Sujets du Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable 2023
Sujets du Bac STI2D d’Ingénierie, Innovation et Développement Durable 2023 : Métropole - Architecture et Construction (AC). Avec corrigé.
Métropole France - Architecture et Construction (AC) (2023)
Thèmes du sujet : Développement durable, impacts environnementaux et nuisances d'un projet · Choix multicritères et comparaison de solutions techniques · Analyse du besoin et ingénierie système (diagrammes SysML) · Flux matière-énergie-information et diagrammes de blocs internes · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques · Comportement mécanique : cinématique, transmission de mouvement et vitesses · Résistance des matériaux et dimensionnement des structures · Bilan énergétique, rendements et efficacité énergétique · Chaîne d'information : acquisition, codage et conversion des données · Comportement informationnel : diagrammes d'états, lois de commande et asservissements
- Partie 1 - Choix multicritères · Choix multicritères et comparaison de solutions techniques
Question 1.1 : Comparer de façon qualitative les pistes en béton sur remblai et en béton sur ossature sur le document réponses DR1 en proposant la note 0 ou 1 pour chaque critère, puis calculer les… - Partie 1 - Développement durable · Développement durable, impacts environnementaux et nuisances d'un projet
Associer à chaque pilier du développement durable (économique, écologique et sociétal) un critère issu du DR1 parmi : Prix, Mise en œuvre, Réalisation de vestiaires/stockage, Insertion dans le… - Partie 1 - Exploitation de normes et données géom… · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Questions 1.3, 1.5 et 1.6 : calcul du nombre de demi-tours pour réaliser 1 km selon les critères de la FFC, calcul trigonométrique de l'angle d'inclinaison des virages sur remblai, justification de… - Partie 1 - Comportement mécanique (cinématique) · Comportement mécanique : cinématique, transmission de mouvement et vitesses
Tracer à l'échelle le vecteur vitesse linéaire tangentielle du cycliste (vitesse de 85 km/h) en virage au point indiqué sur le document réponses DR2 avec l'échelle 1 cm pour 20 km/h. - Partie 2 - Résistance des matériaux et équilibre · Résistance des matériaux et dimensionnement des structures
Partie 2 : Questions 2.1 et 2.2 sur le dôme gonflable du vélodrome. Calcul du poids de la structure à partir de sa masse surfacique (2,17 kg/m²) et de sa surface (11 158 m²), puis calcul de la force… - Partie 2 - Ingénierie système (diagramme SysML) · Analyse du besoin et ingénierie système (diagrammes SysML)
D'après le diagramme de contexte SysML (DT4), relever deux perturbations extérieures que la pression intérieure du dôme gonflable doit compenser. - Partie 3 · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Partie 3 : sélection des générateurs d'air chaud et fonctionnement des sas. Calcul de la vitesse des fuites d'air, calcul du débit de fuite (en m³/s et m³/h), dimensionnement et choix du modèle de… - Partie 4 · Chaîne d'information : acquisition, codage et conversion des données
Partie 4 : Questions 4.1 à 4.3 portant sur l'acquisition des températures du sol par sondes Pt100, la détermination de la température de condensation avec le document technique DT7, l'identification… - Partie 5 - Flux MEI et diagramme ibd · Flux matière-énergie-information et diagrammes de blocs internes
Question 5.1 : Sur le diagramme de blocs internes de la roue déshydratante (DR5), identifier les deux flux d'air en repassant sur les traits avec deux couleurs différentes, l'une pour l'air humide et… - Partie 5 - Comportement informationnel (algorigra… · Comportement informationnel : diagrammes d'états, lois de commande et asservissements
Questions 5.2 et 5.3 : exploitation de l'algorigramme de commande de la roue déshydratante (Cas 1, 2 et 3) et justification du choix d'une marge de sécurité de 5 °C compte tenu du temps de… - Partie A - Bilan énergétique et isolation thermiq… · Bilan énergétique, rendements et efficacité énergétique
Partie A : Questions A.1 à A.5. Détermination des conditions d'isolation de l'air statique, identification des ponts thermiques créés par les soudures, calcul de la résistance thermique surfacique… - Partie A - Éclairement naturel et transmission lu… · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Questions A.6 et A.7 : transmission lumineuse globale de la double membrane et vérification du niveau d'éclairement naturel pour les cyclistes. - Partie B · Bilan énergétique, rendements et efficacité énergétique
