Sujets du Bac Sciences de l'Ingénieur 2023
Sujets du Bac de Sciences de l'Ingénieur 2023 : Métropole 1 et Métropole 2. Avec le corrigé de chaque exercice et correction automatique.
Métropole France 1 (2023)
Thèmes du sujet : Modélisation multi-physique : grandeurs d'effort et de flux, exploitation des simulations · Chaîne de puissance mécanique : cinématique et transmission de mouvement · Actions mécaniques : statique et dynamique du solide · Énergie, puissance et autonomie des accumulateurs · Chaîne d'information : capteurs, conditionnement et conversion analogique-numérique · Traitement de l'information : algorithmes et programmation · Validation des performances et analyse des écarts · Sciences physiques – Mouvement et deuxième loi de Newton dans un champ uniforme · Sciences physiques – Énergie : premier principe et transferts thermiques
- Exercice Sous-partie 1 - Actions mécaniques · Actions mécaniques : statique et dynamique du solide
Question 1.1 : Calculer les normes du moment en I de la force de pesanteur exercée sur le véhicule en montée (M_I1) et en descente (M_I2), puis justifier que le risque de renversement est plus grand… - Exercice Sous-partie 1 - Chaîne d'information · Chaîne d'information : capteurs, conditionnement et conversion analogique-numérique
Sous-partie 1 : Chaîne d'information du robot TAF35 (Questions 1.2 à 1.5). Établir la fonction de transfert Us(theta) de l'inclinomètre, déterminer la nature analogique ou numérique des flux… - Exercice Sous-partie 1 - Traitement de l'information · Traitement de l'information : algorithmes et programmation
Analyse et écriture des algorithmes du programme principal et du sous-programme SP1 de mise en sécurité en cas de roulis excessif (Questions 1.6 et 1.7). - Exercice Sous-partie 2 - Cinématique et transmission · Chaîne de puissance mécanique : cinématique et transmission de mouvement
Sous-partie 2 (Questions 1.8 à 1.10) : Caractérisation du mouvement de rotation 04/01 et de la trajectoire du point I. Détermination graphique sur DR2 de la position du point I' et justification des… - Exercice Sous-partie 2 - Modélisation multi-physique · Modélisation multi-physique : grandeurs d'effort et de flux, exploitation des simulations
Sous-partie 2 (Questions 1.11 à 1.13) : identification des centres de liaison sur le modèle multi-physique, analyse des ports et dérivée (position / vitesse), et exploitation des courbes de… - Exercice Sous-partie 2 - Validation des performances · Validation des performances et analyse des écarts
Question 1.14 : Conclure quant à la pertinence du choix des vérins au regard des résultats obtenus durant cette étude (course de 460 mm et puissance de 1 312 W) et des caractéristiques techniques… - Exercice Sous-partie 3 - Modélisation multi-physique · Modélisation multi-physique : grandeurs d'effort et de flux, exploitation des simulations
Indiquer sur le document réponse DR3 les grandeurs d'effort et de flux associées à chacun des liens de puissance mécaniques (translation pour les vérins et les chenilles, rotation pour le moteur… - Exercice Sous-partie 3 - Actions mécaniques · Actions mécaniques : statique et dynamique du solide
Appliquer le théorème de la résultante dynamique projeté sur l'axe x1 pour déterminer la force de propulsion T du véhicule en montée à vitesse constante, puis montrer que la puissance motrice vaut 13… - Exercice Sous-partie 3 - Chaîne de puissance mécanique · Chaîne de puissance mécanique : cinématique et transmission de mouvement
Calcul des puissances hydrauliques requises pour l'avance du véhicule (question 1.17) et pour la mise en rotation de la turbine (question 1.18) du robot TAF35 à partir des rendements des chaînes de… - Exercice Sous-partie 3 - Énergie et autonomie · Énergie, puissance et autonomie des accumulateurs
Questions 1.19 et 1.20 : Calcul de la puissance totale hydraulique et de la puissance requise pour le moteur diesel. Justification du dimensionnement du moteur. Calcul de la masse de carburant, de… - Exercice A - Forces aérodynamiques sur un volant… · Sciences physiques – Mouvement et deuxième loi de Newton dans un champ uniforme
Étude de la trajectoire d'un volant de badminton lancé à v0=40 m/s, θ0=60°. Q1: estimer graphiquement la vitesse en G4 (t=0,160s) sur l'annexe. Q2: représenter ce vecteur vitesse sur l'annexe. Q3:… - Exercice B - Étude thermique d'un méthanier · Sciences physiques – Énergie : premier principe et transferts thermiques
