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STI2D
Centre d’examen : Polynesie
Matiere : Ingenierie, innovation et developpement durable – Architecture et construction
Annee : 2026
Session : Normale
Duree : 3 heures 30
Repere : 26-2D2IDACPO1
Calculatrice : autorisée avec mode examen actif ou sans mémoire type collège
PARTIE COMMUNE (14 points)
Station hydro-éolienne de l’île d’El Hierro
Partie 1 – Pourquoi la station hydro-éolienne s’inscrit-elle dans une démarche de développement durable ?
Vérification de la capacité du réservoir supérieur de la station hydro-éolienne. Identification des arguments du diagramme des exigences (DT1) inscrivant l’exploitation dans les trois piliers du développement durable (environnemental, sociétal, économique). Volume attendu et volume réel du réservoir supérieur, respect de l’exigence en eau douce pour l’agriculture.
Partie 2 – La centrale hydroélectrique de la station répond-t-elle aux appels de puissance électrique de l’île ?
Étude du système STEP (Station de Transfert d’Énergie par Pompage) en turbinage. Chaîne d’énergie STEP, hauteur de chute entre réservoirs, énergie potentielle maximale, énergie électrique produite avec rendement 0,85, consommation journalière de l’île, puissance maximale de la STEP en turbinage, vérification de la réponse aux appels de puissance électrique jusqu’à 7,5 MW.
Partie 3 – La station hydro-éolienne permet-elle d’atteindre les objectifs fixés par les exploitants ?
Validation des gains environnementaux. Production mensuelle des éoliennes 2023 et 2024 (DT4), bilan production électrique 2024 (DT5), calcul de la part des énergies renouvelables sur trois périodes, respect de l’exigence. Intensité carbone des modes de production (DT6), émissions CO2 globales 2024, émissions si uniquement centrale diesel, gain en émissions CO2 et respect de l’exigence.
Partie 4 – La technologie V2G peut-elle répondre à l’accroissement de l’autonomie énergétique de l’île ?
Étude statique d’un véhicule électrique sur pente 5% (DT7). Calcul de la composante du poids Px, force motrice nécessaire, puissance mécanique et électrique au moteur avec rendement 80%. Énergies aller et retour avec récupération 35% au retour, énergie restante disponible pour le réseau sachant décharge max 80%. Calcul de l’énergie nécessaire pour 2 jours supplémentaires d’autonomie, nombre de voitures nécessaires (énergie moyenne 23 kWh/voiture), conclusion sur la technologie V2G.
Partie 5 – Comment le système d’information permet-il la supervision du parc éolien ?
Architecture système d’information du parc éolien avec trois réseaux (installateur, exploitant, gestion). Adresse IP éolienne 5 sur réseau exploitant (DT8), justification masque sous-réseau 255.255.240.0, adresses IP première machine, dernière machine, diffusion (Broadcast). Nombre maximum de machines adressables, respect de l’exigence. Conversion binaire vers décimal de la température du réducteur (01100111)2, courbe de conversion DT9, présence échauffement anormal au-dessus de 80°C.
PARTIE SPÉCIFIQUE – ARCHITECTURE ET CONSTRUCTION (6 points)
Salle des turbines
Partie A – Comment vérifier la conformité aux exigences d’isolation thermique et acoustique de la salle des turbines ?
Identification des exigences d’isolation thermique et acoustique (DTS1), calcul de la résistance thermique totale du mur Rth,mur (DTS2) avec béton 300 mm, isolant 50 mm, résistances superficielles, justification du respect de l’exigence U ≤ 0,36 W·m-2·K-1. Fréquence sonore 500 Hz, calcul de la masse surfacique totale Mmur (DTS2, DTS3) avec densités béton et isolant. Calcul de l’indice d’affaiblissement acoustique Rmur selon la loi de masse, justification du respect de l’exigence R ≥ 50 dB.
Partie B – Comment vérifier le choix des poutres supportant les machines électro-hydrauliques ?
Deux poutres acier IPE 140 supportant chaque machine (90 kN). Calcul du poids linéique qpoutre supporté par une poutre, poids linéique ELU qtot,ELU avec 1,35×G. Choix du modèle de poutre (DTS4, DTS5) : articulation à une extrémité, appui simple à l’autre, charge uniformément répartie. Identification du moment fléchissant maximal Mfz à partir de la simulation (DTS6). Calcul de la contrainte maximale σmax à l’ELU en MPa (formule flexion). Relevé de la limite élastique fy pour acier S275 (DTS7, DTS8), conclusion sur le choix des poutres IPE.