Partie B : Questions B.1 à B.5 sur le bilan global des déperditions thermiques d'hiver du vélodrome et la validation du choix de la puissance thermique utile maximale des générateurs d'air chaud. - Partie C · Résistance des matériaux et dimensionnement des structures
Partie C : Étude statique et vérification de la résistance mécanique des goujons d'ancrage M20 retenant la membrane du vélodrome (Questions C.1 à C.5). - Partie D · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Partie D : Acoustique du vélodrome. Questions D.1 à D.4 portant sur le calcul de l'aire d'absorption équivalente A, la vérification de l'arrêté du 20 avril 2017, le calcul du temps de réverbération…
Métropole France - Energies et Environnement (EE) (2023)
Thèmes du sujet : Développement durable, impacts environnementaux et nuisances d'un projet · Choix multicritères et comparaison de solutions techniques · Compétitivité économique : coûts, recettes et rentabilité d'un projet · Analyse du besoin et ingénierie système (diagrammes SysML) · Flux matière-énergie-information et diagrammes de blocs internes · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques · Comportement mécanique : cinématique, transmission de mouvement et vitesses · Résistance des matériaux et dimensionnement des structures · Chaîne de puissance : structure, fonctions et solutions techniques · Bilan énergétique, rendements et efficacité énergétique · Chaîne d'information : acquisition, codage et conversion des données · Comportement informationnel : diagrammes d'états, lois de commande et asservissements
- Partie 1 - Question 1.1 : Comparaison des types d… · Choix multicritères et comparaison de solutions techniques
Question 1.1 : Comparer de façon qualitative les pistes en béton sur remblai et les pistes en béton sur ossature sur le DR1 à l'aide d'une matrice multicritère (notes 0 ou +1, calcul des totaux… - Partie 1 - Question 1.2 : Piliers du développemen… · Développement durable, impacts environnementaux et nuisances d'un projet
Associer à chaque pilier du développement durable (économique, écologique et sociétal) un critère issu du tableau comparatif DR1 (Prix, Mise en œuvre, Réalisation de vestiaires/stockage, Insertion… - Partie 1 - Questions 1.3, 1.5, 1.6 : Géométrie et… · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Questions 1.3, 1.5 et 1.6 : Calculer le nombre de demi-tours pour réaliser 1 km avec une piste de 250 m et conclure sur la conformité FFC ; calculer l'angle d'inclinaison de la piste dans les virages… - Partie 1 - Question 1.4 : Vecteur vitesse du cycl… · Comportement mécanique : cinématique, transmission de mouvement et vitesses
Tracer à l'échelle le vecteur vitesse linéaire du cycliste en virage pour une vitesse maximale de 85 km/h sur le document réponse DR2. - Partie 2 - Questions 2.1, 2.2 : Équilibre des for… · Résistance des matériaux et dimensionnement des structures
Partie 2 - Questions 2.1 et 2.2 : Calculer le poids du dôme à partir de sa masse surfacique et de sa surface, calculer la force pressante résultante de la pression intérieure de 300 Pa sur la surface… - Partie 2 - Question 2.3 : Diagramme de contexte e… · Analyse du besoin et ingénierie système (diagrammes SysML)
D'après le diagramme de contexte SysML (DT4), relever deux perturbations extérieures que la pression intérieure doit compenser. - Partie 3 : Sélection des générateurs d'air chaud… · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Partie 3 : Comment sélectionner les générateurs d'air chaud ? Question 3.1 : Calculer la vitesse de l'air s'échappant par les fuites du dôme (P = 300 Pa, rho = 1,25 kg/m³). Question 3.2 : Calculer le… - Partie 4 : Évaluation du risque de condensation p… · Chaîne d'information : acquisition, codage et conversion des données
Questions 4.1 à 4.3 : Exploiter les mesures des sondes Pt100 et le tableau psychrométrique DT7 pour calculer les températures au sol, les températures de condensation et détecter les zones à risque… - Partie 5 - Question 5.1 : Diagramme des blocs int… · Flux matière-énergie-information et diagrammes de blocs internes
Partie 5 - Question 5.1 : Sur le diagramme de blocs internes de la roue déshydratante (DR5), identifier les deux flux d'air en repassant sur les traits avec deux couleurs différentes (air humide et… - Partie 5 - Questions 5.2, 5.3 : Algorigramme de c… · Comportement informationnel : diagrammes d'états, lois de commande et asservissements
Questions 5.2 et 5.3 : Compléter le tableau d'activation de la roue déshydratante selon l'algorigramme (Cas 1, 2 et 3) et justifier le choix de la marge de sécurité de 5 °C compte tenu du temps de… - Partie A - Question A.1 : Choix de la technologie… · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
