Partie 2 · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - AC 2026

Grand Paris Express

Ligne 15 Sud – Gare Arcueil-Cachan

Mise en situation

Le Grand Paris Express est un projet de transport et d'aménagement permettant de se déplacer plus facilement et plus rapidement en région Île-de-France.

Le métro et le RER forment aujourd'hui un réseau en étoile. Grâce au Grand Paris Express, il sera possible de se rendre d'un point à un autre en Île-de-France sans forcément passer par Paris.

Quatre nouvelles lignes de métro sont construites en petite et en grande couronne (lignes 15, 16, 17 et 18) en plus du prolongement de la ligne 14 actuelle.

Le nouveau métro est entièrement automatisé et permet de réduire les temps de trajets pour relier les principaux lieux de vie et d'activités de la métropole du Grand Paris.

Ligne 15 Sud

La ligne 15 Sud s'étend sur 33 kilomètres. Elle traverse 22 communes sur 4 départements avec 16 gares connectées au réseau de transport francilien.

Cette ligne entièrement automatique et souterraine est prévue pour 300 000 trajets journaliers et concernera plus d'un million d'habitants.

Le métro circulera jusqu'à deux fois plus vite que les métros actuels avec des vitesses moyennes comprises entre 55 et 65 km·h −1.

Un train rentrera en gare toutes les 2 à 3 minutes aux heures de pointes.

Les trains et les gares seront accessibles aux personnes à mobilité réduite afin de faciliter leurs déplacements.

Gare Arcueil-Cachan

La gare Arcueil-Cachan est située sur la commune de Cachan à proximité immédiate d'Arcueil. Elle s'insère sous les voies du RER B avec des quais à 25 mètres de profondeur et s'intègre dans la réalisation de projets de développement urbain avec la construction d'un éco-quartier.

95 000 voyageurs sont attendus par jour dans cette gare.

Nouveau métro – Ligne 15 Sud

Le nouveau métro contribue au développement durable avec notamment la réduction des émissions de gaz à effet de serre et offre une véritable alternative à la voiture lors des déplacements des franciliens.

Il est construit en dessous des lignes existantes et circulera à grande profondeur.

Sa conception garantit une grande sobriété énergétique avec notamment la récupération de la chaleur, l'utilisation d'éclairages à LED, la récupération d'énergie lors des phases de freinage des trains.

Les trains utilisés sur la ligne 15 Sud sont de type MR6V. Ils ont une capacité de 1 000 voyageurs au total et sont composés de 6 voitures.

Ils disposent d'un certain nombre de services embarqués à bord avec notamment des systèmes d'information des voyageurs, de la vidéosurveillance, de l'interphonie et des systèmes de communication permettant la connexion à internet tout au long des trajets.

Partie 2: Comment les solutions technologiques envisagées limitent les impacts environnementaux lors de la construction de la gare ?

Le projet du Grand Paris Express va générer une émission importante de $\text{CO}_2$, principalement due à l'utilisation du béton. Afin de réduire au maximum ses émissions, les entreprises de travaux ont l'obligation d'utiliser du béton dont l'empreinte carbone est au moins 40 % plus faible qu'un béton classique. L'objectif de cette partie est de vérifier que cette exigence environnementale est respectée pour la réalisation des parois moulées de la gare (DT6).

Question 2.1

Citer les constituants entrant dans la composition d'un béton. Indiquer le matériau responsable de la majorité des émissions de $\text{CO}_2$.

Question 2.2

Préciser la phase de fabrication qui rejette le plus de $\text{CO}_2$. Citer pour cette phase les actions mises en œuvre pour réduire les émissions de $\text{CO}_2$.

La suite de l'étude porte sur la comparaison de deux types de béton: le béton réalisé à partir d'un ciment classique (CEM I) et le béton utilisé sur le chantier réalisé à partir d'un ciment à taux de $\text{CO}_2$ réduit (CEM III-A).

Question 2.3

Calculer en $\text{m}^3$ le volume total de béton utilisé pour la réalisation des parois moulées.

Question 2.4

Sachant qu'il faut $385\text{ kg}$ de ciment pour la fabrication d'un mètre cube de béton et en vous aidant du tableau d'empreinte environnementale des ciments (DT7), compléter le tableau du document-réponse DR1 permettant de déterminer la différence d'émissions de $\text{CO}_2$ avec les deux types de ciment.

Ciment CEM I

Ciment standard

Ciment CEM III/A

Ciment bas carbone

Masse de ciment en tonne

Émission de $\text{CO}_2$ en $\text{kg eq }\text{CO}_2$ par tonne de ciment

866

Émission de $\text{CO}_2$ totale en $\text{kg eq }\text{CO}_2$

12 202 806

Différence d'émission de $\text{CO}_2$ du CEM III/A par rapport au CEM I ($\text{kg eq }\text{CO}_2$)

Différence d'émission de $\text{CO}_2$ du CEM III/A par rapport au CEM I en pourcentage (%)

Question 2.5

En prenant comme référence l'émission de $\text{CO}_2$ du ciment standard (CEM I), calculer la réduction de $\text{CO}_2$ en pourcentage du CEM III/A par rapport au CEM I.

Question 2.6

Conclure sur la réduction des émissions de $\text{CO}_2$ de la gare Arcueil-Cachan lors de sa construction au regard de l'exigence initiale.