Bac Général
Classe : Terminale
Centre d’examen : Nouvelle-Calédonie
Matière : Sciences de l’ingénieur
Année : 2022
Session : Normale
Durée de l’épreuve : 4 heures
Partie sciences de l’ingénieur : durée indicative de 3 h – Coefficient : 12
Partie sciences physiques : durée indicative de 1 h – Coefficient : 4
Repère de l’épreuve : 22-SCIPCJ1NC1
L’usage de la calculatrice n’est pas autorisé.
Partie 1 – Sciences de l’ingénieur 20 points
Partie 2 – Sciences Physiques 20 points
Le candidat traite les 2 parties en suivant les consignes contenues dans le sujet.
Partie 1 – Sciences de l’ingénieur : HYDROLIENNE
Mise en situation
Jusqu’au début des années 1990, l’énergie électrique était essentiellement produite à partir d’énergies primaires fossiles (pétrole, gaz, charbon) ou nucléaire. L’inconvénient majeur de ces énergies est qu’elles dégagent des particules dans l’atmosphère (contribuant ainsi au dérèglement climatique) ou posent des problèmes de stockage de déchets (pour le nucléaire). L’alternative à l’utilisation des énergies fossiles et nucléaires est celle des énergies renouvelables ou énergies vertes.
Sous-partie 1 – obligatoire : Production énergétique
L’objectif est de déterminer si l’intégration des hydroliennes associées à l’énergie solaire est une alternative avantageuse par rapport à l’énergie tout nucléaire.
Sous-partie 2 – choix 1 : Gestion de la chaîne de sécurité de l’hydrolienne
L’objectif est de garantir la mise en sécurité du système en cas de courants marins supérieurs à 3 m·s-1.
Sous-partie 3 – Choix 2 : Gestion de la remontée de l’hydrolienne
L’objectif est de dimensionner le treuil permettant la remontée de l’hydrolienne.
Partie 2 : Sciences physiques
Les trois exercices proposés sont indépendants ; le candidat doit en traiter
seulement deux. Chacun des exercices est noté sur 10.
Le candidat indiquera au début de sa copie les numéros des 2 exercices choisis.
EXERCICE I – DES SATELLITES POUR MIEUX CONNAITRE LES OCÉANS
Mots clés : description d’un mouvement, mouvement dans un champ de gravitation, mouvement circulaire.
L’altimétrie par satellite est aujourd’hui l’un des outils les plus précieux pour
l’océanographie. À bord du satellite est embarqué un radar. Il mesure avec une précision remarquable (environ 2 cm) la hauteur des océans.
EXERCICE II – LA THALASSOTHERMIE
Mots clés : bilans énergétiques, premier principe de la thermodynamique, transfert thermique, travail
Adaptée aux zones littorales à forte densité de population, la thalassothermie se développe en Méditerranée, mais pas uniquement. Elle est aussi présente à Biarritz, Cherbourg, Brest et Boulogne-sur-Mer. L’intérêt de ce procédé réside dans le fait qu’un faible apport d’énergie électrique à l’énergie thermique captée dans la mer, permet d’obtenir une quantité importante d’énergie issue de sources d’énergie renouvelables. Le procédé est décrit dans la figure 1.
EXERCICE III – LES ONDES GRAVITATIONNELLES DÉTECTÉES PAR INTERFÉROMÉTRIE
Mots clés : interférences
LIGO et VIRGO sont deux interféromètres, situés, respectivement aux États-Unis et en Italie. Ils ont pour but la détection d’ondes gravitationnelles. Ces phénomènes, dont Einstein avait prédit l’existence en 1916, ont été observés pour la première fois en 2015 au LIGO. Il s’agit de phénomènes de propagation de nature complexe qui se produisent lors de la réunion de trous noirs ou d’explosion de supernovæ. Ces ondes gravitationnelles sont capables de déplacer des corps massifs mais ces déplacements sont imperceptibles à échelle humaine.