À partir du document technique DTS1, citer deux avantages justifiant le choix de souffleries équipées de ventilateurs centrifuges. - Partie A - Question A.2 : Nature des flux d'énerg… · Flux matière-énergie-information et diagrammes de blocs internes
Sur le schéma ibd de la chaîne de puissance du générateur d'air chaud (DRS1), qualifier la nature des six flux d'énergie indiqués par des cadres en pointillés (énergie électrique, énergie mécanique… - Partie A - Questions A.3-A.6, A.8, A.10-A.12 : Bi… · Bilan énergétique, rendements et efficacité énergétique
Questions A.3 à A.6, A.8, A.10 à A.12 : Établir le bilan des puissances et rendements de la soufflerie du vélodrome et valider l'autonomie du groupe électrogène de secours. - Partie A - Question A.7 : Choix du capteur de pre… · Chaîne d'information : acquisition, codage et conversion des données
Question A.7 : Exploiter la documentation technique du capteur de pression (DTS3) pour justifier sa référence 699.B13214 et préciser la nature de son signal électrique de sortie. - Partie A - Question A.9 : Coût d'exploitation jou… · Compétitivité économique : coûts, recettes et rentabilité d'un projet
Question A.9 : À partir du relevé de consommation annuelle de la soufflerie (DTS4) et d'un prix de l'électricité de 0,173 €/kWh, calculer le coût financier journalier moyen. - Partie B - Questions B.1, B.2 : Choix de l'ascens… · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Partie B - Questions B.1 et B.2 : Justifier le choix d'un ascenseur hydraulique pour le vélodrome et justifier la course du vérin à partir des données des documents techniques DTS6 et DTS7. - Partie B - Questions B.3 à B.8 : Schéma hydrauliq… · Chaîne de puissance : structure, fonctions et solutions techniques
Questions B.3 à B.8 : Analyser les constituants du schéma hydraulique de l'ascenseur du vélodrome (montée, descente, régulation de pression et sécurité en cas de coupure de courant). - Partie C - Questions C.1, C.5, C.6 : Conformité d… · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Questions C.1, C.5 et C.6 : Identification de la technologie d'éclairage (LED), relevé et analyse de l'éclairement moyen et de l'uniformité par rapport aux exigences de catégorie 2, et calcul de… - Partie C - Questions C.2-C.4, C.8 : Efficacité lu… · Bilan énergétique, rendements et efficacité énergétique
Questions C.2 à C.4 et C.8 : Calculer l'efficacité lumineuse des luminaires indirects et déterminer leur classe énergétique. Calculer la puissance électrique totale et le flux lumineux total produit… - Partie C - Question C.7 : Économie financière sur… · Compétitivité économique : coûts, recettes et rentabilité d'un projet
Calculer l'économie sur la consommation annuelle d'électricité (en kWh) et sur la facture d'électricité (en euros) réalisable par extinction de l'éclairage artificiel pendant les 1 958 heures…
Métropole France - Innovation Technologique et Eco-conception (ITEC) (2023)
Thèmes du sujet : Développement durable, impacts environnementaux et nuisances d'un projet · Choix multicritères et comparaison de solutions techniques · Analyse du besoin et ingénierie système (diagrammes SysML) · Flux matière-énergie-information et diagrammes de blocs internes · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques · Comportement mécanique : cinématique, transmission de mouvement et vitesses · Résistance des matériaux et dimensionnement des structures · Chaîne de puissance : structure, fonctions et solutions techniques · Chaîne d'information : acquisition, codage et conversion des données · Comportement informationnel : diagrammes d'états, lois de commande et asservissements
- Partie 1 - Question 1.1 · Choix multicritères et comparaison de solutions techniques
Comparer de façon qualitative les pistes en béton sur remblai et les pistes en béton sur ossature sur le DR1 en proposant la note 0 ou +1 pour chaque critère, puis justifier le choix d'une piste en… - Partie 1 - Question 1.2 · Développement durable, impacts environnementaux et nuisances d'un projet
Associer à chaque pilier du développement durable (économique, écologique et sociétal) un critère issu du DR1. - Partie 1 - Question 1.4 · Comportement mécanique : cinématique, transmission de mouvement et vitesses