Étude thermique unidimensionnelle d'un méthanier : résistance thermique globale et de coque externe, modes de transfert thermique (conduction, convection), énergie nécessaire à l'évaporation du GNL…
Métropole France 2 (2023)
Thèmes du sujet : Analyse fonctionnelle et structurelle : ingénierie système et diagrammes SysML · Modélisation multi-physique : grandeurs d'effort et de flux, exploitation des simulations · Chaîne de puissance mécanique : cinématique et transmission de mouvement · Actions mécaniques : statique et dynamique du solide · Énergie, puissance et autonomie des accumulateurs · Chaîne d'information : capteurs, conditionnement et conversion analogique-numérique · Traitement de l'information : algorithmes et programmation · Validation des performances et analyse des écarts · Sciences physiques – Mouvement dans un champ de gravitation : satellites et lois de Kepler · Sciences physiques – Ondes et signaux : intensité sonore, atténuation et phénomènes ondulatoires
- Exercice Sous-partie 1 - Analyse fonctionnelle · Analyse fonctionnelle et structurelle : ingénierie système et diagrammes SysML
Extraire du diagramme des exigences les informations sur la précision attendue du déplacement. - Exercice Sous-partie 1 - Chaîne d'information · Chaîne d'information : capteurs, conditionnement et conversion analogique-numérique
Pour un déplacement en ligne droite de 20 m du robot Trooper, calculer le nombre de tours de roue, déduire le nombre d'impulsions codeur (9 905), calculer la précision de positionnement obtenue et… - Exercice Sous-partie 1 - Traitement de l'information · Traitement de l'information : algorithmes et programmation
Compléter le programme Python de contrôle du déplacement en ligne droite du robot Trooper sur le document réponse DR1. - Exercice Sous-partie 1 - Chaîne de puissance mécanique · Chaîne de puissance mécanique : cinématique et transmission de mouvement
Question 1.5 : Exprimer littéralement le couple sur l'essieu d'une roue Croue en fonction de Cmot, ηred et i, puis calculer la valeur maximale du couple de freinage. - Exercice Sous-partie 1 - Actions mécaniques · Actions mécaniques : statique et dynamique du solide
À partir de la figure 5 (modélisation des actions mécaniques sur le robot en phase de décélération), écrire sous forme vectorielle les actions mécaniques P, N_A, T_A et B0→3 dans le repère… - Exercice Sous-partie 2 - Modélisation multi-physique · Modélisation multi-physique : grandeurs d'effort et de flux, exploitation des simulations
Questions 1.8 et 1.9 : Identifier les fonctions des blocs de la chaîne de puissance (repères 1 à 4) du modèle multiphysique et relever la valeur simulée de la vitesse linéaire du robot en régime… - Exercice Sous-partie 2 - Validation des performances · Validation des performances et analyse des écarts
Questions 1.10 et 1.14 : Relever la vitesse attendue VA dans le diagramme des exigences, comparer à la vitesse simulée VS et conclure. Comparer ensuite la consommation simulée issue de la figure 6 à… - Exercice Sous-partie 2 - Énergie, puissance et autonomie · Énergie, puissance et autonomie des accumulateurs
Questions 1.11, 1.12 et 1.13 : Bilan de consommation électrique par cycle complet, détermination de l'autonomie et validation de l'exigence Id 1.2 du robot Trooper. - Exercice Sous-partie 3 - Chaîne de puissance mécanique · Chaîne de puissance mécanique : cinématique et transmission de mouvement
Sous-partie 3 : Questions 1.15 à 1.20 sur l'étude cinématique du système 4 barres de levage, le tracé des trajectoires sur DR3, la vérification de l'angle d'inclinaison de la pince (exigence 1.3.1),… - Exercice A - La « méduse » : radar anti-bruit · Sciences physiques – Ondes et signaux : intensité sonore, atténuation et phénomènes ondulatoires
Exercice de physique sur le radar sonore « méduse » : Q1 démontrer I50=5,0×10⁻⁵ W·m⁻² à partir de U.1=77dB ; Q2 choisir et justifier l'évolution de l'intensité quand la distance double ; Q3 démontrer… - Exercice B - Sagittarius A* · Sciences physiques – Mouvement dans un champ de gravitation : satellites et lois de Kepler
Étude du mouvement circulaire de l'étoile S1 autour du trou noir Sagittarius A* : représenter le schéma des forces et vecteurs (Q1), établir le vecteur accélération via la deuxième loi de Newton…
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