Partie A - Question A.5 · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - ITEC 2021

Mise en situation

Afin d'assurer une meilleure sécurité de l'Arche des petites bêtes, une étude est menée afin de remplacer la passerelle d'entrée fixe par un système (passerelle + pont-levis) mobile bloquant le passage pendant les horaires de fermeture du parc de Thoiry. Le pont sera actionné par 2 câbles tirés par un treuil installé sur la berge, sous la structure d'accès. Sa commande sera programmée ou effectuée à distance. La passerelle de sortie emploiera une solution équivalente non étudiée ici.

Une structure rigide doit assurer le guidage des câbles grâce à un point d'appui en hauteur. Symboliquement, il est décidé de lui donner la forme d'une arche, le visiteur devant la franchir afin d'accéder à l'Arche des petites bêtes.

L'ensemble de la structure sera en bois (pin) afin de s'intégrer non seulement à l'environnement et au bâtiment existant, mais aussi pour valoriser la démarche d'éco-conception.

La structure ne doit pas dépasser les 5 mètres de hauteur pour ne pas être visible depuis l'extérieur du parc.

Une solution consommant un minimum d'énergie lors des mouvements de relèvement / descente du pont-levis est recherchée. Deux solutions techniques structurelles sont comparées: une version A classique et une version B avec contrepoids qui rapporte le centre de gravité du pont mobile plus près de son axe de rotation, mais qui est plus lourde.

Version A: Pont-levis et arche statique fixée au sol

Version B: Pont-levis avec arche mobile fixée au pont

Choix d'une solution structurelle consommant le moins d'énergie sur un déplacement

Les documents DT-S3 et DT-S4 donnent la puissance moyenne développée. Calculer, pour chaque solution, l'énergie consommée pour un cycle de levage (d'une durée de 21 secondes).

Indiquer la solution consommant le moins d'énergie.

DT-S3: Analyse du déplacement angulaire du pont et de l'effort total dans les câbles avec la solution A

DT-S4: Analyse du déplacement angulaire du pont et de l'effort total dans les câbles avec la solution B

1.

2.

3.

Solution A

Solution B