Dans les virages sur la piste principale, le cycliste est en mouvement circulaire autour du point O avec une vitesse maximale de 85 km/h. Tracer à l'échelle (1 cm pour 20 km/h) le vecteur vitesse… - Partie 1 - Questions 1.3, 1.5 et 1.6 · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Questions 1.3, 1.5 et 1.6 : Calculer le nombre de demi-tours pour réaliser 1 km et vérifier la conformité de la longueur de la piste ; calculer l'angle d'inclinaison alpha_p des virages à partir de… - Partie 2 - Questions 2.1 et 2.2 · Résistance des matériaux et dimensionnement des structures
Calculer le poids du dôme à partir des données DT2, puis calculer la force résultante de la pression intérieure à partir de DT3 et conclure quant à la capacité des ventilateurs à soulever le dôme. - Partie 2 - Question 2.3 · Analyse du besoin et ingénierie système (diagrammes SysML)
D'après le diagramme de contexte (DT4), relever deux perturbations extérieures que la pression intérieure doit compenser. - Partie 3 - Questions 3.1 à 3.5 · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Questions 3.1 à 3.5 : Dimensionnement des générateurs d'air chaud et fonctionnement aéraulique des sas techniques. - Partie 4 - Questions 4.1 à 4.3 · Chaîne d'information : acquisition, codage et conversion des données
Questions 4.1 à 4.3 : Évaluation du risque de condensation à partir de l'instrumentation en température et hygrométrie (calcul des températures de sol avec Pt100, lecture des températures de rosée… - Partie 5 - Question 5.1 · Flux matière-énergie-information et diagrammes de blocs internes
Sur le diagramme de blocs internes de la roue déshydratante (DR5), identifier les deux flux d'air en repassant sur les traits avec deux couleurs différentes, l'une pour l'air humide et l'autre pour… - Partie 5 - Questions 5.2 et 5.3 · Comportement informationnel : diagrammes d'états, lois de commande et asservissements
Question 5.2 : Compléter le tableau indiquant si la roue déshydratante s'active (OUI / NON) pour les trois cas selon l'algorigramme. Question 5.3 : Conclure sur le choix du constructeur d'ajouter une… - Partie A - Questions A.1 et A.2 · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Relever les dimensions Lgp y et Lgp z d'encombrement du pédalier sur le document technique DTS1. Calculer ensuite l'angle β de la droite limite de contact et conclure sur le risque de contact avec la… - Partie A - Questions A.3 et A.4 · Résistance des matériaux et dimensionnement des structures
Questions A.3 et A.4 : Relever le coefficient de frottement pneu/béton, calculer l'angle de frottement correspondant, tracer le cône de frottement sur DRS2 et conclure sur le maintien à l'équilibre… - Partie A - Questions A.5 et A.6 · Comportement mécanique : cinématique, transmission de mouvement et vitesses
Questions A.5 et A.6 : Déterminer quelle position correspond à la vitesse la plus grande et la plus faible. Calculer la vitesse d'équilibre Ve pour une inclinaison de 45° avec r = 19 m en m/s et… - Partie B - Questions B.1 et B.3 · Développement durable, impacts environnementaux et nuisances d'un projet
Questions B.1 et B.3 : Indiquer les risques encourus par les spectateurs en cas de défaillance du système de pressurisation de la couverture. Comparer les impacts environnementaux (DTS7 et DTS8) des… - Partie B - Questions B.2 et B.5 · Choix multicritères et comparaison de solutions techniques
Questions B.2 et B.5 : Comparaison technico-économique des procédés de fabrication (mécano-soudure vs lamellé-collé) à partir du tableau DTS6, et conclusion finale sur l'arbitrage multicritères… - Partie B - Question B.4 · Résistance des matériaux et dimensionnement des structures
Question B.4 : Indiquer les valeurs des contraintes maximales subies pour la structure acier et pour la structure bois. Comparer les coefficients de sécurité des deux structures et indiquer la… - Partie C - Question C.2 · Chaîne de puissance : structure, fonctions et solutions techniques
L'IBD représenté en DRS3 représente la chaîne de puissance du monte-personnes. Indiquer les fonctions des différents blocs (Contacteur, Moteur, Réducteur, Pignon-crémaillère) en utilisant les termes… - Partie C - Questions C.1, C.3 à C.6 · Comportement mécanique : cinématique, transmission de mouvement et vitesses
Partie C - Questions C.1, C.3 à C.6 : Mouvement du monte-personne, justification du système pignon-crémaillère, calcul cinématique de la vitesse de sortie du réducteur, calcul du rayon primitif du…
Métropole France - Systèmes d'Information et Numérique (SIN) (2023)
