d’ichtyophilie de l’installation choisie.

Q9 :

Dans l’ordre–ligne du haut :

Force de torsion (Newton)

Tension (Volt)

Dans l’ordre–ligne du bas :

Vitesse angulaire (radian par seconde)

Intensité (Ampère)

Q10 :

Pour obtenir le rendement global, on multiplie les rendements des différents éléments, soit un rendement global de 0,68.

On a calculé en Q2, une puissance de 39 KW, soit une puissance efficace de 26,38 KW.

Q11 :

On utilise la formule :

p*N s f60

60f Ce qui équivaut àNs p

= 1 000 tours par minute

Q12 :

G = 1,8

1000x On résout donc l’équation :1,81000

Doncx2800tours par minute

Q13 :

Pour déterminer le rapport de multiplication, on divisera la vitesse de rotation de la génératrice par la vitesse de rotation de la vis d’Archimède.

Q14 :

Le concepteur a choisi d’utiliser deux systèmes de multiplication successifs, afin de limiter l’effort de chaque système.

Q15 :

Le ressort modélise l’élongation élastique de la courroie.

Q16 :

Lecture graphique

Q17 :

Il s’agit d’une simple conversion à partir des données obtenues sur la figure 9

Q18 :

Petite incursion mathématique :

Le moment résultant est la somme des vecteursFAetFB

Q19 :

Pour cette question, on divise l’effort par 6. Puis par l’effort admissible par unité de largeur, et on obtient la largeur minimale b.

Ne pas oublier de convertir cette largeur obtenue en mètre en millimètre.

Q20 :

Il faut sélectionner les courbes les plus droites possibles, ce qui élimine d’office le couplage à 990 tours / minute.

Le meilleur couplage se situant donc entre 1 000 et 1 020 tours par minute.

Q21 :

Q22 :

Si(temps_mesuré >= 19,61 ms)ET(Temps_mesuré <= 20 ms),

ALORScompteur = compteur +1

SINONcompteur = 0

Q23 :

Le but d’une centrale est de produire du courant et pas d’en consommer

Q24 :

01 03 C5 68 00 02 Q25 CRC

Q25 :

Découplage

Q26 :

Q27 :

Les capteurs à ultrasons mesurent le temps nécessaire aux ultrasons pour se refléter sur l’eau puis revenir.

Ceci permet de mesurer la distance entre le capteur et la surface de l’eau ; Ceci ne mesure donc pas directement le niveau d’eau mais un niveau relatif à une hauteur.

Q28 :

Débit exploitable  capteur niveau amont

Débit turbiné  capteur niveau amont et capteur niveau entrée vis

Hauteur de chute utile–capteur amont vis et capteur aval

Q29 :

Il faudra implanter dans l’automate, une fonction divisant l’énergie en kWh par 1 061 puis affichant la valeur obtenue suivie de l’unité gramme équivalent carbone.

Q30 :

L’analyse devra montrer que les deux courbes suivent bien la même forme mais la courbe produite est uniformément diminuée par rapport à la courbe estimée.

L’écart qui devient de plus en plus important est dû au fait que la fonction représentée est l’intégrale de l’énergie produite par rapport au temps.

On pourra discuter sur le fait que les frottements et autres pertes d’énergie ont sans doute été sousestimés lors de l’étude initiale.