Thèmes du sujet : Développement durable, impacts environnementaux et nuisances d'un projet · Choix multicritères et comparaison de solutions techniques · Analyse du besoin et ingénierie système (diagrammes SysML) · Flux matière-énergie-information et diagrammes de blocs internes · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques · Comportement mécanique : cinématique, transmission de mouvement et vitesses · Résistance des matériaux et dimensionnement des structures · Chaîne d'information : acquisition, codage et conversion des données · Comportement informationnel : diagrammes d'états, lois de commande et asservissements
- Partie 1 - Choix multicritères · Choix multicritères et comparaison de solutions techniques
Question 1.1 : Comparer de façon qualitative les pistes en béton sur remblai et les pistes en béton sur ossature sur le DR1 en proposant la note 0 ou +1 pour chaque critère. Justifier le choix d'une… - Partie 1 - Développement durable · Développement durable, impacts environnementaux et nuisances d'un projet
Associer à chaque pilier du développement durable (économique, écologique et sociétal) un critère issu du DR1 (Prix, Mise en œuvre, Réalisation de vestiaires/stockage, Insertion dans le paysage,… - Partie 1 - Données géométriques et conformité · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Questions 1.3, 1.5 et 1.6 : Calculer le nombre de demi-tours pour réaliser 1 km avec une piste de 250 m et conclure sur l'exigence de la FFC. Calculer l'angle d'inclinaison de la piste dans le virage… - Partie 1 - Cinématique · Comportement mécanique : cinématique, transmission de mouvement et vitesses
Tracer à l'échelle le vecteur vitesse linéaire du cycliste en virage pour une vitesse maximale de 85 km/h au point indiqué sur le document réponses DR2 (échelle 1 cm pour 20 km/h). - Partie 2 - Actions mécaniques et équilibre · Résistance des matériaux et dimensionnement des structures
Questions 2.1 et 2.2 : Calculer le poids du dôme à partir du DT2 (masse surfacique de 2,17 kg/m² et surface de 11158 m²). Calculer la force résultante de la pression intérieure à partir du DT3… - Partie 2 - Ingénierie système SysML · Analyse du besoin et ingénierie système (diagrammes SysML)
D'après le diagramme de contexte DT4, relever deux perturbations extérieures que la pression intérieure doit compenser. - Partie 3 · Exploitation de normes, de documents techniques et de données géométriques
Questions 3.1 à 3.5 : calcul de la vitesse et du débit des fuites d'air dans le dôme gonflable, choix du modèle de générateur d'air chaud et analyse du fonctionnement en pression du sas technique. - Partie 4 · Chaîne d'information : acquisition, codage et conversion des données
Partie 4 : Questions 4.1 à 4.3. Évaluation du risque de condensation sur la piste à partir des sondes Pt100 et de l'abaque de condensation (DT6, DT7, DR4). - Partie 5 - Flux matière-énergie-information · Flux matière-énergie-information et diagrammes de blocs internes
Identifier sur le diagramme de blocs internes (ibd) de la roue déshydratante (DR5) les deux flux d'air (air humide et air sec) à l'aide de deux couleurs distinctes en s'appuyant sur le principe de… - Partie 5 - Algorigramme de commande · Comportement informationnel : diagrammes d'états, lois de commande et asservissements
Questions 5.2 et 5.3 : analyse de l'algorigramme de gestion de la déshumidification pour déterminer l'activation de la roue dans trois cas de mesures, puis justification du choix d'une marge de… - Partie A · Chaîne d'information : acquisition, codage et conversion des données
Partie A : choix et caractérisation de la précision du capteur de température Pt100 de surface de piste (questions A.1 à A.3). - Partie B · Chaîne d'information : acquisition, codage et conversion des données
Partie B : Questions B.1 à B.8 portant sur la transmission 4-20 mA, l'identification fonctionnelle, la conversion analogique-numérique (12 bits), l'analyse des températures extrêmes, la résolution du… - Partie C · Comportement informationnel : diagrammes d'états, lois de commande et asservissements
Partie C : Questions C.1 à C.4 portant sur l'acquisition des mesures de température (sol, air) et d'humidité relative sur 6 zones, le calcul algorithmique du point de rosée et de la température… - Partie D · Comportement informationnel : diagrammes d'états, lois de commande et asservissements
Questions D.1 à D.5 : sécurisation anti-intrusion du vélodrome (DTS6, DRS5) avec analyse des capteurs de choc, caméras IP, détecteurs volumétriques et complétion de l'algorigramme de détection. - Partie E · Chaîne d'information : acquisition, codage et conversion des données
Questions E.1 et E.2 : comparaison des formats d'encodage vidéo (H-264 vs MPEG-4) et dimensionnement de l'espace disque nécessaire pour enregistrer 8 caméras pendant 3 jours.
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